Datorită realizărilor unui inginer și organizator remarcabil R. Alekseev, astăzi singura modalitate de a atinge viteze foarte mari pe apă este un ekranoplan.
Ekranoplanul este o implementare tehnică a unui principiu binecunoscut: atunci când aripa se mișcă aproape de o suprafață plană (ecran), ascensorul crește semnificativ, cu o creștere minimă a rezistenței. Această creștere a ascensiunii se numește "efect ecran". Aceasta vă permite să măriți capacitatea de transport a aeronavei în comparație cu un obiect care se deplasează departe de suprafață, dar depinde foarte mult de distanța (relativă) de la aripa la ecran și scade rapid cu creșterea acestei distanțe.
Din nefericire, atunci când aripa se mișcă lângă o suprafață agitată, "neliniștită", apare problema esențială a stabilității acestei mișcări. Instabilitatea forțează menținerea unei altitudini suficient de mari deasupra ecranului - ca urmare a faptului că efectul ecranului este redus.
Acest efect depinde de raportul dintre înălțimea zborului și coarda aripii (dimensiunea sa de-a lungul direcției de deplasare). Prin urmare, designerii încearcă să mărească coarda, ceea ce duce, în mod inevitabil, la o scădere a anvergurii aripilor (dimensiunea lor pe direcția mișcării).
Acest lucru este ușor de văzut, de exemplu, în fotografia modelului celui mai nou model WIG, prezentat recent în imprimare. De fapt, pentru a crește înălțimea zborului - cu pierderea minimă a efectului ecranului - este necesar să se reducă alungirea relativă a aripii, care este principalul factor care determină calitatea aerodinamică (raportul dintre ridicare și tragere). După cum arată aceeași fotografie, noul raport WIG al coardei și al intervalului este aproximativ egal cu 1, ceea ce este complet inacceptabil, de exemplu pentru avioane.
(Este interesant faptul că varianta biplanului, care se sugerează pentru viteze reduse, este implementată pentru prima dată în nou-creat WIG "Pescărușul").
Instabilitatea mișcării pe suprafața agitată este principalul dezavantaj al perucilor atunci când se utilizează în mare. Această deficiență, în opinia autorului, este decisivă în ceea ce privește utilizarea acestor dispozitive în mediile marine. Practica a arătat că chiar și o atingere a unei valuri la viteză maximă duce la pagube importante și poate provoca un accident. Astfel, în timpul testelor unui ecranoplan experimentat "Orlyonok" a pierdut o parte din pupa și numai experiența personală și intuiția lui R. Alekseev, care a preluat conducerea, a împiedicat distrugerea completă a ecranoplanului.
Utilizarea fondurilor, atât de nesigure în condițiile marine, este inacceptabilă.
alternativă
În anii '80, ca rezultat al cercetărilor efectuate de Institutul Central de Cercetare numit după Academician A.N. Krylov a fost propus un nou tip de navă cu viteză superioară, deși mai puțin rapid decât un ekranoplan, dar care oferă o fiabilitate mult mai mare.
Pentru viteze de aproximativ 2 ori mai mari decât începutul alunecării, a fost propus un trimaran super-alunecare (RHT) cu descărcare aerodinamică "de tăiere a undelor".
Complexul hidrodinamic al acestui vas include trei corpuri de extindere mici cu contururi rupte, cu un bord liber minim și o șa largă inversă a arcului punții din fiecare navă. Shell-urile sunt situate într-un plan triunghiular și sunt conectate la o aripă cu suprafața de lucru cu rafturi cu o lățime mai mică decât lățimea corpului. Ca propulsoare, elicele care traversează suprafața sunt sugerate, de exemplu, cu elicele lui Arneson. Pentru a controla ornamentele dinamice și pentru a reduce șanțurile, se propune utilizarea unor spoilere pentru fiecare hull.
Complexul aerodinamic este o aripă echipată cu un interceptor pupa, amplasat deasupra cocaților din pupa, care asigură autostabilizarea navei în timpul rafalelor de vânt. Aripa este conectată cu suportul navei cu o superstructură raționalizată.
Se planifică amplasarea celor două unități principale de alimentare în carcasele pupa și stația de alimentare a navei - în corpul navei. Sarcina utilă este situată în aripa și superstructura nasului.
În fig. 2 prezintă o variantă a unui PBT cu o deplasare de 300 de tone la o viteză de 100 de noduri.
Rezultatele testelor cheie
Încercările de tractare au arătat că, atunci când numărul Froude în deplasare este mai mare de 5, există o ușoară interacțiune hidrodinamică pozitivă a corpului, iar testele au fost efectuate înainte de numărul 7.5 Froude. Prin urmare, vitezele relative care sunt de 2-2,5 ori mai mari decât viteza de pornire a alunecării, adică sunt luate ca interval de viteză calculat. 6,0 - 7,5.
La aceste viteze relative, planoarele obișnuite pierd stabilitatea mișcării longitudinale: pe apă calmă, începeți să începeți spontan, începe așa numita "delfinare". Cu toate acestea, nu a fost observat pe modelul RHT. Probabil, suprastructura cu aripi servește ca un amortizator suficient.
Rezultatul principal al studiilor pe mare a fost lipsa de lovituri în întreaga gamă de lungimi de undă și la viteze de până la 55% complete. Aceasta înseamnă o reducere semnificativă, de până la 7 - 10 ori, a accelerațiilor verticale ale obiectelor de dimensiuni mari pe valuri. Probabil, nu există nici o lovitură, deoarece cocaiele primesc vârfurile valurilor de pe punți cu șanțuri inverse, ceea ce reduce rularea chilei.
Testele dintr-un tunel aerian ne-au permis să estimăm calitatea aerodinamică a RHT cu forma aripii considerată inițial ca fiind egală cu 5 (vezi mai jos).
Designul schematic al structurilor corpului din aliaj ușor a făcut posibilă estimarea masei acestora, care este de aproximativ 30-35% din deplasarea totală.
Utilizați cazuri
Schema arhitecturală și constructivă propusă poate fi aplicată într-o gamă largă de deplasări și viteze. De exemplu, în fig. 3 prezintă o barcă record (cu o aripă pustie) pentru o viteză de aproximativ 150 de noduri.
Avantajul acestui aranjament este că barca nu se va întoarce într-o rafală de vânt de cap, așa cum se întâmplă cu catamaranii de curse existenți.
Un mini-ferry pentru 20 de persoane cu o viteză de 50 de noduri, de asemenea cu o aripă nelocuită, este prezentat în fig. 4.
Forma considerată inițial a aripii locuibile vă permite să creați o barcă de patrulare cu un elicopter, fig. 5.
La celălalt capăt al intervalului de deplasări considerat este RHT transatlantic cu o viteză de 130 noduri și o intensitate a valurilor calculată de 6 puncte, fig. 6.
Avantajele și dezavantajele PBT sunt rezumate în tabelul de mai jos.
| În comparație cu: | avantaje | Dezavantaje. |
| WIG | O mai bună manevrabilitate și siguranță, o eficiență sporită a propulsiei | Viteze realizabile mai mici |
| Cushioncraft | Mai ieftin, fără zgomot, cu mai multă siguranță pe mare. | Mai mult rezistență la tractare pe apă liniștită |
| Nava cu o singură cocă pe submarin în mod automat ghidate aripi | Mai multă viteză, mai puțin vibrații, un spațiu mai ieftin, mai mult pe punte | Căpitaneală mai slabă |
| Planificarea unică a corpului | Fără spintecare, delfini, mai mult spațiu pe punte | Greutate corporală mai mare modele |
| Călărie catamarană | Viteze mai rapide, fără stingere, autostabilizare | Mai puțin studiat |
Concluzie (recomandare)
Se pare evident că contactul constant cu apă va oferi navei o siguranță ridicată oferită de "undele de disecție" super-rapide, atât în ceea ce privește pitch-ul, cât și controlul.
Se recomandă să se ia în considerare opțiunile pentru un astfel de aspect atunci când se proiectează nave "super-rapide" de diverse scopuri.
