Суда на подводных крыльях и воздушной подушке

При сравнении водных средств с другими общественными видами транспорта (автомобильным, железнодорожным и воздушным) выясняется, что они отличаются следующими основными признаками: более дешевы и экономичны, но имеют относительно малую скорость. Если первый признак является важным преимуществом, то второй представляет собой очевидный недостаток. Сравним средние скорости отдельных транспортных средств: средней скоростью автомобильного транспорта, например, считается 60—80 км/ч; аналогичные скорости имеет железнодорожный транспорт. У воздушного транспорта средняя скорость составляет 500—800 км/ч, причем верхняя граница все больше повышается (так же, как на железной дороге). Если принять среднюю скорость судна 15—16 уз, очевидно, что эта довольно значительная для судна скорость в два-три раза меньше, чем у автомобильного или железнодорожного транспорта, не говоря уже о воздушном. Одной из возможностей значительно повысить скорость является резкое уменьшение сопротивления движению за счет подъема корпуса судна из воды. Это решение технически относительно просто. Здесь используются принципы, которые позволяют летать самолетам, более тяжелым, чем воздух. На быстро движущиеся в потоке воздуха несущие поверхности особого профиля действует так называемая аэродинамическая сила (2 на рисунке), которую можно разложить на силу сопротивления 1 и подъемную силу 3. Последняя и обусловливает подъем самолета. Но для этого необходимы либо очень большие скорости, либо очень большие площади поверхностей (крыльев). Если средой служит вода, которая значительно плотнее, чем воздух, то для подъема корпуса судна из воды требуются значительно меньшие площади крыльев и значительно меньшие скорости; последние составляют на практике 15—20 уз.

Суда на подводных крыльях

а - морское СПК для людей и автомобилей, b - СПК типа Ракета, c - СПК типа Метиор, d - СПК типа спутник, e - распределение давления и сил на крыле, f - полностью погруженные крылья, g - этажерчатые крылья, h - ложкообразные крылья, i - бочкообразные крылья 1 - сила сопротивления, 2 - аэродинамическая сила, 3 - подъемная сила, 4 - разрежение на верхней поверхности крыла, 5 - избыточное давление на нижней поверхности, 6 - направление движения, 7 - набегающий поток

Так возникла новая группа водных средств передвижения, которые называются судами на подводных крыльях. Судно на подводных крыльях (СПК) во время стоянки или при малой скорости находится в воде в соответствии с законами гидромеханики; сопротивление движению судна возрастает пропорционально третьей степени скорости. Одновременно с увеличением скорости возрастает подъемная сила, действующая на поверхности подводных крыльев. Она добавляется к силе поддержания, и корпус судна поднимается. Благодаря этому площадь смоченной поверхности становится меньше, уменьшается также общее сопротивление воды, судно получает более сильное ускорение, подъемная сила становится еще больше и, наконец, весь корпус судна выходит из воды. СПК имеют пока еще очень ограниченные размеры и служат исключительно для пассажирских перевозок в закрытых водоемах, небольших морских проливах и прибрежных районах. Водоизмещение СПК практически не превышает 250 т, скорости достигают 150 км/ч.

Сравнительно недавно начали использовать еще один способ уменьшения сопротивления - скольжение на так называемой воздушной подушке. Принцип действия судов на воздушной подушке (СВП) показан на рисунке ниже. Газовая турбина 10 приводит во вращение вентилятор 15 и одновременно воздушные винты 5. Воздух подсасывается через приемные отверстия на верхней палубе и под определенным давлением нагнетается под плоское днище судна. Так как под днищем находится «камера», образованная гибким ограждением 17, возникает воздушная подушка, которая приподнимает судно. Для создания воздушной подушки применяют камерный, сопловой и комбинированный принципы.

Суда на воздушной подушке

а - продольный разрез СВП, b,c,d - варианты СВП, e - камерная схема образования воздушной подушки, f - сопловая схема образования воздушной подушки; 1 - кабина пилота, 2 - радар, 3 - вход воздуха, 4 - поворотные пилоны, 5 - воздушные винты, 6 - главные приводные валы, 7 - приводной вал, 8 - коническая шестеренчатая передача, 9 - стабилизатор, 10 - турбина, 11 - подача воздуха в подушку, 12 - грузовой люк, 13 - пассажирское помещение, 14 - редуктор, 15 - воздухонагнетатель, 16 - воздушная подушка, 17 - гибкое ограждение

В качестве движителей используют воздушные винты, воздушно-реактивные движители, гребные винты и водометные движители. Управляемость СВП так же как и у самолетов, обеспечивается стабилизаторами 9 с воздушными рулями. СВП по сравнению с судами на подводных крыльях имеют одно существенное преимущество: они могут двигаться - как над водой, так и над землей. На практике СВП используются в основном как быстроходные паромы со скоростями от 120 до 150 км/ч для перевозки пассажиров и автомашин в проливах и каналах. При подходе к берегу они выходят на сушу (например, на бетонную посадочную площадку); пассажиры и автомобили покидают паром через откидывающиеся аппарели. Жители и гости Москвы могут увидеть настоящие, морское, военное судно на воздушной подушке посетив музей ВМФ на берегу Химкинского водохранилища в парке "сев. Тушино". Добраться туда можно доехав до метро Сходненская, далее пешком (7 минут) по Химкинскому бульвару, перейти через улицу Свободы и войти в парк. Там же можно увидеть и другие интересные морские экспонаты - подводную лодку и экраноплан "Орленок"

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика