Что нужнее судно или катер на воздушной подушке?

В сегодняшней статье рассмотрим два основных параметра — корпус и двигатели

 

 

Основной предпосылкой к созданию СВП является тот факт, что вода в 815 раз плотнее воздуха. Следовательно, для исключения или уменьшения сопротивления воды, необходимо парить над ней. Рассмотрим только основные, поворотные моменты истории.
1716 г. – Эммануэль Сведенборг (Швеция). Первое предложение отделить корпус судна от воды с помощью воздушной смазки.
1916 г. - Дагобер Мюллер фон Томамхул (Австрия). Первая попытка практического применение воздушной смазки. Скеговый торпедный катер.
1937 г. – Левков В.И. (СССР). Первый скеговый катер на ВП Л-5. Катер развивал скорость на льду до 130 км/ч.
1955 г. - Реналто Альвес де Лима (Бразилия). Патент на сопловую схему СВП.
1959 г. - Кристофер Коккерел (Англия). Первое сопловое СВП SRN1. переход через Ла-Манш.
SR N1
Все эксперименты со скеговой и сопловыми схемами упирались в низкую высоту парения над поверхностью, и как следствие, к низкой мореходности и амфибийности. А потому не находили реального применения в транспортной сфере. Изобретение гибкой завесы или ГИБКОГО ОГРАЖДЕНИЯ, решило эту ключевую проблему и позволило оторвать корпус судна на достаточную высоту парения для реальных условий эксплуатации. Этот факт явился поворотным моментом в истории СВП строения и ознаменовал собой НОВУЮ ЭРУ. Огромное количество фирм из разных стран включились в исследовательские работы следствием которых, было выработана наиболее эффективная схема ГО – двухъярусное: со съемными элементами в нижнем ряду и расходным ресивером в верхнем.

 

Корпус
Алюминиевый
Сварной
Клепанный
Стеклопластик
Углепластик
Прочие пластики
Композитный
Бензиновый
Дизельный
Амфибийный
Скеговый
Ресивер со съемными элементами
Ресивер без съемных элементов
Без ресивера (завеса)
Металлический скег
Надувной скег (баллон)
Двигатель
Тип ГО
Один
Два
Один
Два
Движитель
Воздушный винт
Вентилятор
Винт фиксированного шага
Винт изменяемого шага
СВП

 

Сварной
Клепанный
Низкая трудоемкость изготовления.
Высокая ударная прочность.
Ремонтопригодность.
Большой вес готовой конструкции.
Высокая стоимость материалов.
Качество сварных швов трудно контролируется и требует высокой квалификации сварщика.
Очень легкая конструкция.
Высокая ударная прочность.
Ремонтопригодность.
Высокая трудоемкость изготовления.
Качество клепанных швов сильно зависит от квалификации сборщиков.
Стеклопластик
Углепластик
Низкая стоимость изготовления.
Малый срок службы в условиях перепада температур.
Невозможно отремонтировать при низких температурах.
Со временем корпус напитывается водой и расслаивается.
Для обеспечения плавучести в корпус вклеивают пенопласт.
Высокая удельная прочность.
Высокая стоимость изготовления.
Высокая квалификация персонала.
Невозможно отремонтировать при низких температурах.
Со временем корпус напитывается водой и расслаивается.
Для обеспечения плавучести в корпус вклеивают пенопласт.
Композитные корпуса имеют один существенный недостаток. При контакте днища с различными препятствиями (а у СВП это не редкость), поверхность пластика получает задиры ткани. Волокна ткани намокают, что при перепадах температур приводит к расслоению материала - «старению». Кроме того, плавучесть пластиковых корпусов обеспечивается заполнением корпуса пенопластом, который очень гигроскопичен и сильно напитывается влагой. Корпус через пару лет эксплуатации заметно прибавляет в весе. Восстановить корпус после расслоения и насыщения ПВХ влагой невозможно. Ремонт пластика при высокой влажности и низкой температуре затруднителен, а порой и невозможен

Выбирая СВП, необходимо обратить особое внимание моторной установке. Очень важно, чтобы двигатели производились массово и устанавливались на большое количество ТС. СВП с двигателями экзотических марок (FNM, Lamborghini, Andoria, GMC, Hirth, Weber и прочее), мы настоятельно рекомендуем исключить. Просто задайтесь вопросом, как вы будете заказывать вышедший из строя контроллер или ДМРВ, если вы не знаете, для какого автомобиля предназначался этот двигатель. Печальным примером обратного, явилась установка некоторыми производителями СВП двигателей Steyr на свои изделия. Двигатели производились малыми сериями и были крайне ненадежны, что в последствии явилось головной болью многих владельцев СВП. Установка экзотического двигателя это типичная ошибка начинающих СВП-строителей.
Важно, чтобы производитель двигателей имел представительство в России. Это будет означать, что фирма пришла на российских рынок в серьез и надолго, и вы не будете с трудом разыскивать необходимые расходные материалы и запчасти, а цены будут приемлемы.
С точки зрения безопасности, экономичности и ресурса, в судостроении предпочтительней дизельные двигатели. Применение бензиновых двигателей оправдано лишь их более низкой стоимостью и весом. Поэтому установка дорогих импортных бензиновых двигателей на СВП не целесообразна.
Тем более, форсированных или контрактных. Так например, среди некоторых производителей СВП, стало популярно устанавливать восстановленные контрактные двигатели Subaru. Так как, Subaru не имеет официального представительства и не поставляет новые двигатели в Россию, то покупая СВП с этим двигателем, вы покупаете «кота в мешке». Двигатель, перед продажей вам, уже где-то на какой-то машине сколько-то поездил. Вы все еще уверены, что хотите купить такое СВП? Вы купили бы такую машину в автосалоне?
Бензиновые.
Дизельные.
Низкая стоимость.
Низкий вес.
Хорошая ремонтопригодность.
Высокая пожароопасность.
Высокое потребление топлива.
Пожаробезопасность.
Низкое потребление топлива.
Высокий ресурс.
Высокий вес.
Вопрос: «Сколько двигателей должно быть на СВП?»
Ответ: «Столько, чтобы при выходе одного из них вы самостоятельно добрались до берега или базы».
Представьте, что вам лететь на самолете и у вас стоит выбор: одномоторный или двухмоторный. Ваш выбор? Двухмоторный? Естественно, ведь здесь вы понимаете , чем грозит отказ единственного мотора. Вы не на дороге, где вас возьмут на буксир и проблема будет решена, вы посреди водоема, может за сотню километров от населенного пункта, а это не шутки.
Схема с раздельными двигателями на движение и воздушную подушку не позволяет двигаться при выходе из строя одного из них, следовательно не отличается от схемы с одним двигателем.
Схема с двумя независимыми двигателями по каждому борту наиболее предпочтительна, т.к. позволяет не потерять ход при поломке одного из них, а также создавать разное давление в левой и правой частях подушки (искусственный крен), обогревать пассажирский салон. Подробнее об этом можно узнать ниже, в разделе «Типы ГО – классическое, двухъярусное».

 


Один или два.

Вопрос: «Сколько двигателей должно быть на СВП?»

Ответ: «Столько, чтобы при выходе одного из них вы самостоятельно добрались до берега или базы».

 

Представьте, что вам лететь на самолете и у вас стоит выбор: одномоторный или двухмоторный. Ваш выбор? Двухмоторный? Естественно, ведь здесь вы понимаете , чем грозит отказ единственного мотора. Вы не на дороге, где вас возьмут на буксир и проблема будет решена, вы посреди водоема, может за сотню километров от населенного пункта, а это не шутки.

Схема с раздельными двигателями на движение и воздушную подушку не позволяет двигаться при выходе из строя одного из них, следовательно не отличается от схемы с одним двигателем.

Схема с двумя независимыми двигателями по каждому борту наиболее предпочтительна, т.к. позволяет не потерять ход при поломке одного из них, а также создавать разное давление в левой и правой частях подушки (искусственный крен), обогревать пассажирский салон. Подробнее  об этом можно узнать ниже, в разделе «Типы ГО – классическое, двухъярусное».

 

СВП бывают амфибийными и неамфибийными. Для первых возможно использование только воздушных движителей (воздушный винт или вентилятор), для вторых – возможен гребной винт.

В этом разделе мы коротко рассмотрим особенности СВП только с воздушными движителями.

Главное на что нужно обращать внимание: диаметр винта и возможность изменения шага винта.

 

Расскажем коротко об этих основных понятиях.

Рассмотрим зависимость диаметра винта, потребляемой мощности и тяги на рис. 1. Из графика видим, что приложив одну и ту же мощность на винт разного диаметра мы получаем, что пропеллер Ø2 метра выдает в 1,6 раза большую тягу, чем винт Ø1 метр. Т.е. чем больше диаметр винта, тем лучше. Очевидно, что если СВП имеет меньший диаметр по сравнению с конкурентом, то оно потратит больше мощности, а следовательно и топлива для получения той же тяги. Для выхода из положения, конструктора идут на компромиссы в виде увеличения оборотов винта и количества лопастей. Увеличение количества лопастей больше 2 ухудшают КПД движителя, а увеличение оборотов увеличивают его шумность. Для примера, обратите внимание на подъемные винты вертолетов, которые имеют очень большой диаметр и столь же солидную тягу на малых оборотах. К сожалению, конструктивные особенности катера накладывают ограничения на рост диаметра, поэтому задача сводится к поиску «золотой середины» между диаметром и оборотами.

Разница между воздушным винтом (ВВ) и вентилятором заключается в том, что ВВ рассчитывается с учетом движения в набегающем потоке, а вентилятор рассчитывается как неподвижный объект толкающий среду. ВВ винт более эффективно потребляет тягу, чем вентилятор. ВВ устанавливаются на СВП проекта «Алмаз», «Нептун», Griffon. Вентиляторы установлены на СВП «Хивус», «Марс», «Пегас» и т.п. Вентиляторы отличаются большим количеством лопастей (больше 6) и широкой поверхностью лопасти.

 

В силу своей конструкции вентиляторы сложно изготовить с изменяемым углом атаки лопасти  в движении (ВИШ) и лопасти могут поворачиваться только с разборкой винта.

 

Все лучшие образцы СВП оснащаются винтами изменяемого шага (ВИШ). Для уменьшения тяги винта и даже реверса при сохранении оборотов необходимо чтобы винт имел возможность изменять угол атаки лопастей не снижая оборотов. Это свойство позволяет перекладывать лопасти на разные углы атаки при любых скоростях, т.е. если лопасть повернуть на «полный назад», то появляется аэродинамический тормоз и реверс. Если угол атаки нулевой, то СВП висит на месте. Если на левом и правом винте задать разнонаправленную тягу, то СВП вращается относительно кормы. Эти качества позволяют получить высокие маневренные показатели.
Винт изменяемого шага (ВИШ).

 

Далее рассмотрим варианты гибкого ограждения

 

Выбору типа гибкого ограждения мы рекомендуем уделить особое внимание, так именно этот элемент в корне отличает разные типы судов.
Для того, чтобы конструкция СВП вместе с полезным грузом приподнялся над землей необходимо под корпус судна подать воздух в таком количестве, чтобы его давление уравновешивало этот вес. Эта воздушная прослойка называется – воздушная подушка. Для удержания воздушной подушки под корпусом судна необходимо некая ограждающая конструкция по периметру. Если эта конструкция имеет жесткие боковины, то такое СВП называется скеговым, если гибкие (эластичные) – амфибийным. Таким образом, эластичную конструкцию, удерживающую воздух, назвали гибким ограждением (ГО).

 

В силу того, что жесткие скеги никогда полностью не выходят из воды, а ВП только уменьшает осадку судна, эти суда не являются амфибийными.
Развитием скеговой схемы явилось то, что жесткие скеги заменили на надувные баллоны, которые находятся под постоянным давлением и имеют ограниченную эластичность. Скеги из баллонов позволили СВП такого типа получить удовлетворительную амфибийность и эксплуатироваться не только на воде.
Отрицательным моментом является то, что скеги в силу своей конструкции крайне уязвимы к порезам и порывам. Так как, основная часть веса судна ложится на скеги, то после потери воздуха из скегов, СВП продолжать движение не может. Жирный минус к надежности.
Скеги никогда полностью не отрываются от экрана, что с одной стороны дает судоводителю ощущение обратной связи с поверхностью, а с другой является фактором повышенного сопротивления и низкой амфибийности. Работы производителей по увеличению надежности скегов ведутся в направлении укрепления нижней подошвы скега, что в свою очередь еще больше уменьшает его эластичность и возвращает к жестко-скеговым судам. Такие СВП все больше напоминают аэроглиссеры, роль подушки в которых сведена к минимуму.
Скеговый тип гибкого ограждения.
Выбору типа гибкого ограждения мы рекомендуем уделить особое внимание, так именно этот элемент в корне отличает разные типы судов.
Для того, чтобы конструкция СВП вместе с полезным грузом приподнялся над землей необходимо под корпус судна подать воздух в таком количестве, чтобы его давление уравновешивало этот вес. Эта воздушная прослойка называется – воздушная подушка. Для удержания воздушной подушки под корпусом судна необходимо некая ограждающая конструкция по периметру. Если эта конструкция имеет жесткие боковины, то такое СВП называется скеговым, если гибкие (эластичные) – амфибийным. Таким образом, эластичную конструкцию, удерживающую воздух, назвали гибким ограждением (ГО).
Рассмотрим