بفضل إنجازات المهندس المتميز والمنظم ر. أليكسيف ، فإن اليوم الوسيلة الوحيدة لتحقيق سرعات عالية للغاية على الماء هي ekranoplan.
إن ekranoplan هو تطبيق تقني لمبدأ معروف: عندما يتحرك الجناح بالقرب من سطح مستوي (شاشة) ، يزيد المصعد بشكل ملحوظ مع زيادة ضئيلة في المقاومة. هذه الزيادة في الرفع تسمى "تأثير الشاشة". يسمح لك بزيادة القدرة الاستيعابية للطائرة مقارنة بجسم يتحرك بعيدًا عن السطح ، ولكنه يعتمد بقوة على المسافة (النسبية) من الجناح إلى الشاشة وينخفض بسرعة مع زيادة هذه المسافة.
لسوء الحظ ، عندما يتحرك الجناح بالقرب من سطح "مضطرب" مثير ، تنشأ المشكلة الأساسية لاستقرار هذه الحركة. يجبر عدم الاستقرار على الحفاظ على ارتفاع كبير بما فيه الكفاية فوق الشاشة - ونتيجة لذلك يتم تقليل تأثير الشاشة.
هذا التأثير يعتمد على نسبة ارتفاع الرحلة إلى وتر الجناح (حجمه على طول اتجاه السفر). لذلك ، يحاول المصممون زيادة الوتر ، والذي يؤدي حتمًا لمنطقة معينة إلى انخفاض في جناحيها (حجمها عبر اتجاه الحركة).
من السهل رؤية هذا ، على سبيل المثال ، في صورة نموذج WIG الجديد ، الذي تم عرضه مؤخرًا في الطباعة. في الواقع ، من أجل زيادة ارتفاع الرحلة - بأقل قدر ممكن من فقدان تأثير الشاشة - من الضروري تقليل الاستطالة النسبية للجناح ، والذي هو العامل الرئيسي الذي يحدد الجودة الأيرودينامية (نسبة الرفع والسحب). كما تظهر الصورة نفسها ، فإن نسبة WIG الجديدة من الوتر والانتهاء تساوي تقريباً 1 ، وهو أمر غير مقبول تمامًا ، على سبيل المثال ، للطائرات.
(ومن المثير للاهتمام أن البديل من الطائرة ذات السطحين ، والذي يوحي بنفسه بسرعات منخفضة ، يتم تنفيذه لأول مرة في "Chaika" الذي تم إنشاؤه حديثًا في WIG.
عدم الاستقرار في الحركة على السطح المهتاج هو العيب الرئيسي لشعر مستعار عند استخدامه في البحر. هذا النقص ، وفقا للمؤلف ، هو حاسم بالنسبة لاستخدام مثل هذه الأجهزة في البيئات البحرية. وقد أظهرت الممارسة أنه حتى ولو بلمسة واحدة من الموجة بأقصى سرعتها يؤدي إلى تلف كبير ويمكن أن يسبب حادثًا. وهكذا ، خلال اختبار من ekranoplan خسر "Orlyonok" جزء من المؤخرة ، وخبرة شخصية فقط والحدس R. Alekseev ، الذي تولى القيادة ، منعت التدمير الكامل لل ekranoplan.
إن استخدام الأموال ، التي لا يمكن الاعتماد عليها في الظروف البحرية ، أمر غير مقبول.
البديل
في الثمانينات كنتيجة للبحث الذي أجراه معهد الأبحاث المركزي الذي يحمل اسم أ.أ. تم اقتراح Krylov نوعًا جديدًا من السفن فائقة السرعة ، على الرغم من أنه أقل سرعة ، من ekranoplan ، ولكنه يوفر موثوقية أكبر بكثير.
للسرعات تقريبًا أكبر بمرتين من بداية التزلق ، تم اقتراح "تقليم" (Super-gliding trimaran) (RHT) مع التفريغ الأيروديناميكي.
يشتمل المركب الهيدروديناميكي لهذه السفينة على ثلاثة هياكل صغيرة مع خطوط مكسورة ، مع حد أدنى من الحد الأقصى وسرج خلفي كبير للقوس من سطح كل بدن. توجد القذائف في مثلث في المخطط وهي متصلة بجناح ذو أجنحة على شكل رفوف بعرض أقل من عرض الجسم. كما مراوح ، يقترح مراوح التي تعبر السطح ، على سبيل المثال ، مراوح ارنسون. للتحكم في القطع الديناميكي وتقليل الرمي ، يقترح استخدام مفسدات التغذية في كل بدن.
مجمع الديناميكا الهوائية هو جناح مأهول مع اعتراض صارم ، تقع فوق أجسام صارمة ، والتي توفر السفينة مع الاستقرار الذاتي خلال هبوب رياح معاكسة. يرتبط الجناح بموقف هيكل الأنف مع بنية فوقية مبسطة.
ومن المقرر وضع وحدتي الطاقة الرئيسيتين في هياكل الخلف ومحطة طاقة السفينة - في هيكل الأنف. تقع الحمولة في الجناح والبنية الفوقية للأنف.
في التين. 2 يُظهر متغيرًا من PBT مع نزوح 300 طن بسرعة 100 عقدة.
نتائج اختبار المفتاح
وأظهرت اختبارات السحب أنه عندما يكون عدد Froude في الإزاحة أكثر من 5 ، هناك تفاعل هيدروديناميكي إيجابي طفيف من الهياكل ، وقد أجريت الاختبارات قبل Froude رقم 7.5. لذلك ، يتم اعتبار السرعات النسبية التي تكون أعلى بمقدار 2-2.5 مرات من سرعة بداية التزلق ، أي نطاق السرعة المحسوب. 6.0 - 7.5.
عند هذه السرعات النسبية ، تفقد الطائرات الشراعية العادية ثبات الحركة الطولية: في المياه الهادئة ، تبدأ الرواية العفوية ، ويبدأ ما يسمى بـ "التحليق". ومع ذلك ، لم يلاحظ على نموذج RHT. على الأرجح ، يعمل الجناح الفائق كخامد كافٍ.
كانت النتيجة الرئيسية للمحاولات البحرية عدم وجود صدع في نطاق الطول الموجي بأكمله وبسرعة تصل إلى 55 ٪ كاملة. وهذا يعني حدوثًا كبيرًا ، تصل إلى 7-10 مرات ، والحد من التسارع العمودي للأجسام واسعة النطاق على الأمواج. على الأرجح ، لا يوجد صدع لأن الهياكل تستلم قمم الأمواج على أسطح ذات شباك عكسي ، مما يقلل من عرض العارضة.
سمحت لنا الاختبارات في نفق الرياح بتقدير الجودة الإيروديناميكية لـ RHT مع الشكل الأصلي الذي تم اعتباره في الأصل على أنه يعادل 5 (انظر أدناه).
جعل التصميم غير الواضح لهيكل هياكل السبائك الخفيفة من الممكن تقدير كتلته ، وهي حوالي 30-35٪ من إجمالي الإزاحة.
استخدام الحالات
يمكن تطبيق المخطط المعماري والبناء المقترح في مجموعة واسعة جدًا من عمليات النزوح والسرعة. على سبيل المثال ، في الشكل. (3) تظهر سفينة قياسية (مع جناح مهجور) بسرعة حوالي 150 عقدة.
ميزة هذا الترتيب هو أن القارب لن ينقلب في ريح معاكسة ، كما هو الحال في قوارب القوارب الموجودة.
تظهر عبارة صغيرة ل 20 شخصا بسرعة 50 عقدة ، أيضا مع جناح غير مأهول ، في الشكل. 4.
يتيح لك الشكل الذي تم النظر فيه بشكل مبدئي في الجناح القابل للسكن إنشاء زورق دورية يحمل طائرة هليكوبتر ، شكل. 5.
في الطرف الآخر من خط الإزاحة المدروس هو RHT عبر المحيط الأطلسي مع سرعة 130 عقدة وشدة موجة محسوبة من 6 نقاط ، التين. 6.
يتم إيجاز مزايا وعيوب PBT في الجدول أدناه.
| بالمقارنة مع: | مزايا | عيوب. |
| لمة | زيادة قابلية الإدارة والسلامة ، زيادة كفاءة الدفع | سرعات أقل قابلة للتحقيق |
| Cushioncraft | أرخص ، لا ضوضاء ، أكثر صلاحية للإبحار. | مزيد من مقاومة السحب على المياه الهادئة |
| سفينة بدن واحد على الغواصة تلقائيا أجنحة موجهة | مزيد من السرعة ، أقل اهتزاز ، أرخص ، المزيد من المساحة على سطح السفينة | أسوأ قليلا من صلاحيتها للإبحار |
| تخطيط الجسم الواحد | لا slemming ، لا الدلافين ، المزيد من المساحة على سطح السفينة | المزيد من وزن الجسم تصاميم |
| طوف مائي | سرعات أكثر قابلية للتحقيق ، لا صفق ، استقرار ذاتي | أقل درس |
الخلاصة (التوصية)
يبدو واضحا أن الاتصال المستمر بالماء سيوفر سفينة "موجات تشريح" فائقة السرعة المقترحة ذات سلامة عالية سواء من حيث التصميم أو التحكم.
من المستحسن النظر في خيارات لمثل هذا التصميم عند تصميم السفن "فائقة السرعة" لأغراض مختلفة.
