气垫船。发明和生产的历史

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气垫船。发明和生产的历史

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借助“空气润滑”提高船舶或船只速度的想法诞生于 1916 世纪末。其实质如下。如果在容器平底下用强力风扇吹空气，则水阻力会降低；因此速度会增加。为了使空气不会“跑”到两侧，船体必须配备纵向龙骨 - 尾鳍。 40 年，奥地利工程师 Dagobert Müller von Thomamühl 率先实现了这一想法。他创造的鱼雷艇能够达到近 74,08 节的速度 - 每小时 480 公里，发动机功率为 XNUMX 马力。

然后出现了一个新想法：用橡胶“裙子”代替了尾鳍。现在强制空气从底部下面出来的速度更慢了，得到了一个真正的气垫。这种类型的船只真正悬浮在水面上，可以“爬行”上岸，甚至可以在陆地上移动。

气垫船

K.E.表达了这种气垫船的第一个想法。齐奥尔科夫斯基于 1927 年，在他的作品《空气阻力和快速列车》中。这是一辆无轮快车，在混凝土路面上疾驰而过，依靠的是气垫——一层压缩空气。

这个想法促使新切尔卡斯克理工学院副教授弗拉基米尔·列夫科夫（Vladimir Levkov）创造了自己的设计，但不是火车，而是船。

斯坦尼斯拉夫·齐古年科在《世界探路者》杂志上写道：“他像往常一样开始计算和建造模型。一位年轻的空气动力学科学家建造的第一个结构看起来像一个倒置的盆地。一个普通的盆地应该是底部，有一个带螺旋桨的电动机。“盆”下方的螺杆泵送空气产生了增加的压力。整个结构，就像它一样，漂浮在地板上，靠在一个气垫上。

大约五年来，列夫科夫测试了这个最简单的模型，试图了解如何控制它，枕头应该多高，这样才不会浪费多余的动力，未来的船只会发展得尽可能高.. .

1932 年，已经是教授的列夫科夫开始测试一种新模型。她有一个细长的泪珠形状，两个引擎：在船头和船尾。一架小型气垫船毫不费力地滑过空气动力学实验室的瓷砖地板。

很快，模型的外观又发生了变化。它变得像一个倒置的长盒子，侧面被切割成一个角度。在倾斜位置的切口中，带有螺旋桨的电动机得到了加强。螺旋桨抛出的空气积聚在模型的身体下方，将其升起。根据这个计划，列夫科夫创造了所有第一艘大型气垫船。

1934 年春天，列夫科夫搬到了莫斯科——他应邀在莫斯科航空学院 (MAI) 工作。他带来了一个大型（超过两米长）的气垫船模型。根据结构力学的所有规则设计，给人留下了很好的印象。该模型的易于建造和美丽的外观令人惊叹。她的体重只有六公斤左右。

为了在莫斯科航空学院测试模型，分配了一个特殊的房间。它有一个浅水池。两根电线被拉在上面，为一艘小船的电动机供电。他飞得很好。在几秒钟内，它很容易从水池的一侧转移到另一侧。

然后组建了实验设计局，由列夫科夫教授领导。它开始开发三人座船L-1。它的试验于 1935 年夏天在莫斯科附近的普列谢耶沃湖上开始。

船的质量为1,5吨。它的木船体由两艘由平台连接的窄船组成。两个带有螺旋桨的飞机发动机将空气泵入由平台和船只包围的空间。船是在旋转百叶窗的帮助下控制的 - 百叶窗，在电机下加固。百叶窗处于垂直位置，气流向下，小船一动不动。如果百叶窗向后偏移，反作用力将船向前移动，向前偏移 - 给出反向。此外，还有一个纵横尾翼，也参与了对飞艇的控制。

气垫船
V.I. Levkov 船的操作原理

这艘船成为列夫科夫领导下创建的其他飞艇的原型，特别是 L-5 船。它的质量达到了 9 吨，因为它的身体已经是金属硬铝。在驾驶室后面，飞行机械师为乘客安排了一个房间。

首先，这艘船在陆地上进行了测试。我们看着他飞。然后海试开始了。他们试图用普通的船来陪汽车，但很快就无可救药地落后了。而当秒表在实测英里处打开时，测试人员简直不敢相信自己的眼睛：原来这艘船的速度竟然有七十多节，也就是每小时140公里左右！测试还表明，这艘船可以很容易地越过沼泽、积雪覆盖的田野或冰层。

气垫船
试验船“L-5”

军方对测试结果非常感兴趣，列夫科夫教授很快领导了一个专门的气垫船设计局。建造了重达15吨的船只。设计了更大的发动机 - 最多 30 吨，配备两个发动机。

六十多年前，苏联建造了一支由十五艘气垫船组成的小型舰队。不幸的是，在伟大的卫国战争期间，波罗的海的经验丰富的船只死亡。胜利后，继续开发此类舰艇。但在 1954 年初，列夫科夫教授去世，业务陷入停滞。

气垫船发展的一个重要阶段是克里斯托弗·科克雷尔教授于 1955 年在英国发明了一种用于形成气垫的喷嘴方案。他还拥有柔性围栏的发明，这在我国立即受到赞赏。

1959年，一艘奇怪的船出现在英吉利海峡，中间有一个圆柱形的塔。从法国出发，横渡海峡。到达海岸后，它就像什么事都没发生一样，继续前行。 Cockerell 设计的这艘船是 Levkovo 的两倍重，速度是 Levkovo 的三倍。

现在气垫船已经不是什么新鲜事了。许多国家正在改进它们。它们被认为是一种非常有前途的交通方式。它们在海军中被用作登陆艇，作为运送人员和汽车穿越英吉利海峡的民用渡轮。

国外最成功的开发项目之一是 1972 年在英国制造的 33 吨 BH-7 Wellington 船。它可以运载14吨货物，同时以约60节——111,12公里/小时的速度飞越水面。

在苏联，海军专家是第一个欣赏两栖舰艇巨大能力的人。休息后，列夫科夫开始的工作继续进行，但资金水平达到了新的水平。为登陆舰的设计和生产建立了一个基地。

俄罗斯制造气垫船领域的龙头企业是阿尔玛兹中央海洋设计局。

登陆艇“Skat”是第一艘连续建造的。它可以以 49 节的速度搭载 XNUMX 名伞兵。在他们的基础上，创造了三艘船来营救宇航员。

紧随其后的是卡尔玛，排水量为 114 吨。他可以以高达 37 节的速度运载重达 55 吨的货物。

总的来说，根据十个项目，在 Almaz 连续建造了船只。其中有两栖攻击舰Zubr，它的运载能力150吨，总排水量550吨，全速60节，在40米高的海面上航速2节。专家认为，1000吨排水量并不是这类船舶排水量的极限，实际航速可达80节。

1987年，苏联制造了世界上最大的气垫船——波拉小型火箭船。他甚至不在乎八点风暴，如果海面平静，他以 53 节的速度移动 - 每小时 98,16 公里。

“Almaz”已经开发了多个民用气垫船项目——内河货船“Bober”、12270项目的客运气垫船、多用途气垫船“Chilim”。

根据船舶的用途，每吨排水量的装机容量等重要参数会发生变化。对于军用船只，运营经济指标不占主导地位，这个数字在每吨 65-120 千瓦的范围内。如此高的功率重量比，并不是在平静的水面或很少有兴奋的情况下，全速的幅度造成的。为实现这一目标，仅使用了 60-70% 的装机容量。原因不同 - 需要在海浪中达到给定的保证速度。在民用造船实践中，该指标决定了运营效率，尽管由于天气条件可能会拒绝飞行，但可以将其增加到每吨 30-36 千瓦，同时在平静的水中保持 40-50 节的速度。

遵循航空传统的第一艘气垫船是铆接制造的，但它们在海上的操作经验表明这种连接的可靠性较低。自 1974 年以来，船体已被焊接。为他们创造了高强度耐腐蚀船用铝镁合金，并掌握了各种截面加劲肋压制板的生产。

在创建柔性围栏领域进行了大量的研究。确定了柔性围栏材料的强度和耐磨性对所用长丝纤维的性质、长丝纱线的扭转和编织类型、浸渍和涂层橡胶混合物的组成的依赖性。最新项目船舶上使用的橡胶织物材料为船舶提供了良好的适航性和长期不修理的运行可能性。

对于气垫船，有必要开发一种特殊的螺旋桨叶片轮廓，与飞机相比，它可以在低速下实现高效率。对于所有排水量100吨以上的气垫船，都开发了单桨毂，保证了桨距变化时的高可靠性。

对于柔性屏障的适航性、两栖性和耐磨性具有决定性意义的是通过气垫的气流。对于空气供应，我们的科学家开发了轴向和离心增压器的特殊方案，它们具有高效率和小尺寸。

为了驱动螺旋桨、增压器和其他消耗品，制造了高温燃气轮机齿轮装置。就其重量、尺寸和运行参数而言，这些机组仍处于世界领先地位。

高速飞行器的安全性在很大程度上取决于可靠且经过验证的交通控制系统的可用性。气垫船的一个特点是转向装置缺乏与水的直接接触，这使得操纵变得困难并且使船舶非常依赖天气。在俄罗斯，已经开发和测试了各种船舶控制方案，包括气动舵、喷气舵（喷射喷嘴）和可变螺距螺旋桨。

作者：Musskiy S.A.

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