Транспортные средства на воздушной подушке доклад

Обновлено: 19.05.2024

Возможности любого водоплавающего средства передвижения ограничены. Осадка не дает подойти к берегу, приходится строить портовые сооружения, как минимум – пристани. Зимний лед полностью лишает обычные суда способности передвигаться, в рейс выходят только ледоколы. Сильный шторм заставляет прятаться в бухтах, но и там корабль может выбросить на камни. А возможно ли построить судно, которому не нужны причалы? И оно могло передвигаться по льду и посуху, словно по морю?

История судов на воздушной подушке

Считается, что идею подобного транспортного средства предложил еще в 18 веке шведский ученый Эммануил Сведенборг. Но уровень техники того времени не позволил ее реализовать. Веком позже его соотечественник Густав Лаваль получил патент на устройство для нагнетания воздуха под днище судна. Первым реализованным СВП признан катер, сооруженный австрийцем Дагобертом Мюллером фон Томамюлем в 1915 году.

Теорию судов на воздушной подушке создал Константин Циолковский. На основе его работ советский конструктор Владимир Левков собрал и испытал 1935 году первый промышленный образец десантного СВП. Все пять его катеров были уничтожены в сражениях Великой Отечественной войны.

Судно на воздушной подушке – универсальный транспорт

СВП особенно актуальны для нашей страны. Зимой ее реки несудоходны, глубина тысяч озер достаточна только для надувных лодок и байдарок. Болота сегодня занимают 6% территории России. Их площадь активно растет вследствие тающей вечной мерзлоты. Образовавшиеся трясины непроходимы ни для наземных колесных, ни для водных средств передвижения.

Возможность передвижения по воде, льду и суше.
Неограниченное время навигации.
Не обязательны пристани и причалы.
Высокая скорость до 150 км в час.
Прибрежная зона и грунт не разрушаются.

Огромный расход топлива.
Необходимость частой замены обрамления воздушной подушки, которое истирается и рвется от соприкосновения со льдом и землей.
Шум от двигателя.
Недостаточная остойчивость, вследствие чего невозможна эксплуатация СВП в шторм и при сильном ветре скоростью более 15 м в секунду.

Виды судов на воздушной подушке

Существуют следующие конструктивные схемы СВП:

Камерная. Подъемная сила создается давлением воздуха, который нагнетает вентилятор под вогнутое днище. Он истекает через щель, образовавшуюся под приподнявшимся судном. Расход воздуха и горючего огромен.
Сопловая. Воздух нагнетается из сопел, расположенных по периметру днища. К статическому давлению прибавляется реактивная сила истечения воздуха из сопел. У такой конструкции зазор между судном и поверхностью больше, а расход топлива – меньше.
Щелевая. Воздух истекает через щели несущей и опорной поверхностями днища, профилированными особым образом.
Динамическая. Подъемная сила возникает при движении вдоль поверхности на малой высоте благодаря так называемому экранному аэродинамическому эффекту.

Устойчивое положение и движение нединамических СВП с полным отрывом от поверхности обеспечивает ограждение из гибкого материала по периметру судна. Они движутся благодаря воздушным винтам или воздушно-реактивным двигателям. Достижима скорость до 150 км в час. На СВП с частично погруженными в воду ограждениями используются водометы или гребные винты.

Примеры судов на воздушной подушке

В середине прошлого века началось массовое строительство СВП во всем мире и, разумеется, в СССР. Первыми оценили все преимущества этого средства транспорта военные.

Десантные суда на воздушной подушке

В задачи данного СВП входят транспортировка боевой техники и личного состава на необорудованные береговые плацдармы. Грузовой отсек вмещает 3 танка или 10 БТР общей массой до 150 тонн. Или же 8 БМП плюс 140 десантников. Без техники на борту могут разместиться до 500 человек.

Суда на воздушной подушке для работы в экстремальных условиях

Гражданские суда на воздушной подушке

Тема пассажирских судов на воздушной подушке надолго стала закрытой. Но сегодня они переживают ренессанс.

Частные суда на воздушной подушке

Но никакие технические средства передвижения никогда не сравнятся с плаванием под парусами. Благодаря яхтам мы сливаемся с морским ветром и улетаем далеко от суеты и смога больших городов. Шум волн прекраснее рева двигателей. Эта любовь – навсегда.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Транспорт на воздушной подушке. История создания.

Виды и особенность движения транспорта на воздушной подушке. Назначение.

1-Болотоход гусеничный, модель - ГАЗ-34039-22;

3- судно на воздушной подушке типа "Зубр";

4-метеор. ( Приложение №3-6 )

В чем конструкторские особенности этих машин?

2. Несмотря на кажущуюся внешнюю простоту, монорельсовый путь и сложен в устройстве, и трудоемок в постройке. Несущая балка (собственно монорельс) на навесных дорогах изготавливается из монолитного или сборного железобетона, а на всех подвесных - из высокопрочной стали. Этот элемент конструкции должен выдерживать очень большие нагрузки во время разгона и торможения поездов, а также при прохождения поездами криволинейных участков пути. Таковые, в частности, для компенсации центробежных сил, изогнуты в двух плоскостях, что приводит к удорожанию всей постройки. Например, для строительства пути монорельсовой дороги в Диснейленде пришлось заказывать сложную сборную опалубку, состоящую из пятидесяти элементов.

Помимо этого, каждый элемент монорельсовой балки должен быть изготовлен с высокой точностью, иначе поезд будет идти по ней, как телега по булыжной мостовой. Стальная балка дороже, но в условиях отечественного климата железобетон долго не прослужит - частые чередования зимой оттепелей и похолоданий, чего не бывает ни в Западной Европе, ни в Америке, приведут к тому, что поверхность бетонной балки станет выкрашиваться, а замена изношенного участка балки из-за больших размеров и массы - задача достаточно проблематичная. Сложна из-за размеров монорельса и его трудной доступности и дефектоскопия пути, а надежная работа без нее невозможна.

В чем заключаются особенности движения этих машин?

Для передвижения этого транспортного средства конструкторы предусмотрели гусеницы,

Несущая балка (собственно монорельс) на навесных дорогах изготавливается из монолитного или сборного железобетона, а на всех подвесных - из высокопрочной стали. Этот элемент конструкции должен выдерживать очень большие нагрузки во время разгона и торможения поездов, а также при прохождения поездами криволинейных участков пути

Транспортное средство, имеющее колесную или гусеничную ходовую часть, может передвигаться по суше.

Учебное задание предложено одноклассникам: построить л енту времени- приблизительную историю развития транспортных средств за последние 500 лет человеческой цивилизации. Участники получили 4 фото. Необходимо найти их описание. ( Приложение №9-12) Что получили?

Ирландская парадная карета, является копией оригинала, созданного в 1851 году для королевы Виктории и ее мужа принца Альберта известной ирландской фирмой John Hutton & Sons, в Дублине. Эта карета использовалась во время коронации Георга V в 1911 году. Также она часто использовалась, после Второй мировой войны, Георгом VI для церемонии официального открытия парламента и церемониальных процессий. Эту традицию продолжила Елизавета II.

№ 2. Воздушный шар братьев Монгольфье . Стремление человечества к полетам существует ровно столько, сколько существует цивилизация. Но реальные шаги в этом направлении были сделаны только к концу XIX века, когда и состоялся первый полет на воздушном шаре. Это величайшее событие потрясло не только Францию, в которой собственно и состоялось, но и весь мир. Братья Монгольфье вошли в историю как первооткрыватели и революционеры. Зарождение воздухоплавания следует считать значимой вехой в развитии всей науки и человеческой цивилизации . Когда речь заходит о том, кто придумал первый воздушный шар, практически каждый образованный и начитанный человек вспоминает фамилию братьев Жозефа и Жака-Этьена Монгольфье. Конечно, этих изобретателей не следует считать единственными в своем роде, поскольку исследования подобных явлений проводились и ранее . Братья Монгольфье мечтали стать первыми пассажирами своего изобретения, однако их отец запретил подобный риск.

Свой первый полет братья Монгольфье смогли совершить уже в 1784 году, когда вместе с ними на борт поднялись еще 7 человек. Это путешествие принято считать первым коммерческим полетом в истории воздухоплавания.

№ 3. Benz Patent - Motorwagen . 1886г.
Марка и модель: Karl Benz - Patent - Motorwagen
Тип двигателя: Бензиновый поршневой двигатель. Хотя несколько автомобилей уже предшествовали появлению Benz Patent-Motorwagen, его часто официально считают 1-м авто в мире с ДВС. Авто был создан Карлом Бенцем в 1885 году, но не получил патент до конца 1886 года, и Benz обнародовал автомобиль для публики этим же летом в Мангейме, Германия.

Benz впервые успешно разработал двухтактный поршневой бензиновый двигатель в 1873 году и провел следующее десятилетие, развивая моторизованный автомобиль, сохраняя при этом свою карьеру дизайнера и производителя стационарных двигателей и связанных с ними деталей. Между 1886 и 1893 годами Бенц получил около 25 патентов

№ 4. Военные самолеты 20 - 30-х годов 20 века. ( Приложение №9-12)

Аппараты на воздушной подушке — суда, катера, поддерживающие себя над опорной (земной или водной) поверхностью с помощью воздушной подушки, создаваемой судовыми вентиляторами. В отличие от обычных судов и колесного транспорта суда на воздушной подушке (СВП) не имеют физического контакта с поверхностью, над которой движутся. А в отличие от летательных аппаратов (самолётов, экранолётов, экранопланов) они не могут подняться над этой поверхностью на высоту, превышающую некоторую часть их горизонтального размера.

При заданных массе и скорости СВП требуется мощность в 3–4 раза больше, чем автомобилю; столько же они проигрывают и обычным судам. Однако для движения СВП требуется в 2–4 раза меньшая мощность, чем для полета самолетов или вертолетов.

Эффективное применение СВП

В отличие от обычных средств переправы СВП могут не останавливаться около берега, а пройти дальше и даже преодолеть 5%-й подъем или препятствие высотой до трети высоты юбки. Эти транспортные средства могут использоваться на мелководье, в засоренных и арктических водах, в условиях открытой местности.

Идею движения на воздушной подушке впервые сформулировал шведский ученый Э. Сведенборг (1716). Ранее, чем в других странах, техникой СВП занялись в Австрии и России.

Основные типы судов на воздушной подушке

Существуют три типа СВП:

Во всех схемах между аппаратом и опорной поверхностью с помощью мощных турбореактивных двигателей и высоконапорных вентиляторов создается воздушная подушка.

Камерный тип

В простейшей из схем — камерной — под куполообразное днище (в успокоительную камеру) установленный по центру вентилятор подает воздух.

Соплощелевой тип

В соплощелевой схеме подушка создается потоком воздуха из кольцевого сопла, образованного юбкой и центральной частью с плоским днищем. Воздушная завеса по периметру судна препятствует выходу воздуха из подушки. Один из вариантов соплощелевой схемы – схема с периметрической водяной завесой, пригодная для движения над водной поверхностью.

Многорядный сопловой

В многорядной сопловой схеме подушка образуется рядами кольцевых рециркуляционных сопел с разными уровнями создаваемого давления. В последних двух случаях для создания подушки требуются менее мощные вентиляторы.

Отдельные разработки

Создание тяги и управление

Поступательное движение судна на воздушной подушке (СВП) может обеспечиваться:

горизонтальными соплами, в которые поступает воздух от подъемных вентиляторов;
наклоном (дифферентом) судна в направлении движения так, чтобы возникла горизонтальная составляющая силы тяги;
установкой воздухозаборников подъемных вентиляторов в направлении движения таким образом, чтобы при всасывании воздуха также возникала нужная сила тяги;
обычными воздушными винтами. Иногда движущая сила создается комбинацией этих методов. Наиболее эффективно создание тяги с помощью воздушных винтов, однако вращающиеся винты на СВП представляют опасность и для пассажиров, и для команды.

Принцип торможения СВП

Режим торможения СВП, как и поворот без бокового заноса, обеспечиваются поворотом потока тяговых устройств. Для улучшения путевой устойчивости ставят вертикальные стабилизаторы, как у самолетов. Высота подъема регулируется основными вентиляторами ховеркрафта.

С приходом зимы для большей части рекреационного флота навигация закрывается, лодки ставят на берег и приводят в порядок, готовясь к следующему сезону. Лед сковывает водные пути и делает невозможной навигацию. Да же с приходом весны реки освобождаются не сразу. Когда времени теплого сезона недостаточно и так хочется выйти на воду независимо от погоды и обстановки вокруг, можно рассмотреть покупку судна на воздушной подушке. Суда на воздушной подушке (СВП), или аэролодки, способны передвигаться по отмелям, болотам и льду. Их часто используют специальные службы для снабжения и пассажирских перевозок в труднодоступных регионах.

Лодка, которая парит над водой

Судно на воздушной подушке (коротко СВП) — это судно с динамическим поддержанием плавучести. Это означает, что судно держится на плаву за счет нагнетания под корпус воздуха с избыточным давлением.

Фактически, СВП в ходу не касается поверхности, а парит в нескольких миллиметрах от среды по которой двигается, что позволяет передвигаться по разным типам поверхностей.

Эти суда пришлись по вкусу как военным и спасателям, охотникам и рыбакам, а также применяются в пассажиро- и грузоперевозках в труднодоступных районах, в том числе на рейсовых линиях. Их успешно применяют там, где другие транспортные средства попросту не пройдут, а авиация экономически невыгодна.

Кто придумал аэролодки

Идея создания судна, в котором воздух будет закачиваться под днище, была предложена шведским философом Эммануилом Сведенборгом еще в 1716 году. После него над этой идеей работали британцы Уильям Фруд и Джон Торникрофт, швед Густав Лаваль, австрийский инженер Дагоберт фон Томамюль, француз Шарль Терик и советский ученый Константин Циолковский. Но недостаточного развития технологий того времени воплотить идею в жизнь удалось только в 1915 году. Австриец Дагоберт Мюллер фон Томамюляв сконструировал экспериментальный торпедный глиссер с нагнетанием воздуха под корпус. Главным преимуществом этого катера должна была стать скорость, однако на испытаниях нагнетание воздуха под корпус дало незначительный эффект и проект закрыли.

Работа над СВП продолжалась, но скорость все так же оставалась главной целью в развитии флота.

Первые в мире опытные катера на воздушной подушке скегового типа были построены в 1934–1939 годах под руководством советского конструктора Владимира Левкова.

Обратите внимание, насколько просто четыре человека разворачивают судно вручную, при его весе в 8,6 т.

Конструкция современных СВП

Прошло более полувека, технология отточена и теперь это не нечто экзотическое, а вполне понятное транспортное средство, которое состоит из корпуса, сделанного из алюминиевых сплавов и композитных материалов, морской силовой установки, маршевых и нагнетающих винтов.

СВП — э то штучное изделие и найти два одинаковых судна невозможно. Они делаются не просто под заказ, а с детальной проработкой с заказчиком.

Фантазию заказчика ограничивает только бюджет и правила классификационного общества, проект и все комплектующие придется согласовать и если изменения конструкции будет влиять на живучесть судна, то их могут не пропустить на стадии проектирования.

Учитывая, что СВП работает в экстремальных условиях, насыщению судна уделяется особое внимание. Все комплектующие должны быть не только надежными, но и легкими в ремонте, и взаимозаменяемыми, ведь если вы заглохнете посередине замерзшей реки, то пока сделанная под заказ импортная деталь придет, река успеет растаять. Поэтому большая часть деталей добывается в ближайшем автомагазине.

Среди рекреационного и коммерческого флота широко распространились суда с воздушной подушкой соплового типа, где воздух удерживает юбка. Такая конструкция достаточно надежная и даже при разрыве отдельных элементов у нее хорошая ремонтопригодность (как пример, при отрыве сектора юбки пробивается новое отверстие и он крепится на место).

Самое главное, что сопловый СВП имеет амфибийные свойства и в отличие от скеговых СВП, где воздушная подушка ограждена жесткими баллонами-скегами, может передвигаться не только по воде, но и по грунту, льду, болотам.

Если конструкция подушки предусматривает баллоны, то давление в них шкипер регулирует, как давление шин на автомобиле. Для воды, как для хорошей дороги, нужно подкачать посильнее, а вот если есть преграды, то давление уменьшают и тогда баллон легче обтекает неровности.

Само по себе гибкое ограждение — это один из расходников, при находе на коряги, постоянным переходам по торосам она периодически рвется либо просто стирается со временем о грунт.

Но даже после серьезных повреждений СВП продолжает движение.

Возможно под кренами, с меньшей отзывчивостью, СВП все равно будет идти.

Управление СВП

На месте капитана аэролодки с корее чувствуешь себя за рулем автомобиля с довольно знакомой приборной панелью. Однако такое визуальное сходство очень обманчиво. Приглядевшись, обнаруживаем дополнительные органы управления. Одним газом и рулем тут уже не отделаешься, ведь не стоит забывать, что СВП немного самолет и парит над поверхностью, хоть и на очень малой высоте.

Для того, чтобы поехать вперед, нужно не только добавить газу, но и отрегулировать шаг винта, а повороты на СВП — целое искусство.

Учитывая, что у судна нет прямого контакта с поверхностью, просто повернув руль, вы скорее всего продолжите движение в том же направлении — только боком. Для того, чтобы развернуться, нужно накренить судно в сторону поворота, в некоторых случаях отдифферентовать и точно рассчитать скорость, на которой вы делаете маневр, а также при перекладке рулей добавить газу. Скорость катеров на воздушной подушке, конечно, нужно уточнять согласно ТТХ конкретной модели, но 100 км/ч для большинства представителей — это не предел.

отсутствия контакта с поверхностью СВП чувствительны к боковому ветру и их начинает сносить, а встречный ветер будет тормозить катер. Также СВП не могут преодолевать длинные подъемы, хотя выход на берег с коротким крутым подъемом не составляет труда опытному капитану, который схитрит и зайдет не четко носом, а немного под углом.

Как такового тормоза на СВП нет и тормозной путь немалый крайне малого трения с поверхностью.

Самым эффективным способом остановиться является разворот судна на 180° и остановка маршевыми винтами, но также это можно сделать, изменив угол лопастей на отработку заднего хода, а на воде для сброса скорости можно сдуть подушку и лечь днищем на воду — это как выйти из режима глиссирования на обычном катере.

Производство СВП в России

Найти компанию, строящую СВП в России, не составляет труда. Интернет пестрит сайтами производителей и большинство из них собирают катера из отечественных материалов и оборудования. Ниже представлен перечень основных СВП и как видно, есть из чего выбрать. Такое количество производителей обусловлено спросом на эти вездеходы. География страны и условия работы транспорта на севере сформировали рынок услуг с привлечением транспорта на воздушной подушке.

Читайте также: