Суднo на воздушной подушке (СВП) — тип судна с динамическим принципом поддержания, которое может двигаться с большой скоростью и над водой, и над твёрдой поверхностью (амфибийные СВП) на небольшом расстоянии над ним, на так называемой воздушной подушке, образованной нагнетаемым под днище воздухом.
Первые в мире опытные катера на воздушной подушке были построены в 1935 году советским конструктором Владимиром Левковым. В работе «Вихревая теория ротора» (1925) он первым обосновал возможность создания СВП и создал аэродинамическую лабораторию в 1926-ом.
Позже, принцип движения на воздушной подушке разработал Константин Циолковский в 1927 году. В своей статье «Трение и сопротивление воздуха» он писал:
Скорый поезд. Идея предмета. Трение поезда почти уничтожается избытком давления воздуха, находящегося между полом вагона и плотно прилегающим к нему железнодорожным полотном. Необходима работа для накачивания воздуха, который непрерывно утекает по краям щели между вагоном и путем. Она не велика, между тем как подъемная сила поезда может быть громадна. Так если сверхдавление в одну десятую атмосферы, то на каждый квадратный метр основания вагона придется подъемная сила в одну тонну. Это в пять раз больше, чем нужно для легких пассажирских вагонов. Не нужно, конечно, колес и смазки. Тяга поддерживается задним давлением, вырывающегося из отверстия вагона воздуха.
К началу XXI века было построено множество экспериментальных судов на воздушной подушке водоизмещением более 150 тонн, которые уже совершали пассажирские и грузовые рейсы.
Воздушная подушка — это слой сжатого воздуха под днищем судна, который приподнимает его над поверхностью воды или земли. Отсутствие трения о поверхность позволяет снизить сопротивление движению. От высоты подъёма зависит способность такого судна двигаться над различными препятствиями на суше или над волнами на воде.
По способу создания различают статическую (создаваемую вентилятором) и динамическую (создаваемую за счёт повышения давления при движении аппарата вблизи опорной поверхности) воздушные подушки.
По схеме образования различают следующие виды воздушной подушки: камерная, скеговая, сопловая, щелевая или крыльевая (динамическая).
Наиболее простой способ образования воздушной подушки — камерный. Воздух, нагнетаемый вентилятором под куполообразное днище, свободно вытекает по его периметру. Чем больше подача воздуха, тем выше поднимается судно, но это требует повышенных затрат энергии, поэтому при большой высоте подъёма этот способ не экономичен. Для уменьшения расхода воздуха у судов, предназначенных для движения только над поверхностью воды, подушку по бортам ограждают погруженными в воду жёсткими стенками или узкими корпусами — скегами. Такие суда называют судами скегового типа.
Более экономичен при большой высоте подъёма сопловой способ образования воздушной подушки, когда нагнетаемый вентилятором воздух подаётся под днище через наклонённые внутрь сопла, расположенные по его краям. Струи вытекающего из сопел воздуха изгибаются так, что центробежные силы, действующие на движущиеся по криволинейным траекториям частицы воздуха, уравновешиваются повышенным давлением в подушке, и воздушная подушка как бы «запирается» этими струями. Для увеличения высоты подъёма и уменьшения затрат мощности на образование воздушной подушки по её периметру дополнительно устанавливаются гибкие ограждения.
Камерная схема применена на опытном пассажирском речном судне «Нева», построенном в 1962 в Ленинграде. А горьковские судостроители построили судно скегового типа «Горьковчанин» для перевозки пассажиров по мелководным рекам, экспериментальный катер «Радуга» и опытное пассажирское судно «Сормович» водоизмещением 32 т с сопловой схемой образования подушки.
«Сормович» имеет гибкое ограждение воздушной подушки высотой 1 м. Газовая турбина мощностью 1870 кВт приводит во вращение 12-лопастный осевой вентилятор и движители — два 4-лопастных воздушных винта изменяемого шага. Пассажирский салон на 50 человек размещён в носовой части судна. Максимальная скорость — 120 км/ч. Для управления судном служат воздушные рули. Серийно суда на воздушной подушке строятся на феодосийском судостроительном заводе «Море».
Кроме лёгких экспериментальных судов создаются более крупные суда на воздушной подушке. Увеличение их размеров выгодно потому, что с ростом площади воздушной подушки уменьшаются удельные затраты мощности на её образование, улучшается мореходность судов.
Одно из первых судов на воздушной подушке с повышенной мореходностью, предназначенных для перевозки пассажиров и грузов через пролив Ла-Манш при волнах высотой до 3 м — английское судно SR.N4 , построенное в 1967 г. Оно имеет сопловую схему образования подушки с гибким ограждением высотой 2,1 м. Водоизмещение судна — 167 т, на нем размещается 670 пассажиров (или 174 пассажира и 30 автомобилей). Четыре газовые турбины мощностью по 3130 кВт приводят во вращение 4 вентилятора и 4 винта изменяемого шага. Максимальная скорость над водой — 120 км/ч.
|
