Χάρη στα επιτεύγματα ενός εξαιρετικού μηχανικού και διοργανωτή R. Alekseev, σήμερα το μόνο μέσο για την επίτευξη εξαιρετικά υψηλών ταχυτήτων στο νερό είναι ένα ekranoplan.
Η ekranoplan είναι μια τεχνική εφαρμογή μιας γνωστής αρχής: όταν το πτερύγιο κινείται κοντά σε μια επίπεδη επιφάνεια (οθόνη), ο ανελκυστήρας αυξάνεται αισθητά με μια ελάχιστη αύξηση στην αντίσταση. Αυτή η αύξηση στην ανύψωση ονομάζεται "εφέ οθόνης". Σας επιτρέπει να αυξήσετε τη φέρουσα ικανότητα του αεροσκάφους σε σύγκριση με ένα αντικείμενο που κινείται μακριά από την επιφάνεια, αλλά εξαρτάται έντονα από την (σχετική) απόσταση από την πτέρυγα στην οθόνη και μειώνεται γρήγορα με την αύξηση αυτής της απόστασης.
Δυστυχώς, όταν η πτέρυγα κινείται κοντά σε μια αναστατωμένη, "ανήσυχη" επιφάνεια, δημιουργείται το βασικό πρόβλημα της σταθερότητας αυτής της κίνησης. Η αστάθεια αναγκάζει ένα να διατηρήσει ένα αρκετά μεγάλο υψόμετρο πάνω από την οθόνη - ως αποτέλεσμα του οποίου μειώνεται το φαινόμενο της οθόνης.
Αυτή η επίδραση εξαρτάται από το λόγο του ύψους της πτήσης προς τη χορδή του πτερυγίου (το μέγεθός της κατά την κατεύθυνση της διαδρομής). Ως εκ τούτου, οι σχεδιαστές προσπαθούν να αυξήσουν τη χορδή, η οποία για μια δεδομένη περιοχή οδηγεί αναπόφευκτα σε μείωση του μεγέθους των πτερυγίων (το μέγεθός τους στην κατεύθυνση της κίνησης).
Αυτό είναι εύκολο να το δείτε, για παράδειγμα, στη φωτογραφία του μοντέλου του νεώτερου WIG, που παρουσιάστηκε πρόσφατα στην εκτύπωση. Στην πραγματικότητα, για να αυξηθεί το ύψος της πτήσης - με ελάχιστη απώλεια του αποτελέσματος της οθόνης - είναι απαραίτητο να μειωθεί η σχετική επιμήκυνση του πτερυγίου, ο οποίος είναι ο βασικός παράγοντας που καθορίζει την αεροδυναμική ποιότητα (αναλογία ανύψωσης και έλξης). Όπως δείχνει η ίδια φωτογραφία, ο νέος λόγος WIG χορδή και εύρους είναι περίπου ίσος με 1, πράγμα που είναι εντελώς απαράδεκτο, για παράδειγμα, για τα αεροπλάνα.
(Είναι ενδιαφέρον το γεγονός ότι η παραλλαγή του διπλανιού, που προτείνεται για χαμηλές ταχύτητες, εφαρμόζεται για πρώτη φορά στο νεοδημιουργημένο WIG "The Seagull").
Η αστάθεια της κίνησης στην αναταραγμένη επιφάνεια είναι το κύριο μειονέκτημα της περούκας όταν την χρησιμοποιείτε στη θάλασσα. Αυτή η ανεπάρκεια, σύμφωνα με τον συγγραφέα, είναι καθοριστική σε σχέση με τη χρήση τέτοιων συσκευών σε θαλάσσια περιβάλλοντα. Η πρακτική έχει δείξει ότι ακόμη και ένα άγγιγμα κύματος σε πλήρη ταχύτητα οδηγεί σε σημαντικές ζημιές και μπορεί να προκαλέσει ατύχημα. Έτσι, κατά τη διάρκεια της δοκιμής ενός έμπειρου ekranoplan "Orlyonok" έχασε μέρος της πρύμνης, και μόνο προσωπική εμπειρία και διαίσθηση του R. Alekseev, ο οποίος ανέλαβε το πιλοτικό, εμπόδισε την πλήρη καταστροφή της ekranoplan.
Η χρήση κεφαλαίων, τόσο αναξιόπιστων στις θαλάσσιες συνθήκες, είναι απαράδεκτη.
Εναλλακτική λύση
Στη δεκαετία του '80, ως αποτέλεσμα της έρευνας του Κεντρικού Ινστιτούτου Ερευνών που ονομάστηκε από τον Ακαδημαϊκό Α.Ν. Ο Krylov πρότεινε ένα νέο τύπο σκαφών υπερυψηλής ταχύτητας, αν και λιγότερο γρήγορο από ένα ekranoplan, αλλά προσφέρει πολύ μεγαλύτερη αξιοπιστία.
Για ταχύτητες περίπου 2 φορές μεγαλύτερες από την αρχή της ολίσθησης, προτάθηκε ένα "trimming" ("cut-wave") ελικοειδές trimaran (RHT) με αεροδυναμική εκφόρτωση.
Το υδροδυναμικό σύμπλεγμα αυτού του δοχείου περιλαμβάνει τρία μικρά κύτη επέκτασης με σπασμένα περιγράμματα, με ένα ελάχιστο ύψος εξάλων και μια μεγάλη πίσω σέλα του πλώρη του καταστρώματος κάθε κύτους. Τα κοχύλια βρίσκονται σε ένα τρίγωνο και σχεδιάζονται και συνδέονται με μια πρυμναία επιφάνεια με ράφια με πλάτος μικρότερο από το πλάτος του σώματος. Ως έλικες, οι έλικες που διασχίζουν την επιφάνεια προτείνεται, για παράδειγμα, οι έλικες του Arneson. Για τον έλεγχο της δυναμικής αποκοπής και τη μείωση της ανύψωσης, προτείνεται η χρήση σπόιλερ τροφοδοσίας σε κάθε κύτος.
Το αεροδυναμικό σύμπλεγμα είναι μια επανδρωμένη πτέρυγα με πρύμνη παρεμποδιστή, που βρίσκεται πάνω από τα πτερύγια της πρύμνης, η οποία παρέχει στο σκάφος αυτο-σταθεροποίηση κατά τις ριπές της κεφαλής. Η πτέρυγα συνδέεται με τη βάση του κύτους της μύτης με μια βελτιωμένη υπερκατασκευή.
Προβλέπεται να τοποθετηθούν οι δύο κύριες μονάδες ισχύος στις πρύμνες και το σταθμό ηλεκτροπαραγωγής - στο κύτος της μύτης. Το ωφέλιμο φορτίο βρίσκεται στην επικάλυψη της πτέρυγας και της μύτης.
Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει μια παραλλαγή ενός ΑΒΤ με μετατόπιση 300 τόνων με ταχύτητα 100 κόμβων.
Βασικά αποτελέσματα δοκιμών
Οι δοκιμές ρυμούλκησης έδειξαν ότι όταν ο αριθμός Froude σε μετατόπιση είναι μεγαλύτερος από 5, υπάρχει μια ελαφρώς θετική υδροδυναμική αλληλεπίδραση των κελυφών και οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν πριν από τον αριθμό Froude 7.5. Επομένως, οι σχετικές ταχύτητες που είναι 2-2,5 φορές υψηλότερες από την ταχύτητα της έναρξης της ολίσθησης, δηλ., Λαμβάνεται ως το υπολογισμένο εύρος στροφών. 6.0 - 7.5.
Σε αυτές τις σχετικές ταχύτητες, τα συνηθισμένα ανεμόπτερα χάνουν τη σταθερότητα της διαμήκους κίνησης: στο ήρεμο νερό, αρχίζει η αυθόρμητη τοποθέτηση, αρχίζει η αποκαλούμενη "δουλφινισμός". Ωστόσο, δεν παρατηρήθηκε στο μοντέλο RHT. Πιθανώς, η πτέρυγα-υπερδομή χρησιμεύει ως επαρκής αποσβεστήρας.
Το κύριο αποτέλεσμα των δοκιμών στη θάλασσα ήταν η έλλειψη θραύσης σε ολόκληρο το εύρος μήκους κύματος και σε ταχύτητες έως και 55% πλήρεις. Αυτό σημαίνει μια σημαντική, μέχρι 7 - 10 φορές, μείωση των κατακόρυφων επιταχύνσεων αντικειμένων πλήρους κλίμακας σε κύματα. Πιθανώς, δεν υπάρχει κανένα χτύπημα, επειδή τα κύτη δέχονται τις κορυφές των κυμάτων σε καταστρώματα με αντίστροφη διάτρηση, πράγμα που μειώνει την τροχαλία της καρίνας.
Οι δοκιμές σε αεροδυναμική σήραγγα μας επέτρεψαν να υπολογίσουμε την αεροδυναμική ποιότητα του RHT με το αρχικά θεωρούμενο σχήμα πτέρυγας ίσο με 5 (βλ. Παρακάτω).
Ο σκελετός σχεδιασμός των δομών του σκάφους ελαφρού κράματος έδωσε τη δυνατότητα να εκτιμηθεί η μάζα τους, η οποία είναι περίπου 30-35% της συνολικής μετατόπισης.
Χρησιμοποιήστε περιπτώσεις
Το προτεινόμενο αρχιτεκτονικό και εποικοδομητικό σχέδιο μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα πολύ ευρύ φάσμα μετατοπίσεων και ταχυτήτων. Για παράδειγμα, στο σχ. Το Σχήμα 3 δείχνει ένα σκάφος καταγραφής (με έρημο πτερύγιο) για ταχύτητα περίπου 150 κόμβων.
Το πλεονέκτημα αυτής της ρύθμισης είναι ότι το σκάφος δεν θα γυρίσει με ριπές του ανεμιστήρα, όπως συμβαίνει με τα υπάρχοντα καταμαράν.
Ένα μίνι-πορθμείο για 20 άτομα με ταχύτητα 50 κόμβων, επίσης με ένα ακατοίκητο πτέρυγα, φαίνεται στο σχ. 4
Η αρχικά θεωρημένη μορφή της κατοικημένης πτέρυγας σας επιτρέπει να δημιουργήσετε ένα περιπολικό σκάφος που φέρει ένα ελικόπτερο, εικ. 5
Στο άλλο άκρο της θεωρούμενης γραμμής μετατόπισης είναι το υπερατλαντικό RHT με ταχύτητα 130 κόμβων και υπολογιζόμενη ένταση κύματος 6 σημείων, εικ. 6
Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της ΑΒΤ συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα.
| Σε σύγκριση με: | Οφέλη | Μειονεκτήματα. |
| Ekranoplan | Αυξημένη διαχειρισιμότητα και ασφάλεια, αυξημένη απόδοση προώθησης | Κάτω επιτεύξιμες ταχύτητες |
| Αεροσκάφη | Φθηνότερο, χωρίς θόρυβο, μεγαλύτερη αξιοπρεπή. | Περισσότερη αντίσταση στην ανύψωση σε ήσυχο νερό |
| Σκάφος μονού κύτους στο υποβρύχιο αυτόματα οδηγημένα φτερά | Περισσότερη ταχύτητα, λιγότεροι κραδασμοί, φθηνότερο, περισσότερο χώρο στο κατάστρωμα | Ελαφρώς χειρότερη |
| Ενιαίος σχεδιασμός σώματος | Δεν υπάρχει σφαίρα, δεν υπάρχουν δελφίνια, περισσότερο χώρο στο κατάστρωμα | Περισσότερα σωματικό βάρος κατασκευών |
| Καταρράκτη καταμαράν | Πιο επιτεύξιμες ταχύτητες, χωρίς θραύση, αυτο-σταθεροποίηση | Λιγότερο μελετηθεί |
Συμπέρασμα (σύσταση)
Φαίνεται προφανές ότι η συνεχής επαφή με το νερό θα παράσχει το προτεινόμενο σούπερ-γρήγορο σκάφος "διαχωριστικών κυμάτων" με υψηλή ασφάλεια τόσο από άποψη βηματισμού όσο και από έλεγχο.
Συνιστάται να λαμβάνονται υπόψη επιλογές για μια τέτοια διάταξη όταν σχεδιάζετε "σούπερ-γρήγορα" σκάφη διαφόρων σκοπών.
