Ликбез. Самые секретные кадры в этом ЖЖ

Профиль подводного крыла — Энциклопедия по машиностроению XXL

Ранние этапы гидродинамики, на которых была построена теория движения жидкостей с большими скоростями. Об этом пишет «Российская газета». Работы Сычева по устойчивости крыловых профилей на поверхности жидкости при движении тел под водой (в том числе над водной поверхностью) и работы Чаплыгина — теория неустановившихся движений крыловых профилей при полете самолета или подводного аппарата МС-130М1 — можно отметить уже в работах Н. Жуковского по струйным течениям и волновому сопротивлению.

Одним из наиболее изученных и завершенных разделов механики является плоское безвихревое движение идеальной несжимаемой жидкости. Для данного курса пришлось полностью опустить такие важнейшие темы из этого раздела, как нестационарное движение профиля крыла. Например, когда крыло движется вниз по поверхности воды за счет давления внутри воздушного потока вокруг оси самолета, волновые движения и импульсивные потоки в тяжелой жидкости (подводный профиль), волновые движения под свободной поверхностью или разрывные движения на поверхности тяжелого тела, колебательные процессы над жидкостью с различной скоростью — от 0 до 10 м/с) — все это примеры волновых движений и импульсивных потоков.

В настоящее время активно разрабатываются методы решения проблем генерации поверхностных гравитонов движущимся телом, которое движется. Эти методы учитывают нелинейные граничные условия на свободной поверхности и контуре.

Предельные значения X для сегментных и авиационных тонких профилей, при которых крыло еще может использоваться, как определено Институтом машиностроения XdpbKOB Koro.

Профили с острыми краями являются наиболее критическими формами при применении в аппаратах на подводных крыльях, пропеллерах и агрегатных системах. Эта характеристика присутствует в тонких профилях. В отличие от соответствующих значений в условиях бескавитационного течения, при развитии кавитации коэффициент подъемной силы обычно уменьшается, а сопротивление увеличивается. Предельные значения коэффициентов Ki и Sv определяются величиной /C=0. При уменьшении K пещеры расширяются. Теоретически это должно продолжаться вечно при /(0). На протяжении всего исследования метод Тулина давал линеаризованные решения для профиля с небольшой, но произвольной кривизной.

Существенные характеристики гидродинамики подводных крыльев были продемонстрированы экспериментальными исследованиями. Например, было обнаружено, что подводное крыло может иметь заостренные передние кромки.

Преимущества и особенности катера и яхты на подводных крыльях

Лайма Вайкуле поинтересовалась, как можно летать над водой, находясь на плаву. Ответ заключается в том, что яхта или судно на подводных крыльях может имитировать полет над водой. Такое судно сочетает в себе преимущества самолета и скоростного катера. Что отличает конструкцию яхты? Как и для чего она была сделана? Какими недостатками она обладает? Узнайте больше, прочитав статью ниже.

Принцип действия подводных крыльев

Скорость водоизмещающих судов зависит от силы и эффективности двигателей.

Однако даже самые мощные двигатели редко достигают скорости 100 км/ч. Расход топлива увеличивается на высоких скоростях в результате повышенного волнового сопротивления.

Судоводители научились противостоять этому ограничению, выводя катера на глиссирование – приподнимание передней части корпуса и скольжения им по водной глади. Следующая ступень борьбы за скорость – изобретение подводных крыльев и транцевых плит, крепящихся к килевой части яхты или лодки. Судно на подводных крыльях (СПК) разгоняется по воде, а затем приподнимается над ней под воздействием сил гидродинамического давления, оказываемых на поверхность крыльев. Точнее, их полная гидродинамическая сила складывается из:
    1. подъемной силы крыла (она действует вертикально, снизу вверх)
    2. силы сопротивления (ее вектор определяется направлением движения катера). Таким образом, при движении крылья, находящиеся под корпусом маломера, за счет подъемной силы приподнимают корпус над поверхностью воды.

Лодка может двигаться с гораздо большей скоростью, поскольку сопротивление воздуха значительно меньше сопротивления воды.

История появления катеров на подводных крыльях

Итальянец Энрико Форланини известен как «отец» подводных лодок. В 1906 году он создал ПК, который при использовании на озере мог двигаться со скоростью 68 км/ч и демонстрировал всю силу гидродинамических сил. Ганс фон Шертель, инженер, принял концепцию и построил лодку с транцевыми плитами, в которой могли разместиться 35 человек.

С помощью талантливого конструктора Ростислава Алексеева в СССР быстро развивалось крылатое судостроение. Его конструкторское бюро работало над тем, чтобы первый отечественный СПК «Ракета-1» начал курсировать между Казанью и Горьким (Нижний Новгород) в 1957 году. В будущем флот страны пополнится еще тысячами таких судов.

Маленькие и большие «Метеоры», а также огромные гиганты, известные как «Кометы», следовали за «Ракетами». Эти теплоходы СПК могли перевозить до 45 пассажиров, а возможно, и больше («Комета»). Самыми большими СПК в мире являются «Jetfoil», некоторые из которых вмещают 400 пассажиров. К сожалению, его советский аналог, теплоход «Спутник», был произведен только в одном экземпляре и никогда не запускался.

Плюсы и минусы катера на подводных крыльях
Суда с транцевыми пластинами имеют ряд преимуществ, но в то же время их эксплуатация сопряжена с определенными ограничениями.

Плюсы конструкции:
    • Скорость. Сопротивление «крылатого» катера намного меньше сопротивления водоизмещающего судна, что позволяет ему плыть в разы быстрее. • Повышенная мореходность. Паря над водой, корпус защищен от ударов волн. • Гашение качки. При медленном плавании (например, с целью швартовки) крылья нивелируют качку судна. Это особенно ощутимо в шторм.

Минусы катеров на подводных крыльях

Низкая топливная эффективность. В предполетном режиме скоростные суда и суда на подводных крыльях более прожорливы, чем их более медленные собратья. только небольшая грузоподъемность. Сухогрузы уступают скоростным СПК. Капризность. Они должны иметь мощные, небольшие двигатели и не слишком высокие волны (на пике большой волны ПК теряет свою отдачу). жесткость швартовки Из-за глубокой осадки, которая позволяет ему находиться под водой, это судно может швартоваться только у оборудованных пирсов и гаваней. Некоторые модели имеют откидные крылья. Еще один недостаток заключается в том, что максимальная скорость судна на подводных крыльях редко превышает 140 км/ч. Именно при этой скорости молекулы воды испытывают кавитацию, в результате которой в жидкости образуются и лопаются пузырьки. В противоположность этому движение резко замедляется и становится опасным.

Где используются катера на подводных крыльях

Во многих странах до сих пор используются персональные компьютеры. Во-вторых, они успешно используются в качестве пассажирских судов. Во-вторых, небольшие катера ПК эффективны для патрулирования береговой линии и быстрого захвата нарушителей. особенно для десантных операций или разведывательных миссий. Усовершенствованные подводные крылья, по мнению некоторых экспертов, скоро вернут себе былую славу. Как и 30-40 лет назад, судовладельцы сейчас заинтересованы в подводных крыльях. Кроме того, появились финансисты для создания и продвижения этих уникально выглядящих «летающих кораблей».

Судно на подводных крыльях

Изобретение относится к судостроению и направлено на разработку подводных крыльев с повышенной маневренностью в неспокойной воде.

Известно судно на подводных крыльях с корпусом и воздушной силовой установкой.

Однако использование такого судна в неспокойной воде имеет ряд недостатков.

— Невозможность выхода судна на режим разгона из-за недостаточной подъемной силы.

— воздушные движители захлопываются струей воды из носовой оконечности судна или носовых крыльев в дополнение к недостаточной тяге для режимов ускорения судна.

— неадекватная продольная и поперечная стабилизация движений судна в море;

— короткий срок службы двигательной установки в соленой воде, которая является агрессивной средой;

— Из-за этажного расположения между подводными крыльями возникает отрицательное взаимное влияние, что приводит к уменьшению подъемной силы.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка скоростного судна на подводных крыльях (СПК) с высокими мореходными качествами и маневренностью на скорости или курсе, способного двигаться со скоростью более 150 км/ч по бурному морю. Для этого подходит судно на подводных крыльях, имеющее корпус и движительную установку, или комплекс на подводных крыльях. Носовое крыло и раздвоенное центральное подводное крыло, разнесенные по бортам за пределы корпуса, составляют комплекс подводных крыльев. Вентилируемая водометная движительная система (ВВД), которая работает в паре с турбовентиляторными двигателями на скегах, является частью движительной системы. Относительно потока носовое и центральное крылья имеют обратную стреловидность. Стабилизатор продольного и поперечного движения расположен одновременно на транце корпуса.

Кроме того, в качестве стабилизатора продольного и поперечного движения используется поворотный движитель с подводным крылом.

Газотурбинные установки расположены одновременно в центральных секциях и имеют скеговые пневмоприводы.

Вентилируемые водометные движители также имеют накладные крылья, прикрепленные к задней части их сопел.

Концевые шайбы также являются особенностью воздушных крыльев.

На передних кромках воздушных крыльев одновременно устанавливаются секционные управляемые закрылки.

Управляемые закрылки также присутствуют на передних кромках центроплана.

Кроме того, центральная плоскость находится на теоретическом уровне нулевого лонжерона.

В данном случае скеги под центропланом находятся около его концов.

Пропульсивная система судна и приводы кормовых стабилизаторов также подключены к системе автоматического управления движением.

Пусковые элементы установлены на стойках вышеупомянутых крыльев и находятся в центральных подводных крыльях.

Аэродинамическая разгрузка осуществляется путем оснащения судна брызгозащитным центропланом, вытянутым вдоль корпуса от носовой части с консольно закрепленными на нем профилированными воздушными крыльями. Они специально защищают от затопления носовую часть корпуса и центроплан вместе с бортами.

Добавление носового крыла к комплексу несущих подводных крыльев позволяет судну быстрее переходить в режим крыла и ограничивает амплитуды продольной качки. добавление разъемных центральных крыльев, которые располагаются на бортах снаружи корпуса судна и обеспечивают устойчивость при кренах.

Пропульсивная система, сочетающая в себе движитель и движитель, позволяет судну быстро переходить в режим ускорения, увеличивая его скорость.

Использование силовой установки центроплана, оснащенного ГТУ, позволяет исключить потерю тяги двигателя.

Вы можете задержать наступление потока на части крыльев, придав им форму в плане с обратной стреловидностью по отношению к потоку, работая под свободной поверхностью.

Стабилизатор в виде поворотной стойки с подводным крылом на нижнем конце расположен на транце корпуса.

Крылья, направляющие реактивные двигатели, помогают уменьшить перегрузки и демпфирование системы подводных крыльев.

Вы можете изменить подъемную силу и улучшить эффект экрана, используя управляемые закрылки на центральном крыле и на кромках крыльев.

Торцевые шайбы на концах аэродинамических профилей помогают уменьшить поперечный поток и увеличить подъемную силу крыла.

К подводным крыльям могут быть добавлены пусковые компоненты, что увеличивает их подъемную силу.

Разбрызгивание воды на кормовую часть корпуса и центроплан практически исключается за счет разбрызгивания воды из носовой законцовки или носового подводного крыла.

Поскольку турбовентиляторные двигатели наиболее эффективны на высоких скоростях, их разработка для воздушной тяги имеет смысл.

Чертежи, на которых схематично показано предлагаемое судно на подводных крыльях (вид сбоку), и фиг. 1 поясняют основные идеи изобретения. 3. Вид снизу на судно.

Центроплан 2 прикреплен к корпусу 1 судна на подводных крыльях с двух сторон (рис. 1). Центроплан 2 имеет крыло плюсовой формы, которое простирается вдоль борта корпуса 1 и имеет наплыв на крыльчатке. К концам и передней части центроплана 2 прикреплены скеги 3 и консольные воздушные крылья 4 соответственно (рис. 1). Газовые турбины (не показаны) с приводами в виде угловых редукторов размещены внутри центроплана 2 и прикреплены к гофрированным бортам 3. На консолях воздушных крыльев 4 включены концевые шайбы 6. Секционные управляемые закрылки 7 расположены на передних кромках воздушных крыльев 4, а подвижные закрылки 8 — на задних кромках центроплана. Корабль оснащен комплексом несущих подводных крыльев, который состоит из разрезной центральной части корпуса 1 с системой управления полетом и выдвигающегося при разгоне носового подкрылка 9. По данным «Российской газеты», так и произошло. Центральные подводные крылья 10 и носовое подкрылье 9 имеют сферическую конструкцию. Стойки 11 центральных крыльев опираются на центральные подводные крылья 10. В транец корпуса 1 встроен стабилизатор 13 продольного и поперечного движения, имеющий форму поворотной стойки 14 с подводным крылом 15 на нижнем конце. Крылья 16 расположены за соплами аэродинамических крыльев 5. Турбовентиляторные двигатели 17 корабля расположены над кормой 1 и центропланом 2. В морском варианте корабля используются двигатели 5, 17. Корабль имеет систему автоматического управления движением (не видно), движители связаны с управляемыми приводами закрылков 8 и 9.

Рабочее место судна на подводных крыльях в неспокойном море выглядит следующим образом.

Вслед за совместной тягой двигательной установки, состоящей из VD 5 и TD 17, судно начинает движение.

В этом случае раскос 14 поворачивается для определения направления курса судна, а элементы стабилизатора, установленные в корпусе 1 стабилизатора 13, управляют движением в режиме крыла.

Продольная качка судна уменьшается за счет регулировки глубины погружения носового подводного крыла 9, что влияет на его подъемную силу.

Управляемые закрылки 7 центроплана 2 или воздушные крылья 4 используются для дальнейшего управления движением судна как при разгоне судна, так и в режиме крыла на волне. Система автоматического управления движением, связанная с силовыми установками 5-17 и приводами элементов 14-15 кормового стабилизатора 13, отвечает за управление движением судна в целом во всех режимах его движения.

Предлагаемое судно на подводных крыльях обеспечивает маневренность в плане скорости и курса, а также движение в неспокойном море со скоростью более 150 км/ч.

Суда на подводных крыльях » Все новости Одессы

25 августа
1957 года отправляется в свой первый рейс первый отечественный корабль на
подводных крыльях «Ракета».

Теплоход
«Ракета» был предназначен для скоростных речных пассажирских перевозок на
пригородных и местных линиях, протяженностью до 500 км, с заходом в
водохранилища Длина – 27 м. Ширина – 5 м. Осадка на плаву – 1,8 м. Осадка при
ходе на крыльях – 1,1 м. Мощность силовой установки – 850 л. Скорость – 60
км/ч. Пассажировместимость – 64 человека.

Первые попытки
создать судно на подводных крыльях предпринимались ещё в конце XIX века. В 1897 году живший во Франции русский
подданный Шарль де Ламбер построил и испытал на Сене небольшое судно на
подводных крыльях. Однако мощности паровой машины, использовавшейся на этом
судне в качестве двигателя, не хватило для развития скорости, необходимой для
того, чтобы корпус судна поднялся над водой.

Более
успешными были опыты итальянского изобретателя Энрико Форланини. Он проводил
эксперименты с моделями судов на подводных крыльях с 1898 года. В 1906 году
созданное им полноразмерное экспериментальное судно в ходе испытаний на озере
Лаго-Мажоре достигло скорости в 42,5 мили в час (68 км/ч). Этот катер имел
многоярусные крылья наподобие этажерки.

В 30-e годы немецкий инженер Ганс фон Шертель с большой
группой ученых и специалистов-практиков очень серьезно работал над идеей
скоростного судна с подводными крыльями. К тому времени появились и подходящие
материалы для конструкции корпуса и вполне пригодные мощные двигатели. Не
существовало лишь одного – оптимальной формы подводного крыла.

Шертель
испытывал модели самых немыслимых очертаний, но ничего не получалось. Судно не
шло. В одних случаях ему не хватало остойчивости при движении на воде, в других
– недостаточной оказывалась подъемная сила крыла и судно не поднималось над
водой. Золотая середина так и не была найдена, хотя система подводных крыльев,
созданная Шертелем, нашла применение. И все же полное практическое
осуществление идеи подводного крыла не давалось зарубежным исследователям.

Примерно в те
же годы студента кораблестроительного факультета Горьковского политехнического
института Ростислава Алексеева заинтересовала статья в сборнике научных трудов
ЦАГИ. В статье рассматривалось поведение крыла самолета в некоем плотном
потоке, например, в воде. Автор доказывал: чем сильнее поток, тем быстрее
возникают гидродинамические силы, обеспечивающие подъемную силу крыла.

Создатель
судов на подводных крыльях Ростислав Евгеньевич Алексеев.

Молодого
человека захватила идея – заставить служить те гидродинамические силы, которые
как раз не позволяли судам увеличивать скорость, делали водный транспорт
тихоходным. Словом,
решил врага обратить в друга.

Осенью сорок
первого года Ростислав Алексеев – выпускник института – защитил дипломную
работу «Глиссер на подводных крыльях». Государственная экзаменационная комиссия
услышала о судне, которого еще не знала мировая история кораблестроения. Дипломная работа была признана соответствующей уровню кандидатской диссертации.

В проекте
Алексеева использовался эффект малопогруженного подводного крыла (эффект
Алексеева). Подводное крыло Алексеева состоит из двух главных горизонтальных
несущих плоскостей – одна спереди и одна сзади. Двугранный угол при схождении
или мал, или отсутствует, распределение веса – примерно поровну между передней
и задней плоскостями. Погруженное подводное крыло, поднимаясь к поверхности,
постепенно теряет подъемную силу, а на глубине, примерно равной длине хорды
крыла, подъемная сила приближается к нулю. Именно благодаря этому эффекту
погруженное крыло не способно полностью выйти на поверхность. При этом
относительно небольшой гидропланирующий (скользящий по поверхности воды)
подкрылок используется для помощи при «выходе на Эффект Алексеевакрыло», а также не позволяет
судну вернуться в водоизмещающий режим. Эти подкрылки расположены в
непосредственной близости к передним стойкам и установлены так, что на ходу
касаются поверхности воды, в то время как несущие крылья погружены примерно на
глубину, равную длине их хорды. Вся эта система впервые была испытана на
небольшом катерке, который приводил в движение 77-сильный автомобильный
двигатель.

После защиты
диплома Р. Алексеев получил направление на горьковский завод «Красное
Сормово», в отдел технического контроля: молодой судостроитель стал контролером
ОТК по приему танков – главной продукции завода. Время-то было военное.

На первом
своем катере Р. Алексеев в 1946 году отправился в Москву. Его приняли в
заинтересованных организациях, специалисты познакомились с судном. У идеи судна
на подводных крыльях появились первые сторонники не только в Горьком, но и в
Москве. Крохотный коллектив лаборатории принялся за технический проект первого
в мире судна на подводных крыльях под условным названием «Ракета».

Первое
пассажирское судно на подводных крыльях под таким же названием поступило в
эксплуатацию в 1957 году. Первое в серии судно «Ракета-1» было построено
на рисунки конструктора
Р. Алексеевазаводе «Красное Сормово». Первый свой рейс «Ракета-1» совершила 25
августа 1957 года. В ходе этого рейса расстояние в 420 километров от Горького
до Казани было пройдено за семь часов. На борту находилось тридцать пассажиров.

Серийный
выпуск «Ракет» был налажен на феодосийском судостроительном заводе «Море». С
1959 по 1976 года было построено 389 «Ракет», в том числе 32 на экспорт. Высокооборотные дизельные двигатели поставлялись Лениградским заводом Звезда.

«Ракеты» были
очень популярны, их название стало нарицательным и часто так называют все суда
подобного типа. Поездка на «Ракете» в какую-нибудь живописную бухту была одним
из любимых, хотя и недешёвых (цены билетов на такие суда заметно превышали цены
на пригородные электрички на то же расстояние), видов семейного отдыха на реке.

В Нижнем
Новгороде «Ракеты» использовались в ежедневных пригородных перевозках, а также
как экскурсионные суда.

В Москве
первая «Ракета» (а именно «Ракета-1») появилась в дни проведения VI
международного фестиваля молодёжи и студентов летом 1957 года. «Ракету» привел
в столицу главный конструктор судна Ростислав Евгеньевич Алексеев и лично
продемонстрировал её Хрущёву.

На базе
разработок Алексеева в России было построено большое количество коммерческих
судов на подводных крыльях: «Ракета», «Стрела», «Спутник», «Метеор», «Комета»,
«Циклон», «Буревестник», «Восход». Строились и военные суда, в том числе и
самое большое судно этого класса в мире – «Бабочка», ему предшествовали
«Пчела», «Турья» и «Саранча».

Массовая
эксплуатация «Ракет» в Москве велась с начала 1960-х до 2006 года. Существовали
также маршруты и в Подмосковье: от МСРВ до Чиверево, Аксаково, Тишково, Речки
Черной.

Существовала
также пожарная модификация «Ракета-П» с двумя пожарными стволами и системами
водяной и воздушно-пенной защиты. Дальность «стрельбы» — 90 м. Подача воды —
800 куб. м/час.

В короткий
срок суда на подводных крыльях стали одним из наиболее популярных видов
транспорта. Скорость, мореходность, комфорт, высокая экономичность позволяли
крылатым судам успешно конкурировать с другими видами транспорта. Советский
Союз обладал самым большим в мире флотом крылатых судов. Помимо «Ракеты» в СССР
строились и другие типы гражданских теплоходов на подводных крыльях. К 1985
году на водных магистралях страны использовались более 1000 катеров «Волга»,
сотни теплоходов «Ракета», десятки теплоходов «Комета», «Метеор» и «Беларусь». В нашей стране суда на подводных крыльях ежегодно перевозили на регулярных
линиях более 20 миллионов пассажиров. Советские крылатые суда успешно
экспортировались во многие страны, в том числе в США, ФРГ, Францию, Италию и
Великобританию.

С 2007 года в
Москве началось постепенное восстановление «Ракет». Так, например, в 2009 году
эксплуатировалось четыре «Ракеты»: 102 (VIP-салон, в регулярных перевозках не
используется), 185, 191 (бывший номер 244) и 246.

Теплоход
«Беларусь» отличался тем, что имел очень малую осадку: на плаву — 0,91, при
ходе на крыльях — 0,3 метра. Для сравнения: те же параметры у теплохода
«Ракета» — 1,8 и 1,1 метра. «Беларусь» обслуживал пригородные и местные речные
линии протяженностью до 320 километров. Судно брала на борт 40 пассажиров и при
эксплуатационной мощности 600 лошадиных сил развивает скорость 65 километров в
час.

Катер «Волга»
был предназначен для прогулок, водного туризма и служебно-разъездных целей. Можно использовать на прибрежных морских линиях, а также на реках, озерах и
водохранилищах протяженностью до 180 км. Длина – 8,5 м. Ширина – 2,1 м. Осадка
на плаву – 0,85 м. Осадка при ходе на крыльях – 0,55 м. Скорость – 60 км/ч. Мощность – 70 л. Пассажиры – 6 человек.

Теплоход
«Метеор» предназначался для скоростных речных пассажирских перевозок на
пригородных и местных линиях протяженностью до 600 км. Длина – 34,6 м. Ширина –
9,5 м. Осадка на плаву – 2,3 м. Осадка при ходе на крыльях – 1,2 м. Скорость –
65 км/ч. Силовая установка – 2×850 л. Пассажиры – 124 человек. «Метеоры»
производились с 1961 по 1991 годы на Зеленодольском судостроительном заводе
имени Горького. Всего было построено более 400 теплоходов этой серии. В
нижегородском конструкторском бюро по судам на подводных крыльях имени
Ростислава Алексеева была разработана модификация «Метеор-2000» с импортными
двигателями и кондиционерами, которая также поставлялась в Китай. К 2007 году
линия по производству «Метеоров» на заводе была демонтирована.

Теплоход
«Комета» был предназначен для скоростных пассажирских перевозок на прибрежных
морских линиях протяженностью до 230 миль. Длина – 35,1 м. Ширина – 9,6 м. Осадка на плаву – 3,2 м. Осадка при ходе на крыльях – 1,45 м. Скорость – 32 –
34 узла. Силовая установка – 2×850 л. Пассажиры –
118 чел.

Теплоход
«Восход» был создан для замены более старых судов на подводных крыльях –
«Ракет» и «Метеоров». Длина – 27,6 м. Ширина – 6,4 м. Осадка на плаву – 2,1 м. Осадка при ходе на крыльях – 1,1 м. Скорость – 65 км/ч. Силовая установка –
2×500 л. Пассажиры – 71человек. Строились «Восходы» на судостроительном
заводе «Море» в Феодосии. Высокооборотные дизельные двигатели для теплохода
поставлялись Ленинградским заводом «Звезда» и заводом «Барнаултрансмаш». В
общей сложности к началу девяностых годов было построено более 150 «Восходов». В
девяностых годах производство «Восходов» практически остановилось в связи с
тяжёлым положением завода-производителя.

Газотурбоход
«Буревестник» предназначен для скоростных пассажирских перевозок на транзитных
и местных линиях рек и водохранилищ протяженностью до 500 км Длина – 43,2м. Ширина – 7,4 м. Осадка на плаву – 2,0 м. Осадка при ходе на крыльях – 0,6м. Скорость
– 90 км/ч. Мощность – 2×2700 л. Пассажиры – 150 чел. «Буревестник» был
флагманом среди речных СПК. Имел силовую установку на основе двух газотурбинных
двигателей (ГТД) АИ-20 конструкции А. Ивченко, позаимствованных от самолёта
Ил-18. «Буревестник» существовал в единственном экземпляре. Эксплуатировался он
c 1964 года до конца 70-х годов на Волге на маршруте Куйбышев — Ульяновск —
Казань — Горький.

Подводные крылья и воздушная подушка

Человек плавал по морям на различных судах в течение тысяч лет без происшествий.

Даже при обтекаемом корпусе и лучшей длине (с точки зрения генерации волн), килевые суда используют значительную часть своей пропульсивной мощности для генерации волн. Согласно экспериментам, скорость килевых судов прямо пропорциональна кубу мощности. Для увеличения скорости необходимо увеличить мощность силовой установки в восемь раз.

Никакая форма корпуса, какой бы логичной она ни была, не может изменить этот закон. Поэтому в начале XX века при разработке скоростных катеров все больше внимания стали уделять скольжению (глиссерам), или применению ДИНАМИЧЕСКОЙ подъемной силы.

Корпус глиссера имеет уникальную форму, благодаря которой он выдвигается из воды на определенной скорости. Вместе с уменьшением водоизмещения уменьшается и образование волн. Однако в полной мере преимущества полетов планеров над «тихой водой» можно оценить только в спокойном потоке. В ветреную погоду они не обладают плавучестью.

Еще более радикальная концепция, возникшая почти одновременно с планерами, заключалась в том, чтобы полностью поднять корпус из воды, используя динамическую подъемную силу, создаваемую специальными плоскостями (крыльями), погруженными в воду. При этом корпус судна перестает испытывать сопротивление воды и перестает создавать волны. Под водой остаются только подводные крылья, соединенные раскосами или водой. Однако, поскольку вода имеет в 800 раз большую плотность, чем воздух, и поскольку подъемная сила подводных крыльев обратно пропорциональна температуре среды, в которой они работают.

Давление над лодкой увеличивается после разгона, а затем уменьшается. Вследствие этого возникает подъемная сила, толкающая корпус судна к поверхности воды.

Эффективность очевидна. Для достижения скорости 50 узлов типичному судну водоизмещением 50 тонн требуется силовая установка объемом 7 500 литров. Катеру на подводных крыльях с таким же водоизмещением достаточно мощности 3 500 л, поскольку он встречает сопротивление только со стороны набегающего потока воздуха, плотность которого в сотни раз меньше плотности воды и льда. Для буксировки необходим двигатель с тяговым усилием не менее 450 кг/ч или насосы мощностью 1 литр (640 кВт).

Поэтому значительное снижение сопротивления воды по сравнению даже с нескользящими судами является основным преимуществом подводных крыльев (далее для краткости я буду называть их подводными крыльями).

Еще одно преимущество мореходности. При движении на полной скорости в бодрую погоду лодка (особенно покрасневшая) сильно ударяется о волны. Человеку не нравятся толчки и вибрации, которые при этом возникают. Пока днище подводного крыла находится на соответствующей высоте в воде, оно не повреждается от ударов волн. Кроме того, благодаря снижению чувствительности к ударам волн нет необходимости снижать скорость в неспокойной воде.

Первое судно на подводных крыльях было продемонстрировано в Париже в 1891 году. Это паровое судно с четырьмя погруженными в воду поперечными «гидроплатформами», создающими подъемную силу по требованию. В сообщениях прессы утверждалось, что судно двигалось медленно и было недостаточно устойчивым. В октябре 1906 года, всего через 15 лет, Ламберти добился успеха на Женевском озере. Четыре подводных крыла на его новом судне позволили ему скользить по воде, развивая максимальную скорость в 22 узла.

Француз Шарль Далембер получил патент на подводное крыло в 1891 году. В 1894 году он построил лодку с четырьмя паровыми крыльями. Две байдарки были соединены рамой с поперечной балкой. Сверху на поперечной раме были установлены паровой котел и машина, приводимая в движение гребными винтами. Во время испытаний эта странная конструкция плавала со скоростью 20 узлов. Однако, в отличие от лодок Ламберти, корпуса байдарок не всплывали на поверхность воды.

Энрико Форланини, итальянец, наиболее известный созданием дирижаблей, начал экспериментировать с подводными крыльями в 1898 году. Он продемонстрировал свою лодку весом 1,65 тонны с 75-сильным мотором и максимальной скоростью 38 узлов в 1906 году на озере Маджоре.

Несмотря на небольшое волнение, корабль поднялся над водой примерно на полметра и продолжил следовать своим курсом. Недостатками были большая осадка и повышенное сопротивление окружающей среды, что потребовало использования дополнительных распорок для системы крыльев.

Гидрокрыло было решением, которое итальянцы Крокко (Сгоссо) и Рикальдони попытались использовать в 1906 году для решения всех этих проблем.

Их судно было длиной 8 метров, имело объем 2,5 тонны, и было построено в Вараццо на воде водоизмещением 1,5 тонны. Два отдельных крыла по бокам корпуса были прикреплены к корме, а одно V-образное крыло было прикреплено к передней части днища.

На скорости 5 узлов лодка выходила из воды на 4 узла, а на скорости 38 узлов она уже поднималась над водой. 100-литровый двигатель вращал два винта в противоположных направлениях.

Подводное крыло Крокко и Рикальдони, 1908 г.

В том же году некий капитан Саконни опубликовал следующее во французском авиационном журнале «Le Technique Aeronautica», ссылаясь на более ранние авиационные эксперименты Ламберти, Д’Аламбре и Форланини.

Создаваемая сила равна одной четвертой от силы, создаваемой полностью погруженным самолетом, когда нижняя поверхность самолета, создающего подъемную силу, находится на воде (как в случае со скользящими лодками).

(b) Самолет, движущийся со скоростью 1 м/с, имеет грузоподъемность 25 кг на квадратный метр. Где f — площадь поверхности, необходимая для подъема тонны груза, а v — скорость в метрах в секунду.

» Площадь грузовой плоскости должна быть уменьшена в большей степени на более высоких скоростях».

Американские пионеры авиации Уилбер и Орвилл Райт начали испытания катамарана на подводных крыльях в 1908 году, в том же году, когда итальянец Гуидони добавил подводные крылья к корпусу гидросамолета. Позже они прекратили исследования в этой области и сосредоточились исключительно на самолетах.

Первое американское военное судно, испытанное полностью погруженным в воду и с регулируемым углом атаки, было построено американцами Ричардсоном и Уайтом в 1911 году на государственной верфи в Вашингтоне. На скорости б узлов корпус судна вынырнул из воды.

Кейси Болдуин и Александр Грэм Белл из США начали создавать подводные крылья для телефонов в 1909 году, согласно журналу «Теория звука». Александр Грэм Белл (1847-1922) был американским изобретателем. Они приобрели чертежи Форлани, и между 1911 и 1919 годами построили и испытали четыре лодки (Hydro-Dome I — IV).

Второй из них, HD-IV, имел четыре двигателя Renault и максимальную скорость 46 узлов. Она имела три ступенчатых крыла в носовой части и два двигателя Renault мощностью по 250 л.с. После оснащения двумя авиационными двигателями Liberty лодка смогла развить максимальную скорость 61,5 узла (113 км/ч) в 1918 году.

Судно на подводных крыльях «Белла и Болдуин» (снимок 1919 года)

К сожалению, подводные крылья Bell и Baldwin имели существенные недостатки, включая глубокие крылья в режиме плавания и неустойчивое движение в неспокойной воде. Их подводные крылья также испытывали кавитацию.

На лодках часто используются гребные винты. Лодка с гребным винтом также может иметь чрезвычайно малую осадку. Она составляет от 40 до 50 см у гидроцикла, но только от 30 до 40 см у лодки без винта! Образующаяся осадка может увеличиваться или уменьшаться при попутном или встречном ветре.

Эти проблемы удалось преодолеть лишь частично из-за недостатка финансирования, вызванного полным отсутствием коммерческого спроса на суда на подводных крыльях в то время и отсутствием коммерческих предложений от них по проекту судна на подводных крыльях.

В этот день 55 лет назад

Наш корабль на подводных крыльях «Ракета» отправляется в свой первый рейс 25 августа 1957 года. В девятнадцатом веке были предприняты первые попытки построить судно на подводных крыльях. В 1897 году Ш. де Ламбер, русский подданный, построил и испытал на Сене судно на подводных крыльях. Однако паровой двигатель, который использовался на этом судне в качестве двигателя, не обладал достаточной мощностью для создания скорости, необходимой для подъема судна над водой. Более плодотворными оказались эксперименты итальянского изобретателя Энрико Форланини. Он проводил испытания с использованием моделей подводных крыльев с 1898 года. Его экспериментальная лодка достигла максимальной скорости 42,5 миль/ч (68 км/ч) в 1906 году. Крылья этой лодки были ярусными, похожими на рубку.

Над созданием скоростного судна на подводных крыльях работала большая группа ученых и специалистов во главе с Гансом фон Шертелем. В то время уже существовали надежные двигатели для создания мощных двигателей. Не хватало только идеальной формы подводных крыльев. Шертель экспериментировал с моделями самых причудливых форм, но ничего не удалось. Корабль отказывался двигаться. В одних ситуациях он неустойчиво держался на воде, в других — подъемная сила крыла двигала его вперед. Золотое кольцо так и не было найдено. Однако в целом, как ни странно, им не удалось полностью реализовать концепцию подводного крыла. Ростислав Алексеев, студент Горьковского политехнического института, заинтересовался группой научных работ ЦАГИ того же периода. В статье рассматривалось поведение крыла самолета в плотном потоке, например, воды. Автор показал, что гидродинамические силы, вызывающие подъемную силу крыла, возникают тем быстрее, чем сильнее поток. У молодого человека возникла идея использовать гидродинамические силы, которые не позволяли кораблям набирать скорость и замедляли водный транспорт. Другими словами, он принял решение превратить врага в друга. Ростислав Алексеев успешно защитил свой дипломный проект «Планер на подводных крыльях» в 41-м году. Судно было представлено государственной экзаменационной комиссии так, как не знала мировая история судостроения. Дипломная работа была признана не уступающей по уровню магистерской диссертации. В проекте Алексеева был использован эффект Алексеева, или эффект низкопогруженного подводного крыла. Две основные горизонтальные несущие плоскости — одна спереди и одна сзади — составляют подводное крыло Алексеева. Распределение веса при двугранном угле, который примерно одинаков между передней и задней плоскостями, практически отсутствует. На глубине, примерно равной длине хорды крыла, подводное подводное крыло поднимается к поверхности и теряет подъемную силу. Этот эффект не позволяет погруженному крылу полностью подняться на поверхность. Переход судна в водоизмещающий режим предотвращается крыльями гидроплана, которые плавают на поверхности воды. Эти крылья располагаются рядом с передними стойками и наклонены так, чтобы при движении они соприкасались с водой. Сначала вся система была испытана на небольшом катере, управляемом автомобилем мощностью 77 лошадиных сил. Р. Алексеев был направлен на горьковский завод «Красное Сормово», где руководил ОКР по приемке танков — основной продукции завода. Шла война. В 1946 году Р. Алексеев на своем первом катере отправился на станцию Москва, чтобы встретиться с Москвой. Его радушно встретили заинтересованные организации, специалисты ознакомились с судном. Первые сторонники судов на подводных крыльях появились в Горьком и Москве. Технический проект первого в мире судна на подводных крыльях был создан небольшим коллективом лаборатории. В 1957 году пассажирское судно на подводных крыльях получило новое имя. На заводе «Красное Сормово» было изготовлено судно «Ракета-1», первое судно серии «Ракета». 25 августа 1957 года состоялся первый запуск «Ракеты-1». Путешествие из Горького в Казань заняло семь часов. На борту находилось тридцать пассажиров. Производство «Ракет» началось в Феодосии, и с 1959 по 1976 год было выпущено 389 ракет, в том числе 32 на экспорт. Завод «Звезда» в Ленинграде поставлял скоростные дизель-генераторы. Прозвище «Ракеты» было дано им и до сих пор используется для их обозначения. Вы можете прокатиться на «Ракете» до красивого места на берегу реки. Как экскурсионные корабли, так и регулярные пригородные перевозки осуществляются компанией «Ракета» в Нижнем Новгороде. Первая в истории России ракета, известная как «Ракета-1», дебютировала в Москве летом 1957 года. Ракету «Ракета» Н. Хрущеву подарил Р. Алексеев, который привез ее в Москву и лично продемонстрировал ему.

Ракета», «Стрела», «Метеор» и другие коммерческие суда на подводных крыльях были построены в России. Военные суда были сделаны адмиралами, включая «Бабочку» и ее предшественников, «Пчелу», «Турию» и катера-саранчу. С 1960-х годов по 2006 год в Москве широко использовались «Ракеты». Кроме того, существовали маршруты, которые ходили от МСРВ до Чиверево и Аксаково.

Кроме того, имелась огневая модификация «Ракета-П» с двумя стволами и системой защиты от воды. Стрельбище 90 метров; водоснабжение 800 кубометров в час

972 Как работает судно на подводных крыльях

О СНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ: Поднимать корпус лодки из воды.

Судно на подводных крыльях — это судно, которое использует подводную фольгу или крыло для подъема корпуса судна до полного высыхания.

Структура и геометрия:

Деталь геометрии судна на подводных крыльях

К АК ОН ФУНКЦИОНИРУЕТ/ИСПОЛЬЗУЕТСЯ

При движении на малых скоростях корпус судна погружен в воду, в отличие от судов на подводных крыльях, которые полностью погружены в воду.

Подъемная сила создается подводными крыльями.

Вес судна плюс вес груза равен подъемной силе, создаваемой подводными крыльями. В результате корпус выталкивает воду наружу.

Подводные крылья облегчают прохождение лодки через препятствия, а не увеличивают сопротивление, поскольку корпус поднимается из воды (как это происходит в обычных лодках). Более эффективному использованию мощности способствует быстрое ускорение сопротивления. что необходимо переместить для лодки

Строительство лифта для гидродинамики

В рамках данного проекта будут даны два объяснения в широком и прямолинейном виде. Эти теории используют уравнения Бернулли и Эйлера для анализа влияния кривизны линии тока.

Уравнение Бернулли: Po = P 1 +

1 1 2 2 2

В конструкции судна на подводных крыльях различают: a) профиль давления b) циркуляцию c). Обтекатели

Давление капли увеличивается при увеличении скорости вращения токопроводов (это будет иметь решающее значение). Жидкость движется быстрее по верхней поверхности фольги. тогда кувшин наполняется до самого дна. Этому также способствуют визуальные эффекты, создаваемые верхушками на концах фольги. Для поддержания углового момента, вызванного вращением вихрей против часовой стрелки, необходим эквивалентный обмен импульсом с вихрем на задней кромке фольги. В результате жидкость начинает двигаться вокруг фольги. При векторном суммировании скоростей на верхней поверхности образуется большая скорость, а на нижней — меньшая. Используя метод Бернулли, можно увидеть, как изменяется поток воды в фольге при разделении жидкости. Как выглядит диаграмма, когда центр силы направлен вверх и действует результирующая сила. Для подтверждения этого принципа можно использовать теорию сохранения импульса. (Импульс) = масса * v. Рисунок: (См. рисунок). Уравнение Эйлера для (Mf + Dm): d(p, rgy), = R?

Информация о давлении в местах над профилем

Учитывая другие члены уравнения, предполагается, что член «высота» чрезвычайно мал. Согласно этому уравнению, давление на линию тока увеличивается по мере удаления от центра радиуса кривизны. Давление будет меньше, чем в окружающей среде, потому что верхняя поверхность фольги находится ближе к центру кривизны линии тока. Какие препятствия вы должны преодолеть с помощью фольги? . При отсутствии давления на нижнюю поверхность (см. схему) будет возникать чистое давление, вызывающее подъем.

Динамика жидкости в непосредственной близости от фольги, как уже упоминалось ранее, создает подъемную силу. Однако, наклонив судно на подводных крыльях под углом (относительно потока жидкости), можно максимизировать подъемную силу. Оптимизация соотношения подъемной силы и сопротивления является целью. Это отношение определяется формой фольги, которая в данном случае называется тонкой. Тяга увеличивается медленно, в то время как подъемная сила увеличивается быстро при небольшом угле атаки. Лифт поднимается на высоту 15 метров после угла атаки 0 вверх, где он имеет наибольшую силу. Вы можете установить дюйм после пятнадцати подъемов. Отношение подъемной силы к тяге достигает максимума, когда угол атаки составляет от 3 до 4. наклоны с нулевым отношением подъемной силы к тяге от 20 до 25

На первый взгляд, можно предположить, что у судов на подводных крыльях есть проблема с пробуксовкой. Ложь: Существует множество различных форм крыльев. В подводных крыльях возможно увеличение угла атаки; крутой угол атаки не обязателен. С другой стороны, подводные крылья используют малые углы атаки для уменьшения сопротивления.

Для выполнения большей части работы использовалась конструкция пленки, распорки и опоры. В любом случае, необходимо учитывать все эти характеристики. Минимальная скорость под парусом сейчас разрабатывается по характеристикам.

Проблемой, с которой может столкнуться судно на подводных крыльях, является волна, которая выше стойки. Фойл также может выскочить из воды, если судно движется быстрее волн и набирает скорость во время движения. Суда на подводных крыльях были разработаны инженерами, чтобы уменьшить эти ограничения и улучшить эксплуатационные характеристики судна.

.

О ПРЕДЕЛЕННЫЕ ГИДРОФИЛЫ ДЛЯ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:

Многие люди используют суда на подводных крыльях. Они могут использоваться как для военных, так и для водных морских путешествий. Военные корабли используют улучшенные повороты подводных крыльев, более плавное плавание и увеличение скорости. Для увеличения скорости подводные крылья используются в парусном спорте. Они открывают дорогу новым творениям, таким как лыжи, которые могут утолить жажду бросить вызов опасности. Это подводные крылья, подводные крылья. Они имеют связь над водой. Они могут превратиться в важный вид морского транспорта по мере развития подводных путешествий.

Г ИПЕРССЫЛКИ И ДРУГАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Александр, Джеймс Грогоно и Дональд Нигг в парном спорте. Хуанита Калерги: Лондон, 1972 г.