В судах на подводных крыльях (СПК) и судах на воздушной подушке (СВП) нашли отражение потребности современного человека в высоких скоростях. Подобно самолетам и вертолетам, этот вид транспорта развивает подъемную силу и силу тяги. Поскольку корпус СПК поднимается из воды, сила трения уменьшается, и такое судно движется быстрее. СВП поднимается над поверхностью, над которой он движется, будь то вода, снег, болото или песок.
Суда на подводных крыльях
Первые СПК были построены в начале XX века. По расчетам, подводное крыло (несущая плоскость, рассчитанная для движения в толще воды) гораздо меньше воздушного крыла, способного развить ту же подъемную силу. В ранних экспериментах использовались крылья в виде «лесенок»: чем быстрее разгонялось и чем выше поднималось судно, тем меньше крыльев оставалось под водой.
marineinsight.com
К 1940 г. предпочтение было отдано крылу, часть которого находится в воде, а часть в воздухе. В этом типе СПК крылья наклонены в виде буквы V с концами, выступающими из воды, что обеспечивает судну устойчивость при виражах или на волне.
Многие отечественные СПК имеют крылья с глубинным эффектом, которые автоматически располагаются на глубине в несколько сантиметров. Такая конструкция идеальна для судов с малой осадкой, плавающих во внутренних водах, но непригодна для открытого моря. Для этих целей лучше всего подходят погруженные крылья. Небольшие крылья погружены глубоко в воду, поддерживая судно на обтекаемых стойках. Угол атаки крыла может регулироваться автопилотом, что позволяет судну преодолевать большие волнения.
ytimg.com
Большинство СПК относительно невелики: водоизмещение некоторых гражданских судов достигает 150 т, а самого большого военного судна – 320 т. Как прибрежные паромы, они способны перемещаться с большими скоростями, не нанося повреждения берегам рек не мешая движению маленьких судов своей кильватерной волной. На военных СПК устанавливаются платформы для орудий, ракет и специальные противолодочные системы обнаружения и подавления. На малых скоростях СПК не отличается от традиционных судов и находится на плаву с корпусом, погруженным в воду. Такое судно способно плавать даже в шторм.
Транспорт на воздушной подушке
Суда на подводных крыльях передвигается только по воде, ловеркрафт – наиболее распространенный представитель транспорта на воздушной подушке способен перемещаться практически везде.
timeincuk.net
В XIX в. некоторые инженеры, в том числе Джон Торникрофт (1843 -1928), пытались уменьшить сопротивление движению в воде подачей воздуха через отверстия в корпусе судна. Эксперименты советского ученого Левкова (1930 г.) и Кристофера Коккерелла (1950-е гг.) показали, что для подъема судна над водой при существующих двигателях воздушную подушку под судном следует удерживать «юбкой». В современных СВП создается либо воздушная подушка под днищем, либо воздушная завеса, образуемая щелями или соплами по краю днища. Корпус СВП обладает собственной плавучестью, что позволяет им оставаться на плаву при неработающих вентиляторах. Воздух, закачиваемый подъемными вентиляторами, поднимает судно как бы на подушке, находящейся под небольшим избыточным давлением, и вытекает с той же скоростью, с какой нагнетается. Подъем и движение осуществляются либо от силовой установки, либо от самостоятельных приводов.
neoterichovercraft.com
У первых СВП края днища были плоские, и дневной свет был виден под судном, находящимся в рабочем состоянии, хотя клиренс часто не превышал 8-10 см. Для улучшения проходимости более поздние модели были оснащены гибкими «юбками». Последние удерживают воздушную подушку, но легко проходят над препятствиями. Поэтому СВП одинаково хорошо функционируют как на воде, так и на суше. В отличие от СПК они не имеют ограничений по размерам. Воздушные подушки используются большими пассажирскими судами и автомобильными паромами. Были опробованы различные типы двигательных систем и систем управления.
Оптимизм относительно будущего СВП пока не оправдался. Современные суда на ВП еще неэкономичны для коммерческого использования, что, скорее всего, объясняется их малыми размерами.
Другие примеры использования СВП
Принцип воздушной подушки оказался также ценным для военных целей и успешно используется в других видах транспорта, в частности в поездах, движущихся над гладкой колеей. При этом ВП уменьшает трение, тогда как поступательное движение поезду сообщают либо турбовентиляторные, либо линейные индукционные двигатели. Тяжелые СВП перевозят оборудование до 500 т по местности, непреодолимой для транспорта с колесным и гусеничным ходом.
На промышленных предприятиях с помощью СВП передвигаются тяжелые предметы. Принцип ВП используется при создании больничных коек, предназначенных для людей с тяжелыми ожогами. Им пользуются для приземления самолета в любом месте.