Корзина
Пока пусто
 

Расчета эжектора для модели аппарата на воздушной подушке


ВЕРХОМ НА ВЕНТИЛЯТОРЕ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Машины и аппараты на воздушной подушке (МВП и АВП) с каждым годом все больше привлекают внимание конструкторов всего мира. И это неудивительно. Использование заложенного в них принципа, особенно для вездеходных транспортных машин, позволяет получить невиданные для бездорожья проходимость и скорость движения. Они могут беспрепятственно и одинаково легко двигаться по шоссейным и проселочным дорогам, топкой трясине, по водной поверхности и вспаханному полю.

В последнее время АВП становятся популярными и у конструкторов-любителей. Ведь вездеход на воздушной подушке по своему устройству значительно проще разнообразных колесных, гусеничных, шнековых и прочих машин. В нем отсутствуют сложные трансмиссии от двигателя к движителю или такие элементы этих движителей, как, например, колеса, гусеницы.

Одноместная МВП разработана и испытана в Ленинградском Дворце пионеров имени А. А. Жданова; в ее создании активно участвовали ребята, занимающиеся в машиностроительной лаборатории Дворца. Первая модель машины участвовала в одном из парадов пионеров на Дворцовой площади в Ленинграде (см. фото). Конструкция представлена на Всесоюзную заочную выставку «Твори, выдумывай, пробуй» (см. № 3, 1975 г.), и мы помещаем ее сегодня на наш выставочный стенд «ТВП-75».

ВЫБОР СХЕМЫ АВП

Лодка на воздушной подушке, винт для СВП

Сергей Смирнов, г. Н.Новгород

История эта началась 6 апреля 2010 г. В тот день мне на безвозмездной основе был передан каркас аппарата на воздушной подушке. Построен он был в 1994 г. в Нижнем Новгороде на экспериментальном заводе «Судотехника» под руководством Алексея Алексеевича Курочкина.

Собственно строителем был сам «дедушка» СВП баллонетной конструкции Владимир Васильевич Моисеев, в те времена далеко не дедушка. Первые выходы аппарата в тот же год сразу попали в фильм про Моисеева под названием «Почти Мюнхгаузен».

В дальнейшем аппарат сначала находился в НПО «Судотехника», затем побывал у каких-то владельцев, в 2004 г, его передали для ремонта в фирму «АКС-Инвест», но ремонт был признан нерентабельным, и аппарат переместили на задний двор. Когда он достался мне, состояние его было весьма плачевное: тканевые оболочки сгнили, несколько труб каркаса отсутствовали.

Мотор остался без «обвески», но живой. Лучше всего сохранился алюминиевый винт, насаженный на коленвал. Фактически в наличии у меня оказался не совсем комплектный каркас, стоимость которого составляла менее 10% от общей цены аналогичного аппарата «Стрелец». Что же со всем этим делать? Недолго поразмышляв и испросив одобрения В.В.Моисеева, я решил, что пора сделать шаг вперед. Вместо ремонта затеял проект практически нового аппарата с использованием элементов конструкции прежнего.

Доработки лодки на воздушной подушке

Итак, чего меня не устраивало в разработке В.В. Моисеева:

  1. малая грузоподъемность; при площади подушки 12 м2 возить трех человек (причем не очень хорошо возить) уже не интересно, вместимость следовало увеличить минимум до четырех человек и возить их чуть побыстрее;
  2. недостаточные водоизмещающие объемы, особенно в носу; при сбросе давления ВП на скорости существовал риск «превратиться» в подводную лодку. Такой эффект на блюдается на всех подобных аппаратах, на «Стрельцах», например, под ногами водителя размещен дополни тельный объем плавучести - надувная подушка;
  3. небольшой КПД нагнетательной и движительной установок;
  4. отсутствие комфорта для водителя и пассажиров.

В первую очередь взялся за проектирование подъемно-движительного комплекса (ПДК). Решать задачу «в лоб», путем повышения мощности, значило идти по пути, которым уже прошли производители «Стрельцов». Выгоднее поднять эффективность ПДК через разделение функций нагнетания и движения между отдельными вентиляторами.

Правильно подобранный вентилятор может повысить КПД до 70% и более, но даже 50% для нагнетателя СВП - уже хорошо. То же с ходовым приводом: на оптимальном винте для СВП можно получить удельную тягу «на стопе» 4 кг/л.с. вместо 1.5-2 кг/л.с. для вентилятора совмещенного типа.

О винте для СВП

Далее следовало решить, чем и как все эти винты и вентиляторы крутить? Сначала были варианты конструкции с приводом от одного двигателя, но быстро отпали. Прямой привод не позволяет крутить в оптимальном режиме одновременно нагнетатель и движитель, поэтому остановился на двухмоторном ПДК. С маршевым двигателем все более-менее понятно, главное требование - получение наибольшей тяги.

Следовало повторить конструкцию, опробованную многими дельталетчиками - мотоустановку на базе «Буран-АВИА» с редуктором и винтом для СВП. Поскольку она достаточно компактная и легкая, решил сделать ее поворотной. Очевидный плюс - отсутствие воздушных рулей, «поедающих» около 3% тяги каждый. Встал вопрос выбора вентилятора и двигателя для нагнетательной установки.

Существует эмпирическая зависимость, «формула С.Ф.Горбачевского»:

При КПД вентилятора 50% потребная мощность нагнетательного двигателя - около 10 кВт. Такие моторы промышленность (правда, китайская) выпускает, и купить их не проблема. Вентилятор тоже нашелся, КАМАЗов-ский, производства ПК «Технотрон», диаметром 710 мм. Но с его компоновкой ничего хорошего не получалось.

То по центровке не проходит, то воздуховод весь аппарат занимает. Примерял я и редукторы от «Аэрохода», и дорогостоящие центробежные нагнетатели от «АКС-Инвеста». Ничего не придумал, кроме как поделить установку на два маленьких мотора с двумя маленькими вентиляторами.

Выбор мотора

Моторы нашлись для садовой техники, с вертикальным валом, бензиновый двигатель Ruslight 1Р64FV - вес, мощность и даже цена двух маленьких, как у одного большого. Кроме того, маленький вентилятор согласуется по оборотам с мотором без редуктора и аккуратно насаживается прямо на выходной вал.

Вентилятор взял за основу все тот же, «КАМАЗовский», уж больно он мне понравился своей монолитностью и прочностью, правда, под расчетный режим крыльчатку пришлось порядочно обрезать.

Простейшие расчеты дали диаметр согласованного вентилятора 430 мм. Однако в результате долгих размышлений остановился на диаметре 450 мм, стандартном для других подобных вентиляторов (в частности, от «ГАЗ-53»).

Баллоны

Пока я активно занимался приводом, в ОКГ «Сплав» мне склеили баллоны. При их разработке был учтен опыт Моисеева, как положительный, так и отрицательный. Для увеличения водоизмещения в носовой части диаметр увеличили до 420 мм, оконечности баллонов максимально выдвинули вперед, с заходом загнутой части на носовую дугу каркаса.

С целью упрощения и удешевления баллоны взяли бескамерные, с расчетом на усиление подошвы съемным протектором. По длине секционированы на три части гибкими диафрагмами, позволяющими выравнивать давление во всем баллоне через подкачку одной секции.

За склеиванием ПВХ- и полиуретановых тканей прошел почти весь летний отпуск, но сначала были испытания! Сразу после того, как были приклеены карманы на баллоны для крепления труб каркаса, примерил баллоны по месту, а также маршевую мотоустановку (к тому моменту готовую), и 25 июня 2010 г. катамаран-аэроглиссер был спущен в Волгу. Мотор завелся без проблем, первый выход делал один.

При добавлении газа сначала происходит резкий разгон, затем из-за сильных брызг газ приходится убирать. По субъективным ощущениям, с одним человеком скорость на полгаза - около 30 км/ч. Под конец все-таки словил винтом волну, после этого зарекся больше выезжать без подушки - у винта для СВП пострадали кончики лопастей.

Доделка прочих элементов

Дальше по плану была доделка нагнетателей и остальных элементов, отличающих СВП от аэроглиссера. Кольца нагнетателей сделал клепа­ными, из листового АМг-5 и уголка 40x40x4. При первых испытаниях, как и ожидал, вентилятор оказался «тяжелым», для облегчения пришлось подрезать лопасти, в результате моторы стали выкручивать положенные 2500 об/мин.

Первоначально планируемую в качестве протектора «чешую» из ПЭТ решил пока отложить и воспользоваться более проверенными вариантами. Чаще всего нижегородские строители СВП применяют морозостойкую ПВХ-ткань, оклеенную листовым полиуретаном. Затея дорогостоящая, трудоемкая, но гарантирующая результат. Некоторые самые продвинутые строители применяют полиуретановую ткань

«Огса4588». Учитывая гораздо меньшие нагрузки моего аппарата, решил использовать полиуретановую ткань без оклейки. Нужные для этого средства удалось изыскать, и я приобрел 7.5 м2 самой «крутой» ткани, которую не все строители даже в руках держали. Листовым полиуретаном были усилены носовая и кормовая оконечности баллонов, на носу и на корме еще наклеил реданчики.

Из полиуретановой ткани сделал также среднюю часть мешка кормового ограждения и нижнюю кромку носового; средняя часть баллона осталась «голой». Не имея должного опыта, времени на склейку я, конечно, затратил много, но зато сэкономил средства. Торопился очень, бывало, даже пару раз ночевать домой не ездил, спал прямо в цеху, а с утра опять брался за работу. На завершающем этапе ко мне присоединился еще один любитель СВП, Роман.

Полная сборка лодки

Окончательную сборку аппарата мы начали 30 июня. Накануне перевезли склеенную «шкуру» из «Сплава» ко мне в гараж, а на следующее утро разложили на лужайке напротив гаража. Все узлы и агрегаты поочередно примеряли один к другому и опробовали, предстояло собрать все окончательно. На первый взгляд, соединения застежками, хомутами и шнуровкой выполнить не так и сложно, но количество соединений оказалось неожиданно большим.

Собирали целый летний день, с небольшими перерывами и с периодическим привлечением к процессу всех случайно и неслучайно проходящих мимо. К вечеру, уже в темноте, удалось запустить оба нагнетательных двигателя и увидеть действие воздушной подушки! Был совершен круг почета вокруг трансформаторной будки на «бурлацкой тяге»! Пыль, поднятая нагнетателями и усугубленная аномальной жарой, улеглась только под утро, когда занялись главным двигателем и маршевым винтом. Винт я уже купил новый:

  1. диаметром 1670 мм,
  2. со сменными лопастями,
  3. казанской фирмы «Финишпроп».

Мотор встал почти без проблем. Опробовали все моторы по отдельности около дома и на Волгу двинулись уже своим ходом, правда, опять на «бурлацкой тяге».

Прокатиться удалось быстро, но недолго. Очень сильно утомил мотор «Буран», а точнее его неработающий бензонасос, в результате ничего замерить не удалось. Зато по китайским нагнетательным моторам никаких замечаний: дернул за одну веревочку - завелся один, дернул за другую - завелся другой. Нагнетательные моторы вполне оправданно имеют большие воздушные фильтры, поскольку часть пыли засасывается обратно в вентиляторы. Уличная пыль долго висит в воздухе, затем плавно садится на окружающие дома, машины, людей...

В ходе испытаний и доводки мотора в швартовном режиме пришлось поменять несколько блоков зажиганий, статоров и роторов магнето, подобрать подходящие карбюраторы и жиклеры. После этого аппарат начал более-менее прилично ходить, а я учился им управлять. При одном вентиляторе, работающем на полном газу, судно поднимается примерно так же, как при двух работающих на холостом.

Разгрузки хватает, чтобы идти по воде с пассажиром без значительной потери скорости. При одном вентиляторе, работающем на полную, и другом - на холостых, требуется ровно половина расхода, можно плохонько ползти на приспущенных баллонах по песку и мелким камешкам.

Раздельное управление вентиляторами интереса не представляет, никакого крена или разворота не ощущается. При подходе к берегу подушку убираю, чтобы снизить скорость и стабилизировать катер по курсу, перед выползанием из воды добавляю «газ» нагнетателей до полного, а после выхода на берег убираю. Поменяв пассажира, опять добавляю подушку и сползаю задом в воду. После небольшой тренировки стало получаться эффектно. Маршевый двигатель на малых оборотах начинает трясти, от этого возникают некоторые сложности.

Перые тесты лодки на воздушной подушке

Попробовал погонять по песку. На приспущенных баллонах двигается так же, как и по воде. На волнистом песке аппарат «завис», пришлось вылезать и толкать его. После того как баллоны накачал, по воде побежал легче, но стало заметно их «подлипание» на волне. Однажды аппарат на приспущенных баллонах опустили с сильно наклонного берега, а чтобы не сильно нервировать окружающих - без поддува.

При этом носовой дугой зачерпнулось порядочно воды, которая осталась на тканевом куполе ВП. Я запустил нагнетатели на холостой ход, чтобы при запуске маршевого сразу не улететь, и пошел на корму заводить этот двигатель.

Он завелся с пол-оборота, а «газу», видимо, я добавил порядочно - аппарат сполз с берега и пошел. Я с кормы побежал в нос, чтобы ухватиться за штурвал и убавить газ маршевого двигателя. Тут и случилась «подводная лодка»: вода с купола сразу плеснулась вперед, носовая дуга утонула. Я, ухватившись за рычаг газа, не удержался, и вместо того, чтобы убавить газ, нажал рычаг вперед, до «полного».

Маршевый двигатель уперся винтом в воздух и затолкнул аппарат, как мог, под воду. На то, чтобы успеть ухватиться за конструкции и убавить газ, ушла примерно секунда. За это время нагнетатели скрылись под водой полностью, хорошо, что остановились они еще до погружения. Выручили Архимед и его закон: при сбросе газа маршевого двигателя баллоны все-таки всплыли и вытолкнули на поверхность всю конструкцию.

Один нагнетательный мотор удалось запустить сразу, маршевый тоже завелся с первого рывка. Вода попала в воздуховоды и кормовой мешок, одним мотором продуть его не удалось, поэтому к берегу я двигался очень медленно, волоча за собой целый мешок воды. Второй нагнетательный мотор пришлось подергать стартером, при этом из глушителя текла вода, но на пятый рывок он запустился.

На этом геройские подвиги решил закончить - обогнав пару лодок, улетел на базу. Пора измерить какие-нибудь характеристики и сделать выводы. Для полноценных испытаний предстояло совершить переход от моей Балахны по Волге до Нижнего Новгорода. Переход прошел 4 августа без особых происшествий. По 30-градусной жаре прокатиться с ветерком было даже приятно. С собой взял пассажира из числа склонных к авантюризму.

Измеренная по карте протяженность маршрута - 42.3 км, время хода - 55 мин. Один раз мотор заклинило от перегрева. Плеснул масла в бензин, и мы дальше полетели. Вторую остановку сделал около причала Борской переправы - поздоровался с коллегами мотористами-СВПшниками. Некоторые даже узнали в очертаниях аппарата конструкцию, валявшуюся на заднем дворе «АКС-Инвеста».

Шел примерно на полгаза маршевого и полном газу нагнетательных. При добавлении тяги катер прижимал нос и обнаруживал неприятную рыскливость. Бензина ушло в маршевый двигатель 12-13 л и еще в нагнетательные - по бачку (около литра) на каждый.

Полномасштабные испытания

В Нижнем Новгороде выполнили полномасштабные испытания с замерами тяги и видеозаписью. Запись выложена в Интернет и пользуется большим спросом у любителей СВП. Замеряли тягу «на стопе» при полностью открытой дроссельной заслонке двигателя. Получилось 105 кгс при 5800 об/мин! На моем любимом режиме, на котором я прилетел из Балахны, тяга была около 60 кгс. Измерили также давление в подушке, для этого катер загрузили балластом (около 400 кг).

При полностью открытых дроссельных заслонках карбюраторов обоих нагнетательных двигателей по периметру ВП происходило небольшое выдувание воздуха, однако возможности подушки были близки к пределу. Давление составило 50 кгс/м2. Выводы по первым результатам были таковы: «Буран» демонтировать, на его место установить бензиновый двигатель Ruslight 190 FDR мощностью 14 л.с.

Новый мотор удачно вписывался в конструкцию, если не считать бензобака, который пришлось снять, и воздушного фильтра с глушителем - их заменили. Всю процедуру замены двигателя провел в конце августа отдельно от аппарата, в гараже; к месту стоянки привез уже новую мотоустановку.

С новым двигателем опять провели испытания с замерами:

  1. тяги,
  2. оборотов,
  3. скорости.

Максимальная скорость по GPS, полученная с тремя седоками на борту, - 55 км/ч, с двумя - больше 50 км/ч разогнаться не удалось из-за неоптимальной центровки. На новом моторе я совершил обратный переход из Нижнего до Балахны со средней скоростью около 40 км/ч. «Газ» маршевого двигателя держал чуть больше половины - на полном газу скорость прибавляется несущественно.

Мотор явно придушен воздушным фильтром, и с этим предстояло разбираться. По пути удалось поснимать волжские пейзажи и главное - насладиться свободой передвижения по водным просторам, совершенно не опасаясь наскочить на песчаную косу или топляк.

Журнал "Катера и яхты". Июнь 2011.

Ремомендуем посмотреть:

Характеристики снегохода Snow Fly

Ветрогенераторы 300 Ватт

Модель двигателя для снегохода Буран

Запчасти для лодочных моторов

Расчет аэродинамических характеристик взлетно-посадочного устройства на воздушной подушке с регулируемым струйным ограждением - page 1

1

УДК 532.51

Расчет аэродинамических характеристик

взлетно-посадочного устройства

на воздушной подушке

с регулируемым струйным ограждением

© Ю.Ю. Мерзликин

1

, Г.И. Замолодчиков

1

,

В.Н. Наумов

2

1

ФГУП «ЦАГИ», НИМК ЦАГИ, Москва, 105005, Россия

2

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Представлены результаты разработки и экспериментального верифицирования

программы расчета сил и моментов, действующих на амфибийный летательный

аппарат в процессе движения вблизи опорной поверхности, от комбинированного

взлетно-посадочного устройства (ВПУ) со «статической» воздушной подушкой

(ВП). Расчетные и экспериментальные исследования характеристик ВПУ выпол-

нены применительно к разработанному НПП «Амфикон» (Нижний Новгород)

экраноплану СМ-30.

Ключевые слова:

распределение давления, днище соплового устройства, амфибий-

ный летательный аппарат, управление колебаниями, набегающий поток воздуха,

воздушная подушка

.

Разработана и экспериментальным путем верифицирована про-

грамма расчета сил и моментов, действующих на амфибийный лета-

тельный аппарат (ЛА) в процессе движения вблизи опорной поверх-

ности, от комбинированного взлетно-посадочного устройства (ВПУ)

со «статической» воздушной подушкой (ВП). По бортам ВП имеет

гибкое ограждение, а в носовой и кормовой частях

двухконтурное

струйное ограждение в виде двух поперечных пар поворотных сопл с

изменяемой проходной площадью истечения воздуха из единого ре-

сивера. В ресивер воздух нагнетается одним вентилятором [1

3]. Та-

кая схема формирования ВП обеспечивает возможность изменения

продольного момента на ЛА от равнодействующих сил давления в

секциях ВП и импульсов сопл ограждения. Это свойство ВПУ может

быть использовано при разбеге и пробеге ЛА для обеспечения балан-

сировки его на нулевом угле тангажа и для управления колебаниями

ЛА с целью снижения перегрузок в случае движения вблизи взволно-

ванной водной и неровной грунтовой поверхностей.

О достаточно высокой эффективности управления продольным

моментом ЛА с помощью поворота сопл ВПУ свидетельствуют ре-

зультаты экспериментального исследования схематизированной мо-

дели ВПУ макета экраноплана [4].

Экспериментальное исследование схематизированной модели

(рис. 1) проводили на стенде «плоский отсек», имеющем в продольном

направлении две вертикальные параллельные прозрачные стенки, между

Здравствуйте! Пишет Вам Шитиков Михаил Николаевич. Прочитал в разделе «Аппараты на воздушной подушке» статью «Мотоцикл агронома». Дело в том, что это одна из моих ранних разработок. Я был приятно удивлён, что о моей работе не забыли. Сейчас наш коллектив разработал и приступает к изготовлению 2х местного АВП. Область применения: отдых, рыбалка, охота. Если есть возможность поместите мой e-mail в статье «Мотоцикл агронома». Хотелось бы общаться с единомышленниками, людьми не равнодушными к данному виду техники. С уважением Шитиков М.Н. Мой [email protected]

С каждым годом сельское хозяйство нашей страны получает все более мощную и производительную технику. Давно миновало то время, когда число тракторов, работающих на полях, приводилось в сводках Центрального статистического управления в пересчете на 15-сильную машину. Разве можно сравнить эту цифру с мощностью современного «Кировца», двигатель которого развивает больше 200 л. с.!

Но повышенное внимание промышленности к энерговооруженным машинам совсем не означает, что отпала необходимость в легкой, маневренной и экономичной технике - а мотоблоках для обработки небольших загонов, в ручных мотокосилках для уборки трав в перелесках и на полянах, наконец, в дешевом и вездеходном транспорте для передвижения по обширным угодьям колхозов и совхозов.

Именно такую машину и решили сконструировать ребята, занимающиеся на Батайской городской станции юных техников под руководством Михаила Николаевича Шитикова. Рассуждали юные конструкторы, выбирая типаж будущего транспортного средства, примерно так:

- Серийный мотоцикл преимущественно летнее средство передвижения, «уазиков» на всех не напасешься. Да и не везде колесные машины традиционного типа пройдут, особенно в весеннюю распутицу. Такой «всепогодностью» обладает только транспорт на воздушной подушке. Значит, его и надо строить. Пригодится такой «мотоцикл без колес» и агрономам, и почтальонам, и врачам, и сельским механизаторам.

Этот малогабаритный аппарат на воздушной подушке не случайно назван мотоциклом. Масса, скорость, мощность и грузоподъемность у него почти такие же, как и у этих популярных двухколесных машин. А сделать его даже проще, чем мотоцикл. Основание АВП - это платформа-корпус, на которой смонтированы две силовые установки - маршевая и нагнетательная, сиденье водителя и органы управления аппаратом.

Платформа-корпус цельнодеревянная: ее палуба, днище, накладка и аэродинамическое кольцо нагнетателя из четырехмиллиметровой фанеры, стойки-направляющие, ориентирующие воздушный поток, - из липовых брусков толщиной 40 мм (их максимальная толщина располагается на трети длины, считая от носа), уголки и опорные лыжи - березовые. Все эти элементы собираются на казеиновом клее, лишь аэродинамическое кольцо приформовывается к корпусу полосками стеклоткани, пропитанными эпоксидным связующим. На эпоксидке крепятся и усиливающие косынки. В заключение корпус вышкуривается, пропитывается олифой и окрашивается.

Юбка - важный элемент конструкции, участвующий в организации воздушной подушки. Сделана она из брезентовой полосы, прикрепленной мелкими гвоздями к палубе. Низ юбки- подшит и стянут шнуром.

Сиденье водителя (от карта) опирается на аэродинамическое кольцо и крепится 8-мм шпилькой (спереди) и к картеру нагнетателя (сзади). Выше спинки располагается полиэтиленовая канистра емкостью 2 л - топливный бак. Так высоко он поднят для того, чтобы топливо поступало н карбюраторам самотеком. Одной заправки хватает примерно на 15-20 мин работы двигателей (в зависимости от режима).

Для привода нагнетателя использован доработанный двигатель ИЖ-112. Суть доработок в следующем: уменьшен объем камеры сгорания - степень сжатия повысилась до 8,5, мощность двигателя возросла до 18 л. с. при 4600 об/мин. Коробка передач отрезана, и стандартный генератор заменен на магнето от тракторного пускача. Двигатель оборудован ссасывающим диффузором я выхлопными трубами-глушителями.

К хвостовику коленчатого вала присоединена ступица воздушного винта с пусковым шкивом. Четырехлопастный винт диаметром 670 мм и шагом 700 мм изготовлен из двух одинаковых двухлопастных винтов, соединенных крестообразно. Материал - береза. К ступице двигателя он крепится тремя шпильками М8 и центрирующим болтом М12. Статическая тяга такого винта - 40 кгс.

Двигатель установлен над платформой на трех трубчатых дугах 0 33 мм. Две боковые дуги прикреплены к картеру через резиновые прокладки, задняя - прямо к головке цилиндра.

Маршевый двигатель - от мотоцикла М-111. Мощность его 11 л. с. при 5500 об/мин. Переделки почти те же: отрезана коробка передач, установлены магнето, диффузор и глушитель, к хвостовику коленвала присоединен воздушный винт со ступицей и пусковым шкивом. Диаметр винта 800 мм, шаг 400 мм, статическая тяга - 30 кгс.

Двигатель установлен вниз цилиндром, что позволило понизить положение центра тяжести и уменьшить габариты всего аппарата. Однако у такой компоновки обнаружился существенный недостаток: свечу иногда заливает топливом, и двигатель глохнет. Поэтому как выход из положения видится использование головки цилиндра от мотоцикла М-107, на которой свеча установлена сбоку.

Управление сосредоточено у сиденья водителя. Справа - сектор газа и тумблер зажигания нагнетателя, слева - сектор газа и тумблер маршевого двигателя.

Перед сиденьем водителя - ножной пост управления аппаратом. Вокруг вертикальной оси, закрепленной в платформе, поворачивается педальный параллелограмм, тяга от которого (дюралюминиевая труба диам. 14 мм) проходит под палубой к хвостовому рулю поворота. Руль установлен позади ограждения маршевого воздушного винта и работает в потоке, отбрасываемом его лопастями.

Каркас руля изготовлен из сосновых реек (максимальная толщина 18 мм у носка руля), обтянут капроновым чулком и оклеен двумя слоями микалентной бумаги.

Вес «мотоцикла» 70 кгс. При весе водителя 65-75 кгс аппарат способен передвигаться на высоте 5 - 6 см со скоростью 65 - 70 км/ч.

Теперь о том, как пользоваться машиной. Первым запускается маршевый двигатель. После того как он заработает устойчиво, включается двигатель нагнетателя. Дать поработать ему на малых оборотах, после чего водитель занимает свое место.

Во время движения управление осуществляется путем изменения положения центра тяжести аппарата. Для незначительного изменения курса достаточно небольшого отклонения туловища водителя в ту или иную сторону. При резком изменении курса работают еще и рулем поворота. Надо помнить, что аппарат реагирует на отклонение руля с некоторым запозданием. В этом и заключается своеобразие управления «мотоциклом» на воздушной подушке в отличие от любого другого вида наземного транспорта.

М. Шитиков, г. Батайск, Ростовская обл.

ЛАВП (летательный аппарат на воздушной подушке) – «Торос» СВ-5


Просматривая свои архивы, нашёл мнтересные записи на тему - "ЛАВП (летательный аппарат на воздушной подушке.) - "Кулик", открытой на форуме rcdesign.ru.

А началось всё с того, что попалась мне вырезка из газеты "Труд" за 14 марта 1996 года, где была опубликована статья о необычном ЛА Алексея Филимонова - "БЭЛЛа-1".

ЛАВП (летательный аппарат на воздушной подушке) – «Торос» СВ-5
Это было 4 года назад.
Тема мне очень понравилась и я решил построить подобный аппарат.
Вот несколько фотографий постройки той модели.

В прошлый раз эту тему пришлось прервать из-за болезни, решил исправить эту несправедливость.
Вновь, просмотрел материалы по этой теме, фотографии, чертежи.

Подобрал электронику, прикинул под неё масштаб модели и начал работать.
На этой модели вместо импеллера на поддув воздуха в воздушную подушку, решил поставить мотор с винтом.
Применяемые материалы.

Простая подложка под ламинат – 4 мм. толщиной.



Утеплитель «Пеноплекс».50 мм толщиной.
Клей универсальный, влагостойкий – «КИН».

Шёлковая ткань.
Скотч цветной и двухсторонний.
Электроника.
Мотор (маршевый) – 3010 С 1300Kv.
Регулятор 60А.
Винт – 8 Х 6.
Мотор (поддув) – D2926/10 1400 Kv.
Винт – 4 Х 5 трёхлопастный.
Регулятор – 40А.
Сервомашинки – MG90S.

За основу взяты вот эти фотографии и на них, согласно выбранному масштабу, проставлены размеры.


Начал, как и при постройке любого СВП, с выкройки «юбки» для воздушной подушки.
Для блока ВП вырезал два круга – это верхняя и нижняя «палубы» блока воздушной подушки.

Вырезал перегородки и смонтировал блок ВП.

Разделил каждую окружность на 10 частей (сегментов) получил размеры выкройки самой «юбки». Сделал лекало, по нему выкроил из шёлковой ткани лоскуты и сшил «юбочку».

Начал работу кружок «Кройки и шитья».

Примерил и приклеил сшитую «юбку» на заготовленный блок воздушной подушки.


Вклеил в блок ВП кусок деревянной рейки сечением 3 х 50 мм. для крепления мотора.
Установил мотор для нагнетания воздуха в воздушную подушку (поддув).


Проверил, как работает.


Всё прекрасно!

Далее началась работа над созданием фюзеляжа и крыльев. Хочу отметить, что все работы проводятся без чертежей.
Сверху блока ВП, приклеиваю несущую плоскость, на которой монтируются крылья.

Внутри крыльев поставлены нервюры, корневая и концевая, между которыми вклеен лонжерон для создания профиля крыла.


Вклеиваются боковые стенки фюзеляжа.
Вырезаны заготовки для обшивки тороидальной части фюзеляжа.

Монтаж тороидальной части корпуса модели на блок ВП.

Дальнейший монтаж тороидальной части фюзеляжа на несущую поверхность, между крыльями.

Склеиваю крылья с блоком ВП.

Идёт дальнейший монтаж передней части фюзеляжа, хвостового оперения с РВ, навеска элеронов.

Вклеивается заготовка для моторамы, с наклеенным кусочком оргалита (ДВП) , размером 40 Х40 мм. для крепления мотора.

Провожу локальную обтяжку модели цветным скотчем, делаю надписи.

Провожу окончательную зачистку модели, снимаю технологические наклейки из малярного скотча.

Вот такая модель получилась.

Фотографии с моделью на память.

Для пробного взлёта не хватает сервомашинок, жду посылку.
С наилучшими пожеланиями , ваш Валерьян Самоделкин. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Судно на воздушной подушке (СВП) — Паркфлаер

Судно на воздушной подушке (далее СВП) «Griffon 2000TD » масштаб 1:10.

Отступление

    Доброго всем времени суток. Хочу начать с того, как я увлекся радио моделированием. Чуть больше года назад, на пятилетие ребенку подарил катер на воздушной подушке 

    Все было ничего, заряжали, катались до определенного момента. Пока сын, уединившись в своей комнате с игрушкой, решил засунуть антенну от пульта в пропеллер и включить его. Пропеллер разлетелся на мелкие кусочки, наказывать не стал, так как ребенок сам был в расстройстве, все игрушка испорчена.

     Зная, что у нас в городе есть магазин «Мир Хобби» я поехал туда, а куда еще! Нужного (старый был 100мм) пропеллера у них не было, а самый маленький, который был это 6’x 4’ в количестве двух штук, прямого и обратного вращения. Делать нечего взял, что есть. Обрезав их под нужный размер, установил на игрушку, но тяга была уже не та. А еще через неделю у нас проводились судомодельные соревнования на которых мы с сыном тоже присутствовали в качестве зрителей. И все, вот и загорелась та искорка и тяга к моделированию и полетам. После чего я познакомился с данным сайтом parkflyer.ru заказал детали для первого самолета. Правда, до этого допустил небольшую ошибку, купив пульт в магазине за 3500, а не ПФ аналогичный пульт в районе 900+доставка. В ожидании посылки из Китая, летал на симуляторе через аудио шнурок.

За год было построено четыре самолета:

  1. Бутербродный Mustang P-51D, размах-900мм. (разбит в первом полете, оборудование снято),
  2. Cessna 182 из потолочки и пенополистерола, размах-1020мм. ( битый, перебитый, но живой, оборудование снято)
  3. Самолет "Дон-Кихот" из потолочки и пенополистерола, размах-1500мм. (три раза разбитый, два крыла переклеено, сейчас на нем летаю)
  4. Extra 300 из потолочки, размах-800мм (разбита, ждет ремонта)
  5. Построен аэроглиссер "Патрульный"

      Так как меня всегда влекла вода, корабли, катера и все что с ними связано, решил построить СВП. Покопавшись в интернете, я нашёл сайт model-hovercraft.com  и статью о постройке СВП Griffon 2000TD.

   Процесс постройки:

     Изначально корпус сделал из фанеры 4мм, все выпилил, склеил и после взвешивания отказался от идеи с фанерой (вес составил 2.600 кг.), а еще планировалось обклеить стеклотканью, плюс электроника.

    Корпус было решено делать из пенополистерола (утеплитель, далее пеноплекс) обклеенного стеклотканью. Лист пеноплекса толщиной 20мм был распущен пена резкой на два по10мм.

Вырезан и склеен корпус, после чего обклеен стеклотканью (1м. кв., эпоксидки 750гр.)

 

    Надстройки тоже были сделаны из пеноплекса распущенного по 5мм, перед покраской прошёл все поверхности и детали из пены эпоксидной смолой, после чего покрасил все акриловой аэрозольной краской. Правда, в нескольких местах чуть подъело пеноплекс, но не критично.

    Материалом для гибкого ограждения (далее ЮБКА) сперва была выбрана прорезиненная ткань (клеёнка из аптеки). Но опят же из-за большого веса была замене на плотную водоотталкивающую ткань. По выкройкам была вырезана и сшита юбка для будущего СВП.

Юбка и корпус между собой были склеены клеем UHU Por. Поставил мотор с регулятором от "Патрульного" и провел испытания юбки, результат порадовал. Подъем корпуса СВП от пола составляет 70-80мм,

проверил способность хода на ковролине и на линолеуме, результатом остался доволен.

    Ограждение-диффузор основного пропеллера сделал из пеноплекса оклеенного стеклотканью. Руль направления был сделан из линейки, бамбуковых шпажек склеенных Poxipol-ом.

    Также использовались все подручные средства: линейки 50 см, бальза 2-4мм, бамбуковые шпажки, зубочистки, медная проволока 16кв, нитки скотч и т.п. Сделаны мелкие детали (петли люков, ручки, поручни, прожектор, якорь, ящик для якорного линя, контейнер спасательного плота на подставке, мачта, радар, поводки дворников с дворниками) для более детализирования модели.

 

Стойка для основного мотора также сделана из линейки и бальзы.

На судне были сделаны ходовые огни. В мачту были установлены белый светодиод и красный мигающий, так как желтый не нашел. По бокам рубки установлены красный и зеленый ходовые огни в специально сделанных для них корпусах.

Управление питанием освещения осуществляется через тумблер включаемым серво машинкой HXT900

Отдельно был собран и установлен блок реверса тягового двигателя, с использованием двух концевых выключателей и одной серво машинки HXT900

Очень много фотографий в первой части видео.  

 Ходовые испытания проводил в три этапа.

    Первый этап, обкатка по квартире, но из-за немалых размеров судна (0.5 м.кв.) не очень, то и удобно кататься по комнатам. Особых вопросов не возникло, все прошло в штатном режиме.

    Второй этап, ходовые испытания на суше. Погода ясная, температура +2...+4,ветер боковой поперек дороги 8-10м/с порывами до 12-14м/с, поверхность асфальтовая сухая. При развороте по ветру очень сильно заносит модель (не хватало полосы). Зато при развороте против ветра вполне все предсказуемо. Обладает хорошей прямолинейностью хода с небольшим тримированием руля влево. После 8 минут эксплуатации по асфальту следов износа на юбке не обнаружено. Но всё-таки не для асфальта он строился. Очень сильно пылит из-под себя.

   Третий этап, самый интересный на мой взгляд. Испытания на воде. Погода: ясно, температура 0...+2,ветер 4-6м/с, водоём с небольшими зарослям травы. Для удобства ведения видеосъемки перекинул канал с ch2 на ch5. На старт, оторвавшись от воды, судно с легкостью пошло над водной гладью, немного волнуя пруд. Рулиться довольно уверенно, хотя, на мой взгляд, рули надо сделать пошире (использовалась ширина линейки 50см). Брызги воды даже до середины юбки не долетают. Несколько раз наезжал на траву, растущую из-под воды, препятствие преодолел без труда, хотя на суше в траве завяз.

   Четвертый этап, снег и лед. Осталось только дождаться снега и льда, чтобы завершить данный этап с полна. Думаю, по снегу можно будет достичь максимальной скорости на данной модели.

    Компоненты, используемые в модели:

  1. Передатчик Turnigy 9X (Mode2 - газ СЛЕВА, 9 каналов, версия 2). В/ч модуль и приёмник (8 каналов) – 1комплект
  2. Бесколлекторный двигатель Turnigy L2205-1350 (нагнетательный мотор) -1шт.
  3. Регулятор для бесколлекторных двигателей Turnigy AE-25A (для нагнетательного мотора) -1шт.
  4. Мотор бесколлекторный TURNIGY XP D2826-10 1400kv (маршевый двигатель)-1шт
  5. Регулятор скорости TURNIGY Plush 30А (для маршевого двигателя) -1шт.
  6. Поли композитный винт JXF 7x4 / 178 x 102 мм -2шт.
  7. Аккумулятор ZIPPY Flightmax 1500mAh 3S1P 20C -2 шт.
  8. Бортовой сигнализатор разряда аккумулятора (2S-4S) -2шт.
  9. HXT900 9-граммовая микро-сервомашинка (управление реверсом и ходовыми огнями)-2шт.
  10. Сервомашинка HXT 5010, 6.9кг / 39.2г / 0.16с, с двумя подшипниками (руль направления)-1шт.

Как придет зависшая посылка, поменяют маршевый двигатель, на такой.

И пропеллер, на такой специально заказывал для этого СВП

     Подключение элементов к приемнику:

Ch 3-газ маршевого двигателя

Ch 4-руль направления (сперва было Ch 1)

Ch 5-ходовые огни (тумблер слева с торца)

Ch 6-реверс маршевого двигателя (тумблер справа с торца)

Ch 7-мотор нагнетания (крутилка слева сверху)

      Техническая характеристика:

Масштаб: 1:10

Длина корпуса: 1060мм.

Общая длина: 1150мм.

Ширина корпуса: 500мм.

Общая ширина: 600мм.

Высота по мачте min: 320мм.

Высота по мачте мах: 400мм.

Высота от поверхности до днища: 70-80мм

Полное водоизмещение: 2450гр. (с аккумулятором 1500 mAh 3 S 1 P 20 C -2шт.).

Запас хода: 7-8мин. (с аккумулятором 1500 mAh 3S1 P 20 C, на маршевом двигателе просел раньше, чем на нагнетательном).

     Видео отчет о постройке и испытаниях:

Часть первая - этапы постройки.

 

Часть вторая - испытания

Часть третья – ходовые испытания

Еще несколько фотографий:

  

     Вывод 

    Модель СВП получилась, легкой в управлении, с неплохим запасом мощности, боится бокового сильного ветра, но справиться можно (требует активного руления), идеальной средой для модели считаю водоём и заснеженные просторы. Не хватает емкости аккумулятора (3S 1500mA/h).

    Отвечу на все интересующие вопросы по данной модели.

    Спасибо за внимание!

 

Машина на воздушной подушке | автомобиль | Britannica

История

Возможно, первым, кто исследовал концепцию транспортного средства на воздушной подушке, был сэр Джон Торникрофт, британский инженер, который в 1870-х годах начал строить тестовые модели, чтобы проверить свою теорию о том, что сопротивление корпуса корабля можно уменьшить, если ему дать вогнутое дно, в котором между корпусом и водой мог находиться воздух. В его патенте 1877 г. подчеркивалось, что «при условии, что воздушная подушка может находиться под транспортным средством», единственная сила, которая потребуется подушке, будет необходимой для восполнения потерянного воздуха.Ни Торникрофту, ни другим изобретателям в последующие десятилетия не удалось решить проблему удержания подушки. Тем временем развивалась авиация, и пилоты рано обнаружили, что когда они летят очень близко к суше или водной поверхности, их самолет развивает большую подъемную силу, чем в открытом воздухе. Вскоре было установлено, что имеется большая подъемная сила, потому что крыло и земля вместе создают эффект «воронки», увеличивая давление воздуха. Величина дополнительного давления оказалась зависимой от конструкции крыла и его высоты над землей.Эффект был наиболее сильным, когда высота составляла от половины до одной трети средней ширины крыла от передней части до задней части (хорды).

Практически применили эффект земли в 1929 году на немецкой летающей лодке Dornier Do X, которая достигла значительного улучшения характеристик во время пересечения Атлантики, когда она пролетала близко к поверхности моря. Самолеты морской разведки времен Второй мировой войны также использовали это явление для увеличения своей выносливости.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня

В 1960-х годах американские аэродинамики разработали экспериментальный аппарат, в котором использовалось крыло в связи с эффектом земли. Было выдвинуто несколько других предложений этого типа, и еще одна вариация объединила характеристики аэродинамического профиля машины с эффектом земли с подъемной системой на воздушной подушке, которая позволяла летательному аппарату развивать собственную мощность зависания в неподвижном состоянии, а затем наращивать поступательную скорость. постепенно переводя подъемную составляющую на его профиль. Хотя ни один из этих летательных аппаратов не вышел за пределы экспериментальной стадии, они были важными предзнаменованиями будущего, поскольку предлагали способы использования преимущества летательного аппарата на воздушной подушке и преодоления его теоретического ограничения скорости около 200 миль в час (320 километров в час). ), выше которого удерживать воздушную подушку на месте было сложно.Эти транспортные средства известны как таран-крыло.

В начале 1950-х инженеры в Великобритании, США и Швейцарии искали решения 80-летней проблемы сэра Джона Торникрофта. Кристофер Кокерелл из Соединенного Королевства теперь признан отцом корабля на воздушной подушке, поскольку широко известен автомобиль на воздушной подушке. Во время Второй мировой войны он был тесно связан с разработкой радаров и других радиотехнических средств и ушел в мирное время в качестве судостроителя.Вскоре он начал интересоваться проблемой Торникрофта по уменьшению гидродинамического сопротивления корпуса лодки с помощью какой-либо воздушной смазки.

Кокерелл (позже посвященный в рыцари) обошел принцип статической камеры Торникрофта (по сути, пустой ящик с открытым дном), в котором воздух закачивается прямо в полость под сосудом из-за трудностей с удержанием подушки. Он предположил, что, если бы воздух вместо этого закачивался под сосуд через узкую щель, проходящую полностью по окружности, воздух потек бы к центру сосуда, образуя внешнюю завесу, которая эффективно удерживала бы подушку.Эта система известна как периферийная струя. Как только воздух накапливается под кораблем до давления, равного весу корабля, входящему воздуху некуда идти, кроме как наружу, и его скорость резко меняется при ударе о поверхность. Импульс периферийной струи воздуха поддерживает давление в подушке и дорожный просвет выше, чем если бы воздух закачивался непосредственно в водоотводящую камеру.

Чтобы проверить свою теорию, Кокерелл создал устройство, состоящее из воздуходувки, которая подавала воздух в перевернутую банку для кофе через отверстие в основании.Банку подвешивали над чашей весов кухонных весов, и в нее вдуваемый воздух заставлял чашу опускаться на массу нескольких гирь. Таким образом были приблизительно измерены задействованные силы. Закрепив вторую банку внутри первой и направив воздух вниз через пространство между ними, Кокрелл смог продемонстрировать, что с помощью этого средства можно поднять более чем в три раза больше грузов по сравнению с эффектом водоотводящей камеры одной банки.

Первый патент Кокерелла был подан 10 декабря.12 декабря 1955 года, а в следующем году он основал компанию, известную как Hovercraft Ltd. Его ранние меморандумы и отчеты показывают дальновидное понимание проблем, связанных с претворением теории в жизнь. Спустя годы подобные проблемы все еще беспокоили разработчиков судов на воздушной подушке, и некоторые идеи Кокерелла еще предстоит полностью изучить. Он прогнозировал, например, что помимо самой воздушной подушки потребуется какая-то вторичная подвеска. Еще одна из его идей, которую еще предстоит разработать, касается рециркуляции воздуха в периферийном жиклере, чтобы часть его использовалась снова и снова, повышая эффективность и снижая требуемую мощность.

Понимая, что его открытие не только ускорит ход лодок, но и позволит разработать суда-амфибии, Кокерелл обратился в Министерство снабжения, орган британского правительства по закупкам военной техники. В ноябре 1956 года машина на воздушной подушке была засекречена, и контракт на ее разработку был заключен с британским производителем самолетов и гидросамолетов. В 1959 году была запущена первая в мире практическая ACV. Он назывался SR.N1.

Первоначально SR.N1 имел общий вес четыре тонны и мог нести трех человек с максимальной скоростью 25 узлов (1 узел = 1,15 мили или 1,85 километра в час) по очень спокойной воде. Вместо полностью прочной конструкции, содержащей подушку и периферийную струю, он включал в себя юбку из прорезиненной ткани глубиной 6 дюймов (15 сантиметров). Эта разработка предоставила средства, с помощью которых воздушная подушка могла легко удерживаться, несмотря на неровности земли или воды. Вскоре выяснилось, что юбка позволила снова вернуться в водоотводящую камеру в качестве производителя подушек.Использование юбки привело к проблеме создания достаточно прочных юбок, чтобы выдерживать трение, возникающее при высоких скоростях движения по воде. Необходимо было развить навыки проектирования и производства, которые позволили бы изготавливать юбки оптимальной формы с точки зрения аэродинамической эффективности.

Юбки из резиновых и пластиковых смесей глубиной 4 фута (1,2 метра) были разработаны к началу 1963 года, и благодаря их использованию (и включению мощности газовой турбины) характеристики SR.N1 были увеличены до семи тонн и максимальная скорость 50 узлов.

Первое пересечение Ла-Манша самолетом SR.N1 произошло в 1959 году, что символично в годовщину 50-летия первого полета Луи Блерио над той же водой. Производители и операторы во многих частях мира проявили интерес. Производство началось в США, Японии, Швеции и Франции; а в Великобритании в начале 1960-х годов еще несколько британских компаний строили суда.

В 1963 году был произведен первый крупный вариант базовой модели автомобиля на воздушной подушке в виде самолета с боковинами.Это было не десантное судно, имевшее прочный корпус с каждой стороны, с водоотводящей камерой под корпусом, закрытой гибкими юбками на носу и корме. В водоизмещающем режиме центральная часть корпуса плавала в воде с хорошо погруженными боковинами, но когда воздух закачивался в водоотводящую камеру, корпус поднимался над водой, а сами боковины погружались всего на 12 дюймов (30 сантиметров). ), значительно снижая гидродинамическое сопротивление.

ACV с боковыми стенками имеет несколько преимуществ перед судном-амфибией, хотя его использование ограничено водой: во-первых, можно использовать водные гребные винты, что дает гораздо большую свободу управления, особенно на низких скоростях; во-вторых, сами боковины обеспечивают лучшую устойчивость корабля и уменьшают проблемы, присущие универсальным гибким юбкам.В начале 1970-х боковые стенки снова пользовались популярностью, особенно среди американских производителей, которые увидели рынок высокоскоростного морского грузового транспорта, для которого не требовались бы амфибийные возможности.

1962–64 годы были периодом пика мирового интереса к судам на воздушной подушке, но к началу 1970-х только британцы произвели то, что действительно можно было назвать целым рядом судов, и это вопреки значительным разногласиям. Однако были признаки того, что американские, советские и французские производители всерьез задумывались о возвращении в эту отрасль и что Австралия и Япония также стали ориентироваться на ACV.

Стагнация прошедших семи лет может быть объяснена неспособностью автомобилей на воздушной подушке оправдать то, что многие люди считали своим первоначальным обещанием. Кокерелл и другие предвидели многие трудности, но некоторые конструкторы, строители и, в частности, операторы второго поколения думали, что простое судно на воздушной подушке станет ответом на множество проблем, которые на той стадии разработки значительно выходили за рамки возможностей. ремесло доступно.

Во-первых, вездеходы-амфибии должны были быть самоходными.Управление по направлению было неточным, что исключало их использование на автомагистралях. Как уже упоминалось, конструкция и материалы, используемые в гибких юбках, должны были разрабатываться с самого начала, и только в 1965 году была разработана эффективная и экономичная конструкция гибких юбок, и даже тогда материалы все еще находились в разработке.

Еще одна серьезная проблема возникла при использовании авиационных газотурбинных двигателей в морской среде. Хотя такие двигатели, модифицированные соответствующим образом, с некоторым успехом устанавливались на судах, их переход на суда на воздушной подушке показал их крайнюю уязвимость к коррозии в соленой воде.По самой своей природе транспортное средство на воздушной подушке генерирует большое количество брызг, когда оно парит над водой, и брызги втягиваются во впускные отверстия газовых турбин в количествах, не предусмотренных конструктором двигателя. Даже после значительной фильтрации содержание влаги и солей достаточно высоки, чтобы разъедать большие современные газотурбинные двигатели до такой степени, что они нуждаются в ежедневной промывке чистой водой, и даже в этом случае срок службы между капитальными ремонтами значительно сокращается.

Затраты на капитальный ремонт двигателей, техническое обслуживание и ремонт юбок, вероятно, были основными факторами, сдерживающими развитие автомобилей на воздушной подушке.Развитие юбок шло чрезвычайно быстро в первое десятилетие после SR.N1. Коррозию реактивного двигателя можно решить с помощью новых материалов или, возможно, конструкции воздухозаборника, чтобы ограничить попадание брызг. Между тем, некоторые производители обходят трудности, связанные с газовыми турбинами, за счет использования нескольких высокоскоростных судовых дизельных двигателей. Они дешевле, более экономичны в эксплуатации и относительно не подвержены коррозии, но при заданной выходной мощности они значительно тяжелее, чем их газотурбинные аналоги.

История создания транспортного средства на воздушной подушке также включает использование опоры на воздушной подушке в других приложениях, как для транспортировки, так и для поддержки как таковой. К ним относятся транспортеры на воздушной подушке, поезда и даже кровати.

.

Машина на воздушной подушке | автомобиль | Britannica

История

Возможно, первым, кто исследовал концепцию транспортного средства на воздушной подушке, был сэр Джон Торникрофт, британский инженер, который в 1870-х годах начал строить тестовые модели, чтобы проверить свою теорию о том, что сопротивление корпуса корабля можно уменьшить, если ему дать вогнутое дно, в котором между корпусом и водой мог находиться воздух. В его патенте 1877 г. подчеркивалось, что «при условии, что воздушная подушка может находиться под транспортным средством», единственная сила, которая потребуется подушке, будет необходимой для восполнения потерянного воздуха.Ни Торникрофту, ни другим изобретателям в последующие десятилетия не удалось решить проблему удержания подушки. Тем временем развивалась авиация, и пилоты рано обнаружили, что когда они летят очень близко к суше или водной поверхности, их самолет развивает большую подъемную силу, чем в открытом воздухе. Вскоре было установлено, что имеется большая подъемная сила, потому что крыло и земля вместе создают эффект «воронки», увеличивая давление воздуха. Величина дополнительного давления оказалась зависимой от конструкции крыла и его высоты над землей.Эффект был наиболее сильным, когда высота составляла от половины до одной трети средней ширины крыла от передней части до задней части (хорды).

Практически применили эффект земли в 1929 году на немецкой летающей лодке Dornier Do X, которая достигла значительного улучшения характеристик во время пересечения Атлантики, когда она пролетала близко к поверхности моря. Самолеты морской разведки времен Второй мировой войны также использовали это явление для увеличения своей выносливости.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня

В 1960-х годах американские аэродинамики разработали экспериментальный аппарат, в котором использовалось крыло в связи с эффектом земли. Было выдвинуто несколько других предложений этого типа, и еще одна вариация объединила характеристики аэродинамического профиля машины с эффектом земли с подъемной системой на воздушной подушке, которая позволяла летательному аппарату развивать собственную мощность зависания в неподвижном состоянии, а затем наращивать поступательную скорость. постепенно переводя подъемную составляющую на его профиль. Хотя ни один из этих летательных аппаратов не вышел за пределы экспериментальной стадии, они были важными предзнаменованиями будущего, поскольку предлагали способы использования преимущества летательного аппарата на воздушной подушке и преодоления его теоретического ограничения скорости около 200 миль в час (320 километров в час). ), выше которого удерживать воздушную подушку на месте было сложно.Эти транспортные средства известны как таран-крыло.

В начале 1950-х инженеры в Великобритании, США и Швейцарии искали решения 80-летней проблемы сэра Джона Торникрофта. Кристофер Кокерелл из Соединенного Королевства теперь признан отцом корабля на воздушной подушке, поскольку широко известен автомобиль на воздушной подушке. Во время Второй мировой войны он был тесно связан с разработкой радаров и других радиотехнических средств и ушел в мирное время в качестве судостроителя.Вскоре он начал интересоваться проблемой Торникрофта по уменьшению гидродинамического сопротивления корпуса лодки с помощью какой-либо воздушной смазки.

Кокерелл (позже посвященный в рыцари) обошел принцип статической камеры Торникрофта (по сути, пустой ящик с открытым дном), в котором воздух закачивается прямо в полость под сосудом из-за трудностей с удержанием подушки. Он предположил, что, если бы воздух вместо этого закачивался под сосуд через узкую щель, проходящую полностью по окружности, воздух потек бы к центру сосуда, образуя внешнюю завесу, которая эффективно удерживала бы подушку.Эта система известна как периферийная струя. Как только воздух накапливается под кораблем до давления, равного весу корабля, входящему воздуху некуда идти, кроме как наружу, и его скорость резко меняется при ударе о поверхность. Импульс периферийной струи воздуха поддерживает давление в подушке и дорожный просвет выше, чем если бы воздух закачивался непосредственно в водоотводящую камеру.

Чтобы проверить свою теорию, Кокерелл создал устройство, состоящее из воздуходувки, которая подавала воздух в перевернутую банку для кофе через отверстие в основании.Банку подвешивали над чашей весов кухонных весов, и в нее вдуваемый воздух заставлял чашу опускаться на массу нескольких гирь. Таким образом были приблизительно измерены задействованные силы. Закрепив вторую банку внутри первой и направив воздух вниз через пространство между ними, Кокрелл смог продемонстрировать, что с помощью этого средства можно поднять более чем в три раза больше грузов по сравнению с эффектом водоотводящей камеры одной банки.

Первый патент Кокерелла был подан 10 декабря.12 декабря 1955 года, а в следующем году он основал компанию, известную как Hovercraft Ltd. Его ранние меморандумы и отчеты показывают дальновидное понимание проблем, связанных с претворением теории в жизнь. Спустя годы подобные проблемы все еще беспокоили разработчиков судов на воздушной подушке, и некоторые идеи Кокерелла еще предстоит полностью изучить. Он прогнозировал, например, что помимо самой воздушной подушки потребуется какая-то вторичная подвеска. Еще одна из его идей, которую еще предстоит разработать, касается рециркуляции воздуха в периферийном жиклере, чтобы часть его использовалась снова и снова, повышая эффективность и снижая требуемую мощность.

Понимая, что его открытие не только ускорит ход лодок, но и позволит разработать суда-амфибии, Кокерелл обратился в Министерство снабжения, орган британского правительства по закупкам военной техники. В ноябре 1956 года машина на воздушной подушке была засекречена, и контракт на ее разработку был заключен с британским производителем самолетов и гидросамолетов. В 1959 году была запущена первая в мире практическая ACV. Он назывался SR.N1.

Первоначально SR.N1 имел общий вес четыре тонны и мог нести трех человек с максимальной скоростью 25 узлов (1 узел = 1,15 мили или 1,85 километра в час) по очень спокойной воде. Вместо полностью прочной конструкции, содержащей подушку и периферийную струю, он включал в себя юбку из прорезиненной ткани глубиной 6 дюймов (15 сантиметров). Эта разработка предоставила средства, с помощью которых воздушная подушка могла легко удерживаться, несмотря на неровности земли или воды. Вскоре выяснилось, что юбка позволила снова вернуться в водоотводящую камеру в качестве производителя подушек.Использование юбки привело к проблеме создания достаточно прочных юбок, чтобы выдерживать трение, возникающее при высоких скоростях движения по воде. Необходимо было развить навыки проектирования и производства, которые позволили бы изготавливать юбки оптимальной формы с точки зрения аэродинамической эффективности.

Юбки из резиновых и пластиковых смесей глубиной 4 фута (1,2 метра) были разработаны к началу 1963 года, и благодаря их использованию (и включению мощности газовой турбины) характеристики SR.N1 были увеличены до семи тонн и максимальная скорость 50 узлов.

Первое пересечение Ла-Манша самолетом SR.N1 произошло в 1959 году, что символично в годовщину 50-летия первого полета Луи Блерио над той же водой. Производители и операторы во многих частях мира проявили интерес. Производство началось в США, Японии, Швеции и Франции; а в Великобритании в начале 1960-х годов еще несколько британских компаний строили суда.

В 1963 году был произведен первый крупный вариант базовой модели автомобиля на воздушной подушке в виде самолета с боковинами.Это было не десантное судно, имевшее прочный корпус с каждой стороны, с водоотводящей камерой под корпусом, закрытой гибкими юбками на носу и корме. В водоизмещающем режиме центральная часть корпуса плавала в воде с хорошо погруженными боковинами, но когда воздух закачивался в водоотводящую камеру, корпус поднимался над водой, а сами боковины погружались всего на 12 дюймов (30 сантиметров). ), значительно снижая гидродинамическое сопротивление.

ACV с боковыми стенками имеет несколько преимуществ перед судном-амфибией, хотя его использование ограничено водой: во-первых, можно использовать водные гребные винты, что дает гораздо большую свободу управления, особенно на низких скоростях; во-вторых, сами боковины обеспечивают лучшую устойчивость корабля и уменьшают проблемы, присущие универсальным гибким юбкам.В начале 1970-х боковые стенки снова пользовались популярностью, особенно среди американских производителей, которые увидели рынок высокоскоростного морского грузового транспорта, для которого не требовались бы амфибийные возможности.

1962–64 годы были периодом пика мирового интереса к судам на воздушной подушке, но к началу 1970-х только британцы произвели то, что действительно можно было назвать целым рядом судов, и это вопреки значительным разногласиям. Однако были признаки того, что американские, советские и французские производители всерьез задумывались о возвращении в эту отрасль и что Австралия и Япония также стали ориентироваться на ACV.

Стагнация прошедших семи лет может быть объяснена неспособностью автомобилей на воздушной подушке оправдать то, что многие люди считали своим первоначальным обещанием. Кокерелл и другие предвидели многие трудности, но некоторые конструкторы, строители и, в частности, операторы второго поколения думали, что простое судно на воздушной подушке станет ответом на множество проблем, которые на той стадии разработки значительно выходили за рамки возможностей. ремесло доступно.

Во-первых, вездеходы-амфибии должны были быть самоходными.Управление по направлению было неточным, что исключало их использование на автомагистралях. Как уже упоминалось, конструкция и материалы, используемые в гибких юбках, должны были разрабатываться с самого начала, и только в 1965 году была разработана эффективная и экономичная конструкция гибких юбок, и даже тогда материалы все еще находились в разработке.

Еще одна серьезная проблема возникла при использовании авиационных газотурбинных двигателей в морской среде. Хотя такие двигатели, модифицированные соответствующим образом, с некоторым успехом устанавливались на судах, их переход на суда на воздушной подушке показал их крайнюю уязвимость к коррозии в соленой воде.По самой своей природе транспортное средство на воздушной подушке генерирует большое количество брызг, когда оно парит над водой, и брызги втягиваются во впускные отверстия газовых турбин в количествах, не предусмотренных конструктором двигателя. Даже после значительной фильтрации содержание влаги и солей достаточно высоки, чтобы разъедать большие современные газотурбинные двигатели до такой степени, что они нуждаются в ежедневной промывке чистой водой, и даже в этом случае срок службы между капитальными ремонтами значительно сокращается.

Затраты на капитальный ремонт двигателей, техническое обслуживание и ремонт юбок, вероятно, были основными факторами, сдерживающими развитие автомобилей на воздушной подушке.Развитие юбок шло чрезвычайно быстро в первое десятилетие после SR.N1. Коррозию реактивного двигателя можно решить с помощью новых материалов или, возможно, конструкции воздухозаборника, чтобы ограничить попадание брызг. Между тем, некоторые производители обходят трудности, связанные с газовыми турбинами, за счет использования нескольких высокоскоростных судовых дизельных двигателей. Они дешевле, более экономичны в эксплуатации и относительно не подвержены коррозии, но при заданной выходной мощности они значительно тяжелее, чем их газотурбинные аналоги.

История создания транспортного средства на воздушной подушке также включает использование опоры на воздушной подушке в других приложениях, как для транспортировки, так и для поддержки как таковой. К ним относятся транспортеры на воздушной подушке, поезда и даже кровати.

.

Ошибка 404 - страница не найдена

Перейти к основному содержанию

Перейти к основному содержанию

США по патентам и товарным знакам - Агентство Министерства торговли

Поиск

Меню учетной записи пользователя

Основная навигация

USPTOToggle navigation .

Скорость воздухообмена в типичных помещениях и зданиях

Объем свежего воздуха (подпитывающий воздух), необходимый для надлежащей вентиляции помещения, определяется размером и использованием помещения - типичный номер. людей в помещении, разрешено ли курение или нет, и загрязнение от производственных процессов.

В таблице ниже указаны скорости воздухообмена (воздухообмен в час), обычно используемые в разных типах помещений и зданий.

Здание / Комната Скорость изменения воздуха
- n -
(1 / час)
Все помещения в целом мин 4
Сборочные залы 4 - 6
Чердаки для охлаждения 12-15
Аудитории 8-15
Пекарни 20-30
Банки 4-10
Парикмахерская Магазины 6-10
Бары 20-30
Салоны красоты 6-10
Котельные 15-20
Боулинг 10-15
Кафетерии 12-15
Церкви 8-15
Учебные классы 6-20
Клубные номера 12
Клубные дома 20-30
Коктейльные залы 20-30
Компьютерные залы 15-20
Суд Дома 4-10
Танцевальные залы 6-9
Стоматологические центры 8-12
Универмаги 6-10
Обеденные залы 12-15
Обеденные залы (рестораны) 12
Одежные магазины 6-10
Аптеки 6-10
Машинные отделения 4-6
Завод обычные здания 2 - 4
Производственные здания с дымом или влажностью 10 - 1 5
Пожарные части 4-10
Литейные цеха 15-20
Гальванические заводы 20-30
Ремонт гаражей 20-30
Гаражи для хранения 4 - 6
Дома, ночное охлаждение 10 - 18
Больничные палаты 4 - 6
Ювелирные магазины 6 - 10
Кухни 15 - 60
Прачечные 10-15
Библиотеки, общественные 4
Обеденные залы 12-15
Обеденные зоны 12-15
Ночные клубы 20 - 30
Механические цеха 6-12
Торговые центры 6 - 10
Медицинские центры 8–12
Медицинские клиники 8–12
Медицинские учреждения 8–12
Бумажные фабрики 15–20
Мельницы, текстильные общественные здания 4
Мельницы, текстильные красильные дома 15-20
Муниципальные здания 4-10
Музеи 12-15
Офисы, общественные 3
Офисы, частные 4
Малярные мастерские 10-15
Бумажные фабрики 15-20
Темные комнаты для фотографий 10-15
Свинарники 6-10
Полицейские участки 4-10
Почтовые отделения 4-10
Птичники 6-10
Прецизионное производство 10-50
Насосные 5
Железнодорожные цеха 4
Общежития 1-2
Рестораны 8-12
Розничная торговля 6-10
Школьные классы 4-12
Обувные магазины 6-10
Торговые центры 6-10
Магазины, станки 5
Магазины, краска 15-20
Магазины деревообрабатывающие 5
Подстанция, электрическая 5 - 10
Супермаркеты 4 - 10
Бассейны 20-30
Текстильные фабрики 4
Текстильные фабрики красильные дома 15-20
Ратуши 4-10
Таверны 20 - 30
Театры 8-15
Трансформаторные помещения 10-30
Машинные, электрические 5-10
Склады 2
Залы ожидания, общественный 4
Склады 6 - 30
Деревообрабатывающие мастерские 8

Помните о местных правилах и нормах.

Подача свежего воздуха - подпиточный воздух - в комнату на основе приведенной выше таблицы может быть рассчитана как

q = n V (1)

где

q = приток свежего воздуха ( футов) 3 / ч, м 3 / ч)

n = скорость воздухообмена (ч -1 )

V = объем помещения (футы 3 , м 3 )

Пример - Подача свежего воздуха в публичную библиотеку

Подача свежего воздуха в публичную библиотеку объемом 1000 м 3 можно рассчитать как

Q = (4 ч -1 ) (1000 м 3 )

= 4000 м 3 / ч

Калькулятор объема воздуха

Частота выхода воздуха в минутах

«Частота выхода воздуха» в минутах можно рассчитать как

n м = 60 / n (2)

где

n м = Частота замены воздуха на выходе (минуты)

.

Смотрите также