Исследование движения машины на воздушной подушке
Информация - Транспорт, логистика
Другие материалы по предмету Транспорт, логистика
быть использован при создании транспортных средств, движущихся по специально подготовленной дороге, например, экипажей, предназначенных для движения по монорельсу.
Сопловая схема
Подъемная сила, удерживающая аппарат на некоторой высоте над поверхностью земли, складывается из сил давления, действующих на днище аппарата со стороны воздушной подушки, и вертикальной составляющей реактивной силы, создаваемой уходящей вниз струей воздуха. При малой высоте подъема силы давления, действующие на днище аппарата, являются основными силами, поднимающими аппарат в воздух. Вертикальная составляющая реактивной силы струи в этом случае невелика. По мере увеличения высоты подъема аппарата, роль этих сил изменяется: силы давления воздушной подушки уменьшаются, а реактивная сила возрастает. Таким образом, для аппаратов с соплом малой ширины проходного отверстия подъемная сила уменьшается с высотой подъема над опорной поверхностью.
Применение сопловой схемы позволяет создать аппараты на воздушной подушке с относительно большой высотой полета при малой затрате мощности. Выгодность использования такой схемы обусловлена тем.что, применяя сопло с проходным отверстием малой ширины и направляя струю воздуха в сторону воздушной подушки, можно обеспечить требуемую высоту подъема аппарата заданных веса и габаритных размеров при малых расходах воздуха.
В аппаратах, выполняемых по сопловой схеме, воздух от вентилятора подводится к сопловому устройству по каналам, проложенным в его корпусе. Гидравлическое сопротивление этих каналов проходящему потоку воздуха является вредным, поскольку оно непосредственно не связано с эффектом образования воздушной подушки и вызывает необходимость применения более напорного вентилятора и дополнительной затраты мощности.
.1.2 Основные способы создания поступательного движения
Найдется очень немного видов движителей, которые не были испытаны на СВП: от парусов до воздушных винтов и от гребных винтов до водометных движителей. Движитель выбирается с учетом назначения судна и технико-эксплуатационных показателей, которыми оно должно обладать. Воздушные движители того или иного типа обычно устанавливаются на амфибийных СВП, в то время как водометные движители или гребные винты больше подходят для судов, спроектированных для передвижения исключительно над водной поверхностью.
Несмотря на обилие предложенных альтернатив более 90% современных СВП движутся с помощью воздушных винтов, а в большинстве остальных аппаратов использованы гребные винты или водометные движители. Однако, похоже, что усиливается тенденция к использованию гидродинамических движителей либо гибридных систем, так как если рассчитать движительную систему для 10000-тонного скегового СВП, который должен иметь скорость 100 уз, то получится, что на нем надо будет установить либо 10 воздушных винтов диаметром 18,3 м каждый, либо 10 прямоточных турбовентиляторных движителей диаметром 10,5 м.
Для того чтобы достичь соответствующего уровня тяги, используя лишь гидродинамические средства, потребовалось бы только два суперкавитирующих гребных винта диаметром около 9 м либо 4 водометных движителя диаметром 3,7 м каждый. Другими словами, по мере увеличения размеров судов использование воздушных винтов во многих случаях нецелесообразно из-за размеров самих винтов и их фундаментов, тогда как применение гидродинамических систем при равной мощности двигателя обеспечивает заданные характеристики при вполне реальных размерах. Уменьшение диаметра воздушных винтов ведет к падению их КПД из-за сокращения массы воздушной струи, что вызывает увеличение требуемой мощности двигателя. Несмотря на то, что воздушные винты неприемлемы в качестве движителей крупных СВП из-за их размеров и количества, они остаются наиболее эффективным видом движителя для СВП при скоростях движения от 150 уз и выше. Однако, что касается технико-эксплуатационных характеристик, воздушные винты уступают водометным движителям и гребным винтам при работе на небольших скоростях. Испытания еще одного вида воздушного движителя для СВП - воздушного винта в насадке - показали, что такой движитель обеспечивает лучшие технические показатели при невысоких скоростях движения, но сами насадки в значительной степени увеличивают общую массу судна, а при скорости более 100 уз повышают лобовое сопротивление, что заметно уменьшает коэффициент полезного действия движителя.
Для крупного высокоскоростного судна, пожалуй, наиболее многообещающей является система, использующая на больших скоростях прямоточные турбовентиляторные движители в сочетании с полупогруженными суперкавитирующими гребными винтами, обеспечивающие набор скорости до 70-80 уз и преодоление горба сопротивления. Самое важное преимущество прямоточного турбовентиляторного движителя состоит в том, что при сравнительно одинаковых с воздушным винтом технико-эксплуатационных характеристиках диаметр рабочего колеса вентилятора вдвое меньше. Кроме того, он значительно легче, имеет меньший уровень шума и может компоноваться с целым рядом различных установок. По мере развития в авиастроительной промышленности концепции широкофюзеляжных самолетов-аэробусов в ближайшие годы станет возможным выпуск различных прямоточных турбовентиляторных движителей мощностью до 40 тыс. л. с. (30 МВт).
СВП класса SES имеют жесткие бортовые кили - скеги, которые представляют собой идеальные конструкции для расположения в них водометных