Обзор и анализ методик расчета машин на воздушной подушке

В настоящее время проектируют и строят аппараты на воздушной подушкесамых разнообразных форм и конструкций. Применяют и различные способы создания воздушной подушки. Однако при всем их многообразии можно усмотреть и общие признаки. Так, по способу образования воздушной подушки известные аппараты условно можно разделить на четыре основных вида, выполненных по схемам камерной, проточной, сопловой и по схеме с вакуумной камерой.

Камерная схема

Существенным преимуществом аппаратов при такой схеме образования воздушной подушки является относительная простота их исполнения. Куполообразная камера обычно образуется несущей платформой аппарата и выступающими вниз бортовыми стенками. Воздух поступает в камеру непосредственно из вентилятора без применения воздухораспределяющих каналов и сопел.

Недостаток этих аппаратов – с увеличением высоты подъёма над опорной поверхностью весьма быстро теряют статическую устойчивость, необходимость установки вентиляторов относительно большой производительности и больших габаритных размеров при соответственно повышенной затрате мощности, поскольку с увеличением высоты подъема аппарата над опорной поверхностью быстро возрастает расход воздуха для создания воздушной подушки. Применение аппаратов, выполненных по этой схеме, становится целесообразным лишь при весьма малых высотах подъема над опорной поверхностью.

Проточная схема

Преимуществом аппарата, выполненного по такой схеме, является возможность одним движителем (вентилятором) обеспечить и подъем аппарата, и его движение. Это позволяет снизить до минимума импульсное сопротивление движению аппарата, связанное с преодолением сил инерции засасываемого в аппарат неподвижного наружного воздуха. Кроме того, в аппаратах, выполненных по этой схеме, представляется возможным профилированием канала осуществить ускоренное движение потока на пути от вентилятора до выходного отверстия канала и этим заметно уменьшить потери давления на расширение потока, неизбежные почти при всех других схемах образования воздушной подушки.

Аппараты, выполненные по этой схеме, обладают повышенной проходимостью, поскольку представляется возможным в носовой части ею корпуса сделать открытый проем для пропуска под аппаратом относительно крупных неровностей опорной поверхности, в том числе и волн, при движении аппарата по воде.

Недостатком этих аппаратов является смещение точки приложения равнодействующей сил давления на их донную часть в зависимости от положения регулировочной заслонки в выходном отверстии канала и изменения режима работы вентилятора и, как следствие, трудность обеспечения устойчивости движения аппарата и его управляемости.

Схема с вакуумной камерой

Этот способ имеет существенные преимущества перед способами, основанными на поддержании под днищем аппарата избыточного давления, и может 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.

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.

Еще о транспорте:

Определение показателей использования поездных локомотивов
Исходные данные: Задан участок обращения поездных локомотивов, который ограничен основным и оборотным депо. В его пределах имеется один пункт смены локомотивных бригад. Длина участка обращения , км 380 Средняя участковая скорость , км/ч 46 Время нахождения локомотива на станции, ч: основного депо 2 ...

Историческое развитие кораблестроения
С незапамятных времен люди использовали водные просторы - реки, озера, море – сперва как охотничьи угодья, а затем как удобные дороги для переезда и перевозки грузов. Первые примитивные суда появились за долго до колесной повозки. Человек вышел в море на самой заре своего становления. Мифология ста ...

Технология получения спиртового топлива
автомобиль дизельный топливо тормозной Одним из перспективных путей экономии топлива для автомобильных двигателей и снижения выбросов отработавших газов в атмосферу является частичная или полная замена традиционных топлив другими, не нефтяного происхождения. Наиболее интенсивно ведутся исследования ...