Водный транспорт на воздушной подушке. Грузо-пассажирское судно на воздушной подушке ховеркрафт. Преодолевая водные пространства по воздуху
Тысячелетиями Мировой океан бороздили корабли, державшиеся на плаву благодаря действию принципа водоизмещения, сформулированного еще Архимедом: предмет, погруженный в воду, выталкивается из нее с силой, равной весу вытесненной жидкости.
Лучшие из таких судов были прочны, остойчивы и обладали хорошей плавучестью. Но из-за сопротивления воды, возраставшего в геометрической прогрессии с ростом скорости, они никак, не могли догнать другие виды транспорта - автомобили, поезда, но говоря уже о современных авиалайнерах.
Для повышения скорости хода судна существовало два традиционных рецепта - по строить корпус с более совершенными обводами и уменьшить его водоизмещение. Вероятно, самым прогрессивным результатом этих попыток стала постройка мелкосидящих судов с плоскими обводами днища У-образной формы.
При возрастании скорости такие суда приподнимались над водой, снижая сопротивление воды ходу судна. И все же у таких судов были существенные недостатки. Во-первых, пассажиры испытывали большие перегрузки, во-вторых, речные суда с V-образным корпусом, шедшие на высокой скорости, создавали за собой мощную кильватерную волну, которая угрожала безопасности движения других судов и размывала речные берега.
Еще во второй половине XIX столетия корабелы всерьез задумались о том, как достичь высокой скорости хода не в ущерб комфорту морских путешествий. Именно тогда были сделаны первые попытки приподнять корпус судна над водой, изолировав его от ударов волн.
Тем самым исключалось тормозящее действие воды, и судно, способное развить сказочную (до 100 узлов) скорость, не было подвержено качке. Два новых типа судов - на воздушной подушке (СВП) и подводных крыльях (СПК) - стали вариантами технической реализации этой идеи.
Пассажирское речное СВП «Заря», СССР
Первым в мире удачным воплощением проекта СВП стал торпедный катер на воздушной подушке со скегами (бортовыми стенками), построенный в 1916 г. австрийским инженером фои Томамхулом. Необычное судно, оснащенное гребными винтами, могло развить огромную по тем временам скорость - 40 узлов. Высота воздушной прослойки, которую создавал центробежный вентилятор, была весьма незначительной, и при ходе катера даже на небольшом волнении его днище касалось воды.
Но вслед за первыми успехами последовали долгие годы ожидания. Дорогостоящие проекты СВП за неимением финансирования пылились на полке. Но кое-какие нз них все-таки были доведены до победного конца.
В 1930 г. американец Дуглас Кент Уорнер включил од ну из своих спортивных лодок со снегами в состав участников знаменитых Миддлтонских гонок. Приблизительно в то же время австралиец А. В. Олкок трудился над целой серией действующих моделей СВП. Идея строительства судов на воздушной подушке захватила и советских инженеров.
В 1935 г. на Плещеевом озере под Переслав- лем-Залесским прошел испытания первый советский 1,5-тонный катер на воздушной подушке «Л-1», положивший начало серии однотипных судов, которые строились в предвоенные годы под руководством профессора В. И. Левкова. На катере-катамаране с бортовыми скегами установили три авиационных двигателя «М-11» мощностью по 110 л. с.
Два из них работали на вентиляторы, нагнетавшие воздух под днище для образования воздушной подушки. Третий мотор, установленный в корме судна, заставлял вращаться воздушный винт. Судно управлялось при помощи хвостового оперения и поворотных жалюзи, расположенных под вентиляторами.
За «Л-1» последовали другие катера. На испытаниях 1937 г. в водах Финского залива катер «Л-5» показал рекордную скорость - 73 узла. При всем том катера Левкова имели один, но весьма существенный недостаток - плохую мореходность. Уже при 4-балльном волнении им угрожали поломка жалюзи и выход из строя вентиляторов.
Настоящее признание к судам на воздушной подушке пришло только в 1959 г. - после того, как в мировой прессе появилось сообщение о разработках англичанина Кокерелла.
В системе Кристофера Кокерелла использовалась струя воздуха, который поступал через воздуховод по периметру судна. Воздух перемещался через сопла вниз и внутрь, под корпус, что с одной стороны, обеспечивало постоянную воздушную завесу, а с другой - сводило к минимуму утечку воздуха и еще выше поднимало судно над водой. Первой отважилась реализовать проект Кокерелла фирма «Саундерс-Рое лимитед».
Жарким летом 1959 г. на глазах очевидцев построенное его СВП с серийным номером SR № 1 пересекло Ла-Манш и остановилось в Дуврской гавани. Просто фантастика! Амфибийное судно, по внешнему виду напоминавшее катушку ниток, долго парило над водой, а затем и над пляжем.
Но изобретение Кокерелла осталось бы не более чем интересной игрушкой, если бы в 1958 г. другой изобретатель - К. X. Латимер- Нндхэм - не пришел к выводу, что для хода СВП при волнении необходима «юбка», или гибкое ограждение, которое могло бы удерживать воздушную подушку и позволило бы судну преодолевать препятствия.
Первое гибкое ограждение состояло просто из двух полотнищ, через зазор между которыми подушка наполнялась воздухом. При встрече судна с волнами, камнями или выступами гибкое ограждение отклонялось, после чего опять принимало прежнюю форму под действием воздуха, поступающего в зону подушки,
В 1968 г. англичане построили SR № 4 - серию транспортно-пассажирских 254-местных СВП с гибким ограждением. В последующее десятилетие производство пассажирских судов на воздушной подушке освоили многие кораблестроительные фирмы в Англии, Японии, Франции, Швеции и США. В Советском Союзе тоже приступили к серийному строительству СВП - на Сормовском и Ленинградском Адмиралтейском заводах.
Мореплавание стало не единственной «работой» судов на воздушной подушке. Получив ряд усовершенствований, они стали незаменимыми па мелководных реках Дальнего Востока, в полярных районах Аляски, Канады и России, зимой скованных льдом, а летом превращающихся в тонкие болота. Корабль-амфибия, легко переходящий с водной глади на болотистую тундру или лсд и без снижения скорости пересекающий арктическую пустыню, для того чтобы затем снова выйти в океан, совершил на стоящую революцию в транспортной технике.
Иногда судам на воздушной подушке приходилось выполнять и неординарную работу. Пожалуй, самым своеобразным нолем деятельности могли похвастаться два австралийских судна «Скимэр» компании «Тейлоркрафт». В начале 1980-х гг. ее директор Л. Эндрюс заявил, что эти трехместные машины со стеклопластиковым корпусом - единственные в мире СВП, предназначенные для того, чтобы сгонять скот с пастбищ на бойни.
Наряду с грузовыми и пассажирскими СВП появились, что естественно, и боевые корабли этого типа. Еще в начале 1950-х гг. возникла идея создания военного судна на воздушной подушке - быстрого и компактного.
По своим тактико-техническим характеристикам «парящий » над водой 75-тонный корабль, вооруженный ракетами, мог успешно конкурировать с обычным боевым кораблем водоизмещением 2000-3000 т, который не только уступал ему в скорости, но и являлся гораздо лучшей мишенью для торпед противника. Для военных СВП не нужны были глубоководные порты, сухие доки и другие дорогостоящие сооружения, без которых не смогла бы обойтись обычная флотилия.
Впервые со времен Второй мировой войны у надводного СВП размером с эсминец появилось преимущество в скорости перед субмаринами, которое грех было не использовать, оснастив корабль современными радиолокаторами и противолодочным оружием.
Опытный десантно-штурмовой 160-тонный катер JEFF, США
Первый десаитно-штурмовой 150-тонный катер на воздушной подушке, спущенный на воду фирмами «Белл аэроспейс» и «Эйроджет дженерал», только разжег аппетит у командования американских ВМС, и в начале 70-х гг. Соединенные Штаты поставили перед собой еще более глобальную задачу - построить 2000-3000-тоиное судно со снегами (программа SES).
Первым этапом этой программы стал спуск на воду двух опытных 100-тонных СВП в 1/20 натуральной величины: SES-100А производства «Эйроджет дженерал» и SES-100В фирмы «Белл аэроспейс».
Оба судна смогли достичь скорости 70 узлов на волне высотой до 70 см. На модели SES-100А движителем служил водомет, а на втором судне решили использовать полуногруженные суперкавитирующие гребные винты, успешно прошедшие испытания при волне свыше 2,5 м. В 1976 г. общие расходы но программе SES превысили 300 мли долларов, но уже через два года Штаты неожиданно заявили о прекращении программы.
Главной причиной, очевидно, стала оказавшаяся не по силам дороговизна новой техники, хотя чины ВМС США и предпочли сослаться на ненадежность ряда систем и ограниченную дальность плавания.
Американские десантные катера заметно отличались от СВП других типов. Так, большую часть грузовой палубы 147-топных катеров JEFF 1975 г. выпуска занимала открытая площадка.
По ее бортам находились узкие и низкие надстройки, в которых размещалась ходовая рубка, машинные отделения и помещения для экипажа. В каждой из бортовых надстроек имелось по три газовых турбины, благодаря которым катер с максимальной нагрузкой 67 т развивал скорость 50 узлов при дальности хода 200 миль. Управлялся катер с помощью аэродинамических рулей в носовой части корпуса. Поперечные и продольные переборки разделяли корпус судна на 20 водонепроницаемых отсеков.
В 1967 г. Великобритания начала строить свои патрульные катера серии «Винчестер». Это были первые английские СВП, на которых вместо гребных применили воздушные винты. Через пять лет англичане спустили па воду корабли на воздушной подушке типа «Веллингтон» - и система береговой обороны полпостью изменилась. Ушла в прошлое тактика постоянного патрулирования в открытом море.
Теперь корабли на воздушной подушке несли боевое дежурство на берегу, почти незаметные среди прибрежных дюн. По сигналу с командного пункта судна-матки - плавучей базы, оснащенной радиолокаторами для раннего обнаружения противника, они быстро и неожиданно устремлялись на перехват нарушителя.
Катера серии «Веллингтон» используются еще и как противолодочные корабли, а также в качестве минных тральщиков. Поэтому вооружение «Веллингтона» может быть различным. Как правило, оно состоит из двух ракет «Экзосет», размещенных в контейнерах в средней части палубы, или одной 76-мм артустановки, которая находится в носовой оконечности катера.
Основанием корпуса и грузовой палубой служит прочная платформа, выполненная из стойкого к коррозии алюминиевого сплава. В конструкции надстройки, которая вмещает до 170 вооруженных солдат, использован стеклопластик. Катер уверенно держится на плаву при 4-балльном волнении.
Судно способно развить скорость до 65 узлов. На некоторых катерах грузовое отделение разделено продольными переборками на три отсека: два бортовых, в которых находятся 60-90 десантников, и центральный - для самоходной гусеничной и колесной техники (максимум шесть 105-мм гаубиц или же три транспортера).
СВП береговой охраны «SR № 6». Великобритания
Один из наиболее удачных опытов практического применения боевых катеров на воздушной подушке принадлежит Ирану. В 1969 г. иранский императорский флот, располагавший несколькими такими судами, захватил три стратегически важных острова в Персидском заливе, утвердив свой военный контроль над проливом Хормез. Катера подобного типа отлично зарекомендовали себя и в операциях против контрабандистов.
В том же 1969 г. министерство финансов Индии зафрахтовало одни из катеров SR № 6 для пресечения контрабанды золота, которое доставляли на быстроходных лодках с Аравийского побережья.
За несколько недель судно на воздушной подушке успело перехватить около 300 лодок с нелегальным грузом. Во время одной из таких операций индийские таможенники конфисковали золота на сумму около 200 000 фунтов стерлингов, что надолго отбило охоту у контрабандистов заплывать в пограничные воды Индии с неправедными намерениями.
Для освоения природных ресурсов отдаленных районов нашей страны требуются транспортные средства повышенной проходимости, обладающие свойством амфибийности, то есть способностью переходить с воды на сушу и обратно. Однако практика показала, что в ряде труднодоступных и климатически суровых районов, характеризующихся большим количеством рек, озер и болот, использование гусеничных или колесных вездеходов крайне затруднено, а подчас и невозможно.
Это связано с тем, что здесь особенно сильно проявляются держащие свойства грунта. Известно, что на каждый квадратный метр поверхности корпуса машины, контактирующей с грунтом, налипает от 300 кг влажных песков до 4000 кг туго пластичных глин. Кроме того, из-за присасывания к грунту во время длительной стоянки или вынужденной остановки машина лишается возможности двигаться.
В зимних условиях движение затруднено тем, что вне дорог мала несущая способность снежного покрова. По льду рек и озер особенно сложно перемещаться в периоды ледостава, таяния и разрушения льда, когда даже плавающая техника не может преодолевать его сопротивление.
Следует также отметить, что в последнее время существенно возросли требования к экологичности транспорта, в частности, введены ограничения на степень разрушения им верхних слоев почвы.
С учетом всех перечисленных факторов наиболее целесообразным считают использование транспортных средств на воздушной подушке, у которых давление на грунт не превышает 2- 5 кПа, что существенно ниже, чем у гусеничных транспортеров-снегоболотоходов (17-24 кПа). Благодаря этому они обладают лучшей проходимостью и не разрушают поверхностный слой почвы.
Практическое применение катеров и судов на воздушной подушке в нашей стране было начато с 1935 г. Группой под руководством конструктора и ученого В. Левкова был проведен ряд исследований. За период до 1941 г. они создали и опробовали 15 аппаратов на воздушных подушках массой от 2,25 до 14,7 т. Например, в 1937 г. дюралевый катер на воздушной подушке Л-5 в ходе испытаний развил скорость 137 км/ч. Уже на раннем этапе развития судов на воздушной подушке была выявлена их уникальная способность двигаться над водой, болотом, песчаными перекатами, льдом залива и равнинной местностью.
В ходе эксплуатации судов и катеров на воздушной подушке накапливался опыт, стала определяться их специализация. Если раньше они использовались преимущественно на воде или в качестве амфибий, то теперь появились их наземные варианты - самоходные и буксируемые с помощью тягача, а также платформы на воздушной подушке, предназначенные для перевозки различных грузов в труднодоступных районах. Однако основным, магистральным направлением развития транспортных средств на воздушной подушке является создание судов и катеров, в наибольшей степени отвечающих потребностям народного хозяйства.
Воздушная подушка представляет собой полость под корпусом транспортного средства, в которую непрерывно нагнетается воздух под давлением более высоким, чем атмосферное Ее границы образованы твердыми или мягкими стенками, а также их комбинацией. Твердые стенки воздушной подушки судна принято называть скегами, а мягкие - гибким ограждением.
Устойчивость воздушной подушки обеспечивается за счет истечения воздуха, выходящего через узкий зазор между нижней кромкой стенок ограждения и опорной поверхностью. Струи воздуха вместе с податливым ограждением обеспечивают равномерное отслеживание неровностей грунта и взволнованной водной поверхности. Аппараты с бортовыми скегами, но с носовыми и кормовыми гибкими секциями стали называть скеговыми, а имеющие гибкое ограждение по всему периметру воздушной подушки - амфибийными катерами на воздушной подушке.
Суда на воздушной подушке - видео
Гибкое ограждение изготавливают из различных сортов химического волокна, образующего сетчатую тканевую основу, покрытую резиноподобными полимерами - типа неопрена, полиуретана, с добавками натуральных каучуков. Добавки способствуют сохранению эластичности материала даже при значительном понижении температуры воздуха (до -40-50 °С).
На практике хорошо зарекомендовало себя двухъярусное гибкое ограждение, состоящее из баллона-ресивера (верхний ярус) и набора съемных элементов в виде примыкающих друг к другу сегментов (нижний ярус). Воздух поступает из нагнетателя в ресивер, а из него через систему отверстий в полость воздушной подушки, ограниченную съемными элементами. В ресивере создается более высокое давление, чем в воздушной подушке, благодаря этому он выполняет формообразующую и амортизирующую роль при восприятии динамических нагрузок. Съемные элементы, раздвигаясь, «обтекают» сосредоточенные препятствия, при этом сохраняется заданный воздушный зазор. Это позволяет преодолевать пни, валуны и кочки высотой 0,5-0,8 м, что весьма затруднительно для гусеничных машин.
Увеличению остойчивости подобных транспортных средств способствует разделение полости воздушной подушки на отдельные отсеки (камеры) продольными и поперечными килями. Таким образом предотвращается возможность наиболее опасной аварии - опрокидывания вследствие подлома и затягивания гибкого ограждения под корпус. Энергозатраты на образование воздушной подушки, а также неизбежные потери части полезного объема под устройство каналов, подводящих воздух к ресиверу от нагнетателей, компенсируют, как правило, за счет повышения эффективности движителей.
Суда-амфибии на воздушной подушке
В амфибийных судах на воздушной подушке чаще используют движитель аэродинамического типа, например, воздушный винт. Его размещают в кольцевой насадке, что способствует увеличению сечения отбрасываемой воздушной струи по сравнению с открытым винтом. В результате чего увеличивается тяга и снижается шум при работе.
Другим способом, позволяющим увеличить тяговые характеристики судов на воздушной подушке, является применение, противоположно вращающихся винтов, которые располагают попарно. Стремление сохранить величину тяги воздушных винтов и при этом уменьшить их диаметр привело к созданию вентиляторных движителей. Они имеют увеличенные число лопастей и длину кольцевой насадки. Движители такого типа по конструкции максимально близки к осевым нагнетателям.
К аэродинамическим движителям относят также и воздушно-сопловые, в которых источником тяги является струя воздуха, истекающая через сопло из полости воздушной подушки или из выходного канала нагнетателя. Сопловой движитель судна на воздушной подушке прост по конструкции, однако его кпд в 2 раза ниже, чем у винтового. Поэтому в качестве маршевого движителя, как правило, применяют воздушный винт. Сопловой же в основном используют в качестве подруливающего устройства, обеспечивающего выполнение маневров на малых скоростях.
Большей эффективности подъемной силы воздушной подушки стремятся достигнуть снижением массы корпуса судна. Поэтому для его изготовления используют детали из легких алюминиевых сплавов, которые соединяют заклепками или сваркой. Надстройки и рубки скоростных аппаратов часто делают из стеклопластика.
При выборе двигателей для катеров и судов предпочтение отдают, как правило, автомобильным (карбюраторным или дизельным) с воздушным охлаждением. Для распределения мощности на валы нагнетателей и движителей, которые, как правило, располагаются на различных уровнях, применяют плоскозубчатые ременные передачи.
Уменьшение массы наряду с использованием благоприятных аэродинамических форм и совершенных двигателей позволяет транспортным средствам на воздушной подушке на скоростях, превышающих 50 км/ч, успешно конкурировать не только с быстроходными водоизмещающими судами, но и с глиссерами и судами на подводных крыльях.
Рассматривая амфибийные качества подобных судов, следует достаточно критично оценить распространенное представление о них как о неограниченно всепогодном, вездеходном и всесезонном транспортном средстве. Необходимо помнить, что отсутствие контакта с опорной поверхностью кроме преимуществ порождает и некоторые проблемы. Становится, например, сложно преодолевать подъемы, избегать бокового сноса и ветрового дрейфа.
Этапы развития судов на воздушной подушке в России
В нашей стране развитие транспортных средств на воздушной подушке прошло несколько этапов. Так, на заводе «Красное Сормово» в Горьком вначале был построен экспериментальный 5-местный катер «Радуга» массой 3,3 т с авиационным поршневым двигателем мощностью 162 кВт (220 л. с). Он имел жесткосопловую схему образования воздушной подушки, его скорость достигала 110 км/ч. Позднее катер был оборудован различными типами гибкого ограждения и продемонстрировал удовлетворительные амфибийные качества в летнее и зимнее время, мог преодолевать уклоны до 10°, переходить через поля плавающих бревен.
Несколько позднее было разработано и испытано судно на воздушной подушке «Сормович» пассажировместимостью 50 человек. В качестве двигателя на нем применялась авиационная турбина мощностью 1700 кВт (2300 л. с). Корпус судна был изготовлен из алюминиевого сплава. При массе 36,4 т машина развила скорость 100 км/ч. В ходе испытаний на аварийное торможение было установлено, что перегрузочные ускорения при отключении главного двигателя на скорости 50-70 км/ч составляют 0,2-0,5 g, что обусловило возможность эксплуатации судна с этими скоростями на мелководье. В конце испытаний «Сормович» совершил пробную перевозку пассажиров по линии протяженностью 274 км. В зимнюю навигацию была доказана возможность его перемещения над ледовым полем толщиной 35-40 см с отдельными торосами высотой 40-50 см и снежным покровом глубиной до полуметра.
Затем конструкторы вернулись к созданию новых вариантов катера «Радуга». Было построено судно на воздушных подушках «Радуга-3», предназначенное для перевозки сменных вахт бурильщиков в районе Сургутского нефтегазоместорождения. Этот 10-местный катер с дизельным двигателем мощностью 220 кВт (298 л. с.) и скоростью 70 км/ч изготовлен из легкого сплава и имеет массу 3,7 т. Нагнетатель типа осевого вентилятора выполняет две функции: создает воздушную подушку и обеспечивает движение.
В Центральном конструкторском бюро «Нептун» был глубоко проанализирован весь существующий опыт создания средств на воздушной подушке, основанный на использовании преимущественно авиационной техники. В результате установили, что из-за относительно высокой строительной стоимости и больших эксплуатационных затрат коммерческая эксплуатация таких судов убыточна.
С учетом этих факторов сформулировали основные направления дальнейшей деятельности: разработка сварного корпуса, использование дизельной энергетической установки, применение воздушных винтов с упрощенным приводом в направляющих насадках через плоскозубчатые ременные передачи. К научной и экспериментальной проработке проектов были привлечены специалисты ЦНИИ имени академика А. Н. Крылова.
Катер на воздушной подушке «Барс»
Первым изготовили малый катер на воздушной подушке «Барс», который сразу нашел применение в народном хозяйстве, хотя упомянутые технические решения были реализованы на нем еще не в полной мере. К настоящему времени несколько десятков этих 8-местных аппаратов, оснащенных авиационными двигателями мощностью 176 кВт (230 л. с), несут почтовую службу в системе Минсвязи РСФСР, выполняют поисково-спасательные функции, а также успешно используются в качестве патрульных судов в системе МВД СССР. Эксплуатируются они в труднодоступных местах, включая мелководные соленые озера, участки засушливых степей, песчаные отмели, зоны лесосплава, как в летних, так и в зимних условиях. Как показала практика, эти катеры оказались значительно эффективней применявшихся ранее серийных аэросаней-амфибий. При массе 2,2 т максимальная скорость «Барса» 80 км/ч.
Катер на воздушной подушке типа «Гепард» имеет корпус из алюминиевых сплавов марок АМг5 и АМг61. На нем установлены два воздушных винта в кольцевых насадках. Благодаря специальной профилировке лопастей уменьшилась частота вращения винтов и снизился уровень шума при их работе. На входной кромке лопастей, выполненных из упрочненного стеклопластика, предусмотрена защитная накладка из нержавеющей стали.
Воздушная подушка образуется за счет подачи воздуха от центробежного нагнетателя, рабочее колесо которого снабжено стеклопластиковыми профилированными лопатками. Крутящий момент от автомобильного двигателя ЗМЗ-53 мощностью 88 кВт (120 л. с.) передается к нагнетателю с помощью карданных валов и плоскозубчатых ременных передач. Предусмотрена возможность отключения трансмиссии от двигателя, что облегчает его запуск при низких температурах. Для выдерживания курса, а также для управления дифферентом катера за кольцевыми насадками установлены вертикальные и горизонтальные аэродинамические рули.
Рубка имеет теплоизоляционное покрытие и снабжена системой воздушного обогрева. С помощью блоков плавучести, расположенных под навесными секциями, обеспечивается удержание судна на плаву при затоплении любого отсека. Это 4-местное малое судно массой 1,8 т развивает на воде скорость 60 км/ч, а на твердой ровной поверхности 70 км/ч и используется спасательными службами, водной милицией, различными административными подразделениями природных заказников, почтовыми службами, лесозаготовительными, нефтегазовыми и энергетическими предприятиями, крупными охотничьими хозяйствами Сибири. Серийное производство «Гепардов» было освоено на Свирской судоверфи.
18-местный пассажирский катер на воздушной подушке «Пума» оснащен двумя бензиновыми двигателями ЗМЗ-53. Одной из его модификаций является реанимационный катер скорой медицинской помощи, который может служить плавучей операционной. Он способен достигать самые отдаленные и труднодоступные пункты речных бассейнов.
Скорость катера, несмотря на увеличение его массы до 5,7 т, ос
талась такой же, как у «Гепарда». Каждый из двух двигателей приводит в действие спаренный центробежный нагнетатель и воздушный винт в кольцевой насадке. Возможно перемещение судна при" работе одного двигателя. В остальном конструктивные решения повторяют принятые ранее на «Гепарде».
Катер на воздушной подушке «Пума» в медицинском варианте была испытана в районах Томской области, где преодолела 400 км по торосистому льду с высотой препятствий до 0,6 м, то есть равных высоте гибкого ограждения. Пассажирский вариант катера прошел испытания на шельфе Северного Каспия, осуществив самостоятельный переход в этот район от Волгограда. Установлено, что зимой амфибийным катерам на воздушной подушке-требуется мощность главных двигателей" на 20- 30% меньше, чем летом при скорости на 5-10 км-выше.
Последней разработкой ЦКБ «Нептун» стало судно на воздушной подушке типа «Ирбис», которое имеет следующие характеристики: число мест в морском варианте вместе с экипажем 30, в речном варианте 34, масса 10,7 т, максимальная скорость хода 57 км/ч, мощность двух дизелей 280 кВт (380 л. с).
В этом судне получили развитие многие конструкторские решения, которые ранее были применены при создании «Пумы». Главным отличием является то, что «Ирбис» имеет дизельный двигатель с воздушным охлаждением вместо бензинового. Это позволило сделать судно более экономичным. Глубоко были проработаны вопросы повышения прочности корпуса. В результате обеспечена возможность движения в прибрежных морских районах с высотой волны до 1,25 м.
В ходе испытаний головного судна были осуществлены переходы по маршрутам Москва-Ленинград и Москва- Северный Каспий (около 15 тыс. км). Мореходные испытания состоялись в Финском заливе. При этом была выполнена серия измерений напряженного состояния конструкций судна при движении на волнении. По результатам испытаний судно типа «Ирбис» рекомендовано использовать при температурах окружающего воздуха от -30 "С до +40 °С на засоренных и порожистых участках рек с сильным течением, в зарослях камыша и на болотах, ледяных и заснеженных поверхностях, плавающем льду.
При сравнении судна на воздушной подушке «Ирбис» с гусеничными плавающими машинами ГТ-Т и К-61, а также с американским судном на воздушной подушке «Хаски» 2500ТД (все имеют дизельные силовые установки) по затратам на топливо для перевозки 1 т груза на 1 км было выявлено его преимущество перед всеми амфибиями в режимах движения по воде. Сопоставимые данные для суши (вернее, для ровного твердого экрана) имеются только по группе транспортных средств с бензиновыми двигателями. Из их анализа следует, что катер на воздушной подушке «Пума» сохраняет свое преимущество перед автомобилем-амфибией БАВ, если водная часть пути составляет не менее 63% его общей протяженности.
В настоящее время накопленный опыт проектирования, постройки и эксплуатации скоростных катеров и судов на воздушной подушке подтверждает способность отечественного судостроения поставлять народному хозяйству целый набор таких катеров и судов, а также возможность создания в перспективе транспортных средств, в большей степени ориентированных на озерно-морскую эксплуатацию и имеющих пассажировместимость 100 человек и более.
Компания «Ховеркрафт» передала заказчику грузо-пассажирское СВП, построенное под наблюдением Речного регистра по классу маломерное категории *3.
Назначение. Грузо-пассажирское амфибийное судно на воздушной подушке типа «Нептун 23ГрПасМл» предназначено для перевозки груза в количестве не более 1700 кг или пассажиров в количестве 6 человек и груза не более 1250 кг.
Допустимые районы эксплуатации. Судно может эксплуатироваться в прибрежных морских районах и внутренних водных бассейнах. Ограничения при эксплуатации — высота волны 1% обеспеченности до 1,2м, удаление от места убежища не более 11 км (6 миль). Местом убежища, является любой участок суши, залив, судно на рейде, где может судно спрятаться от непогоды.
Период эксплуатации. Судно может эксплуатироваться круглогодично. Вид поверхности: — по водной поверхности без ограничения по глубине;- по мелководью, в том числе при нулевой глубине и отмелям; - по замерзшей и заснеженной поверхности водоемов, при отсутствии по пути следования торосов высотой, превышающих высоту воздушной подушки; - по ледяной шуге и плавающему льду; - по обводненной болотистой поверхности и в редких зарослях камыша с высотой не препятствующей обзору для вождения.Допускается выход и движение судна на не затесненных участках ровного берега. При движении по льду или заснеженной поверхности водоемов ограничение от места убежища не предусматривается.
Температурные условия. Эксплуатация разрешается при температуре наружного воздуха от минус 40º С до плюс 40ºС.
Ограничения по ветру. Скорость ветра ограничена до 12 м/с.
Ограничения по времени суток. Судно может эксплуатироваться как в светлое, так и в темное время суток. При эксплуатации в темное время суток устанавливается дополнительное освещение (фары-прожекторы дальнего света).
Архитектурно-конструктивный тип. СВП амфибийного типа с двухъярусным гибким ограждением по всему периметру, раздельным подъемно-движительным комплексом с двумя сдвоенными центробежными нагнетателями и двумя воздушными винтами изменяемого шага в аэродинамических насадках, с кормовым расположением моторного отсека, с упрощенными формами корпуса, с пятью водонепроницаемыми переборками.
Нормы и Правила. Ховеркрафт разработан на соответствие требованиям «Руководства по классификации и освидетельствованию маломерных судов» Р.044-2016 Российского Речного Регистра и «Технического регламента о безопасности объектов внутреннего водного транспорта» Постановление Правительства РФ от 12.08.2010 N 623 (ред. от 30.04.2015).
Главные размерения:
Состав полезной нагрузки при перевозке груза и пассажиров:
Расход топлива. Расход топлива при движении по тихой воде с эксплуатационной нагрузкой со скоростью 40-45 км/ч составляет около 30 л/ч. Удельный расход при этих условиях составляет 0,6-0,8 л/км.
Расположение груза. Груз устанавливается на палубу. Палуба расположена между салоном и отсеком топливных баков. Палуба имеет размеры; длина 4,0м, ширина 2,0м. Предусматривается возможность закрытия палубы тентом. На палубе предусмотрены скобы для крепления груза. Палуба имеет противоскользящую поверхность.Предусмотрена возможность увеличения ширины грузовой площадки на навесные секции. Общая площадь палубы составит 4×4кв.м. В районе палубы на навесных секциях устанавливается съемное леерное ограждение.
Скорость хода. Ховеркрафт со средней, эксплуатационной нагрузкой имеет в безветренную штилевую погоду: скорость максимальная по воде — 65 км/ч скорость максимальная на ледяной поверхности 75 км/ч Эксплуатационная скорость хода. Эксплуатационная скорость хода на воде 40-45 км/ч, на заснеженной плотной поверхности 50-60 км/ч.
Амфибийные качества. Амфибийные качества ховеркрафта обеспечиваются отрывом корпуса от экрана за счёт, удержания под корпусом гибким ограждением воздушной подушки. Высота подъема зависит от оборотов нагнетателей (двигателей), нагрузки и угла ходового дифферента. Максимально достижимая высота воздушной подушки около 0,75 м. Высота воздушной подушки замеряется от опорной твердой поверхности до днища корпуса.
Гибкое ограждение. Для формирования воздушной подушки на судне по всему периметру предусматривается гибкое ограждение. Гибкое ограждение двухъярусное, состоящее из верхнего яруса — ресивера и нижнего яруса — съемных элементов. В гибком ограждении предусматривается внутренний контур, состоящий из продольного и поперечных надувных килей. Материал гибкого ограждения — прорезиненная ткань на основе капронового текстиля.
Корпус. Общие сведения. В качестве материала основного корпуса, набора, фундаментов принимается листовой и профильный прокат из алюминиевых сплавов. Листовой прокат применяется марки Амг5М, ГОСТ 21631-76. Профильный прокат марки Амг6М или Д16Т по ГОСТ 8617-75.
Рубка. Обшие сведения. Рубка выполнена из стеклопластика и имеет аэродинамически обтекаемую форму. Рубка выполнена трехслойной конструкции, средний слой которой является изоляцией. Наружный слой выполнен — из стеклопластика на основе полиэфирной смолы с армирующим материалом из стеклоткани. Средний слой — из плиточного пенопласта. Внутренний слой выполнен — из стеклопластика, оклеенного зашивкой — ворсовой тканью.
Главные двигатели. Предусматривается в качестве главных двигателей устанавливать два автомобильных дизеля производства Cummins, марки ISF2,8 — четырехцилиндровые с рядным вертикальным расположением цилиндров, с турбонаддувом, с промежуточным охлаждением надувочного воздуха, с распределенным впрыском топлива «Common Rail». Максимальные допустимые обороты 3200 об/мин. Основные характеристики каждого двигателя: мощность максимальная, кВт (л. с.) — 110 (149,6); число цилиндров, шт. — 4; объем цилиндров, л — 2,8.
Топливная система. Топливная система состоит из двух топливных баков, вместимостью 200 л каждый.
Трансмиссия. На ховеркрафте установлены два силовых блока, обеспечивающих раздачу мощности двигателя на нагнетатель и на винт. В состав силового блока входят плоскозубчатые приводные ремни, шкивы с валами, установленными в подшипниках. На ховеркрафте предусматриваются две независимые трансмиссии левого и правого бортов, каждая из которых по своему борту передает крутящий момент от силового блока к воздушному винту и нагнетателю.В состав трансмиссий входят карданные передачи.
Движители. В качестве движителей на ховеркрафте предусматриваются два воздушных винта изменяемого шага в аэродинамических неповоротных насадках. Опорный узел винта изменяемого шага и механизм реверса размещены в пилонах каждой насадки. Материал лопастей винта — стеклопластик с покрытием арамидной тканью (кевлар). Угол поворота лопастей винта узменяется электрическими педалями и контролируется указателями поворота, установленными в пульте управления.
Нагнетатели воздушной подушки. В качестве нагнетателей воздушной подушки предусматриваются два сдвоенных центробежных нагнетателя. Нагнетатели воздушной подушки работают раздельно, каждый на свой борт. Нагнетатели установлены на валах, опирающихся с двух сторон на самоустанавливающиеся подшипники. Материал нагнетателей — стеклопластик с добавлением угле и арамидной тканей (карбон и кевлар).
Транспортировка. Предусмотрена транспортировка автомобильным транспортом без ограничений в габарите 2,5м. Предусмотрена отправка судна в 40HC контейнере. При этом производится демонтаж бортовых навесных секций, насадок с навешанными на них рулями и пилонов пропеллера. Демонтированные изделия отправляются отдельно в 40-ка футовом контейнере или автотранспортом.
С точки зрения науки судно на воздушной подушке - вовсе не судно, а воздушная подушка, которая может еще и двигаться. На отдыхе она плывет по воде, но в работе передвигается по воздуху на прослойке толщиной 5 футов.
И лишь гибкая резиновая завеса подушки касается поверхности воды. А внутри завесы мощное нагнетающее воздух устройство дует на поверхность воды, образуя подушку. В это же время воздушные винты, установленные на палубе, толкают корабль вперед. Газотурбинные двигатели обеспечивают работу и дутьевого устройства, и воздушных винтов.
Суда на воздушной подушке могут двигаться и по суше, но чаще всего они используются как паромы. И достигают скорости около 75 миль в час, что вдвое больше скорости самых быстроходных кораблей. Однако такие суда на воздушной подушке недостаточно устойчивы, чтобы выходить на штормующие моря или ветра.
Преодолевая водные пространства по воздуху
Втянутый воздух с помощью дутьевого устройства давит на воду, попав внутрь гибкой завесы.
Подушка из сжатого воздуха приподнимает судно над водой. Воды касается лишь край гибкой завесы.
Обратная тяга, создаваемая кормовыми воздушными винтами, переходит (по принципу реактивного движения) в движение самого судна вперед.
Такое судно на воздушной подушке перевозит пассажиров. Более крупные модели используются как паромы для автомашин и тяжелых грузов.
Остановка и разворот судна на воздушной подушке
Для выполнения быстрых либо трудных маневров из корпуса судна вниз выдвигается пара удлинителей, названных гидротягами.
Как поворачивает судна на воздушной подушке
В движении судно разворачивается с помощью рулей. Повернув их влево, судно отворачивает к левому борту, то есть поворачивает налево.
Если надо дать право руля, то это выполняют с помощью поворота рулей направо
Боковые движители нужны для того, чтобы прекратить боковой снос судна. Кроме того, если работает движитель с правого борта, судно отворачивает нос к левому борту.