Водный двигатель принцип работы

Масла для 4-х тактных двигателей Mercury Marine

Бренд Mercury берет свое начало в 1939 году в США, в «сухопутном» штате Висконсин. Первоначально завод назывался «Kiekhaefer Mercury» и предполагал выпуск оборудования по переработке молока, но судьба распорядилась иначе. В 1961 году произошло слияние компании «Kiekhaefer Mercury» с корпорацией BRUNSWICK, которая более 100 лет занималась товарами для активного отдыха. Совместными усилиями был разработан подвесной двигатель, выдававший более 100 л.с. и получивший название MerCruiser. В 1969 году название компании поменялось на современное «Mercury Marine». Сегодня производственные мощности компании находятся в США и Японии, при этом Mercury Marine входит в тройку крупнейших лодочных компаний, производящих 2-х и 4-х тактные лодочные моторы от 3 до 350 л.с., водометы, надувные лодки и комплектующие.

Специально для моторных масел лодочных моторов, в США разработан национальный стандарт – NMMA, ставший мировым. NMMA – Национальная Ассоциация Производителей Водной техники, создана в 1979 г. Стандарт делит водные масла на две группы: для 2-х тактных лодочных моторов – NMMA TC-W и для 4-х тактных – NMMA FC-W. Все мировые производители двигателей водной техники пользуются этими стандартами, однако до их введения для 4-х тактных водных двигателей использовались высококачественные автомобильные масла.

4-х тактные масла, прошедшие соответствующую сертификацию, имеют ромбовидный знак «NMMA Certified FC-W», соответствуют минимальным стандартам, разработанным экспертами NMMA. Особенности сертифицированных масел в их способности длительное время работать в режиме максимальной мощности на высоких оборотах и усиленной антикоррозионной защите двигателя, в том числе при морской эксплуатации, при повышенной влажности и наличии агрессивных солей в воздухе. Сертифицированные масла не предполагают энергосберегающих свойств, обязательных для их автомобильных аналогов, упор делается на длительную защиту двигателей от износа.

При разработке масел, соответствующих требованиям FC-W, производители стремятся решить два главных вопроса. Первый — сопротивление сдвиговым деформациям при работе на высоких оборотах и при повышенных температурах. Второй вопрос – коррозия, в спецификации FC-W имеется дополнительное требование по ингибиторам коррозии, которое не существует ни для одного автомобильного масла. Это дает возможность лучше защищать такие уязвимые поверхности, как пружины клапанов и стенки цилиндров. Поэтому, специальные масла для водной техники стоят дороже автомобильных масел.

Компания Mercury Marine рекомендует использовать только сертифицированные масла, вязкостью SAE ХW-30 для подвесных и подруливающих двигателей, а для стационарных использовать масла с более высокой вязкостью SAE XW-40. Компания Liqui Moly GmbH производит водные масла, сертифицированные NMMA. Для подвесных 4-х тактных лодочных двигателей с 2013 года рекомендуется использовать Marine 4T Motor Oil 10W-30. Для стационарных моторов следует использовать Marine 4T Motor Oil 15W-40 или Marine 4T Motor Oil 25W-40. Для точного определения вязкости масла под конкретный двигатель необходимо обратиться к инструкции по эксплуатации.

Водный двигатель принцип работы

Пособие для водителей катеров, яхт, лодок, судов, водного транспорта

22.05.2015 22:40
дата обновления страницы

История изменения сайта

Любая моторная (силовая) установка спортивного судна состоит из трех основных частей: двигателя, линии вала (трансмиссии) и движителя (гребного винта).

Двигателем называется агрегат, преобразующий любой вид энергии в механическую работу. Те двигатели, которые преобразуют механическую работу из тепловой энергии, называются тепловыми двигателями. Двигатель, в котором сгорание топлива и получение тепловой энергии происходит внутри его цилиндра, называется поршневым двигателем внутреннего сгорания. По процессу смесеобразования поршневые двигатели внутреннего сгорания разделяются на:

1) с внешним смесеобразованием и воспламенением от искры (карбюраторные)

2) с внутренним смесеобразованием и воспламенением смеси от сжатия (дизели).

На туристских и спортивных мотосудах устанавливаются тепловые двигатели внутреннего сгорания, большей частью карбюраторные, однако не исключается и использование дизелей.

По применяемому рабочему циклу (двух- или четырехтактному), по числу цилиндров — от одного до двенадцати, по мощности- от 0,5 л. с. до нескольких тысяч, по числу оборотов двигателя- от 500 до 10 000 в мин., по весовым и габаритным характеристикам, а также по конструкции двигатели спортивных мотосудов чрезвычайно разнообразны. Но, в основном, по конструктивному типу они делятся на два отдельные класса:

Подвесные лодочные моторы

Стационарный мотор на лодке

Мощность существующих подвесных лодочных моторов от 0,5 до 80 л. с. (у специально гоночных и рекордных моторов до 160 л. е.). Удельный вес на 1 л. с. мощности от 6 до 0,7 кг/л.с. при общем весе до 120-130 кг.

Мощность большинства стационарных катерных двигателей от 1 до 500 л. с. при удельном весе от 20 до 2 кг/л.с. На гоночных, рекордных катерах и глиссерах устанавливаются предельно легкие двигатели мощностью до 3000-5000 л. с. Мощность дизелей, используемых на катерах, лежит в пределах 4-1200 л. с. при удельном весе от 30 до 2 кг/л.с.

В карбюраторных двигателях, работающих на легком топливе (бензине), горючая смесь приготовляется вне цилиндра двигателя- в карбюраторе — и поступает в цилиндры в готовом виде.

Зажигание рабочей смеси происходит от электрической искры. В двигателях дизеля, работающих на тяжелом топливе, горючая смесь приготовляется из поступающих раздельно воздуха и топлива внутри цилиндра или в камере («форкамере»), соединенной с цилиндром. Зажигание рабочей смеси происходит от высокой температуры сжатия воздуха, с которым соприкасается распыленное топливо, вспрыснутое в цилиндр двигателя.

Несмотря на некоторое различие в прохождении рабочего процесса этих двигателей — в карбюраторном двигателе сгорание топлива происходит при постоянном объеме и резко повышающемся давлении, в двигателе дизеля топливо сгорает при относительно постоянном давлении и переменном объеме,- устройство их, в основном, одинаково.

Средства для чистки катеров

Водный двигатель принцип работы

Занимайся сёрфингом на озёрах, реках и любых других водоёмах!

Акция «Русская зима»!

Сделай заказ зимой по фиксированной цене со скидкой и получи свой мотосёрф к началу сезона! Количество заказов ограничено.

До конца акции осталось:

Описание и принцип работы

Максимальный вес спортсмена

Максимальная скорость движения

Запас хода при полном баке

Допустимое волнение водоема

Сёрфы

Лучший выбор, для продолжительного сёрфинга на умеренных скоростях.

С Мотосёрфом вы ощутите совершенно новое чувство свободы. Мысли о подходящей погоде останутся в прошлом, теперь всё только в ваших руках. если вы райдер Мотосёрфа!

Новинка! Почувствуй взрывную динамику электричества!

Экологически безопасен! Подходит для использования в акваториях где запрещена эксплуатация технических средств с ДВС. Удобен и прост в эксплуатации.

Комплектация

Комплект поставки:

• мотосёрф или электросёрф;
• многоканальное зарядное устройство (для Электросёрфа);
• портативная подставка на ножках;
• комплект ЗИП-О;
• комплект инструментов и принадлежностей;
• комплект документации;
• технологический чехол;
• упаковка;
• футболка «Мотосёрфер»;
• членство в закрытом клубе мотосёрферов.

Дополнительные аксессуары (скоро в продаже):

• канистра для топлива;
• рюкзак для переноса Сёрфа с мотором;
• дополнительный комплект батарей для Электросёрфа;
• зарядное устройство для Электросёрфа;
• шлем защитный «Мотосёрфер»;
• жилет «Мотосёрфер».

Услуги

Нанесение уникальной аэрографии на ваш сёрф с мотором. Разработка дизайна в подарок!

Разработка и изготовление эксклюзивного сёрфа с мотором с учетом физиологических особенностей и пожеланий клиента. Дорого и круто!

Консультация и техническая поддержка. Всегда на связи! Есть вопросы по работе сёрфа — звони.

Свои сёрфы мы доставляем аккуратно в специальной упаковке. Доставка бесплатно!

Техническое обслуживание и ремонт сёрфов нашего изготовления и иностранных производителей.

Предлагаем услугу расширенной гарантии. Гарантийный срок может быть расширен до 24 и 36 месяцев.

Ваши вопросы

Оставьте заявку и мы перезвоним вам в течение 15 минут

Наша команда

Сёрфы линейки «Шторм» разработаны и изготавливаются полностью нашей командой в России.

Главный конструктор сёрфов заслуженный мастер спорта по судомодельному спорту, неоднократный чемпион мира и рекордсмен в классе лодок с мотором. Сооснователь компании – опытный приборостроитель, менеджер с десятилетним стажем и международной степенью MBA.

Наша производственная площадка позволяет серийно выпускать изделия и контролировать качество на всем производственном цикле. Мы и наши партнеры обеспечиваем сервис, гарантийный и постгарантийный ремонт продукции на всем жизненном цикле.

Наша миссия: развитие и популяризация нового вида спорта в России.

Наша цель: в 2020 г. создать федерацию мотосёрфинга России и провести первые соревнования в Крыму с количеством участников, использующих наши сёрфы, не менее 50. Собираем заявки на участие в первом чемпионате в РФ по скоростному сёрфингу с мотором.

Сотрудничество

Уважаемые партнеры!

В мире данный вид спорта и развлечений активно набирает популярность. В нашей стране Мотосёрфинг пока развит слабо. На заграничных популярных пляжах уже можно встретить точки проката Jetsurf, Mako и др.

Предлагаем Вам рассмотреть возможность открытия точек проката наших мотосёрфов на популярных пляжах и водоемах страны!

Приглашаем к партнерству инвесторов и всех заинтересованных лиц в перспективном проекте на стадии Раннего роста!

Будем рады сотрудничеству с сообществами любителей экстрима и федерациями водных видов спорта.

г. Челябинск, Проспект Родионова, 17-222

Заказ звонка

Заказ

Ваши данные под защитой

Настоящая политика обработки персональных данных (далее по тексту — «Политика») Общества с ограниченной ответственностью «НИИ «ТМ» (далее по тексту — «Компания») устанавливает объем, цели и способы обработки персональных данных пользователей (посетителей) сайта http://motosurf.ru (далее по тексту — «Сайт») и публикуется в открытом доступе в соответствиями с требованиями Федерального закона РФ «О персональных данных» № 152-ФЗ от 27.07.2006 г.

1. Правовые основания обработки персональных данных Правовыми основаниями обработки персональных данных являются, в частности, части 1, 5 пункта 1 статьи 6 Федерального закона РФ «О персональных данных».
2. Согласие пользователя на обработку персональных данных Отправляя сообщение через формы обратной связи, размещенные на сайте, пользователь сайта выражает свое согласие на обработку персональных данных в определенных настоящей Политикой целях и объеме. Пользователь может подписаться на получение рассылки по электронной почте, если такая возможность предоставляется сайтом. Рассылка может содержать сведения о новостях, аналитических материалах, мероприятиях, проводимых Компанией и тому подобное. Заполняя поле «e-mail» пользователь дает свое согласие на получение таких рассылок. Пользователь в любой момент может отозвать свое согласие на получение рассылки. Возможность отписаться от рассылки предоставляется пользователю в каждом письме.
3. Цель обработки персональных данных Целью обработки персональных данных является предоставление пользователю информации о компании, в том числе условий заключения договоров, образцов продукции и т. п. Если пользователь сайта просто просматривает сайт, то персональные данные не обрабатываются.
4. Объем обрабатываемых персональных данных На сайте пользователь может указать следующие персональные данные: фамилию, имя, отчество, адрес электронной почты. На сайте используется технологии обработки куки (cookie) — это небольшие текстовые файлы, в которые браузер записывает данные с посещенных пользователем сайтов. Эти данные служат для сбора информации о действиях посетителей на сайте, для улучшения качества его содержания и возможностей. В любое время пользователь можете изменить параметры в настройках своего браузера таким образом, чтобы браузер перестал сохранять все файлы cookie, а так же оповещал их об отправке. В этом случае некоторые сервисы и функции сайта могут перестать работать или работать некорректно.
5. Конфиденциальность персональных данных Компания не раскрывает третьим лицам и не распространяет персональные данные пользователей сайта без их согласия кроме случаев, предусмотренных федеральным законом.
6. Срок обработки персональных данных Предоставленные пользователем данные обрабатываются бессрочно, либо до момента, когда пользователь не отзовет свое согласие на обработку персональных данных, либо не удалит свою учетную запись.
7. Права субъекта персональных данных Субъект персональных данных вправе направить запрос администратору сайта на получение информации, касающейся обработки его персональных данных в соответствии с требованиями статьи 14 Федерального закона РФ «О персональных данных». Данный запрос может быть направлен в «Службу поддержки»
8. Защита персональных данных Компания принимает меры, необходимые и достаточные для обеспечения выполнения обязанностей, предусмотренных Федеральным законом «О персональных данных» и принятыми в соответствии с ним нормативными правовыми актами. Компания самостоятельно определяет состав и перечень мер, необходимых и достаточных для обеспечения выполнения таких обязанностей. Доступ к персональным данным имеют только уполномоченные сотрудники Компании. Все сотрудники Компании, имеющие доступ к персональным данным, должны придерживаться политики по обеспечению конфиденциальности и защиты персональных данных. В целях обеспечения конфиденциальности информации и защиты персональных данных Компания поддерживает соответствующую ИТ-среду и принимает все меры, необходимые для предотвращения несанкционированного доступа.

Спасибо!

Заявка успешно оформлена, ожидайте нашего звонка.

Вся представленная на сайте информация носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой,
определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Все права защищены.
Копирование материалов запрещено.

реактивное движение

Максимальная скорость привычных водных транспортных средств ограничена. В их двигателях происходит непрямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды: через преобразование в механическую энергию различного рода движителей (гребных винтов, турбин, насосов). Неизбежные при непрямом преобразовании потери приводят к ограничению на максимальную скорость — на уровне 100-130 км/ч (это связано с кавитацией, разрушающей лопасти винтов, импеллеров и др.). Но это ограничение преодолеть можно.

В Центре импульсно-детонационного горения (Центр ИДГ) при Институте химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) разработаны, созданы и испытаны экспериментальные образцы прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя, работающие на иных физических принципах и не имеющие мировых аналогов. В новом движителе происходит прямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды. В результате надводному объекту сообщается гидрореактивная тяга, ускоряющая его до скоростей, недостижимых при использовании традиционных движителей. Отличительная особенность нового движителя — применение наиболее энергоэффективного и энергосберегающего рабочего цикла: цикла Зельдовича* с управляемым детонационным горением смеси моторного топлива с окислителем. Кроме того, в нем нет подвижных механических частей.

Экспериментальные образцы спроектированы специалистами ИХФ РАН на основе гидродинамических расчетов, позволивших оптимизировать параметры движителя. Конструкция и принцип работы движителя просты (рис. 1). Он представляет собой водовод (профилированную трубу с водозаборным устройством и соплом, погруженную в воду) с введенной в него импульсно-детонационной трубкой. Импульсно-детонационная трубка — сердце движителя — предназначена для генерации коротких, но очень интенсивных периодических импульсов давления в виде ударных волн, выходящих в водовод и выбрасывающих забортную воду из водовода через сопло. Каждый импульс давления в импульсно-детонационной трубке — это детонационная волна, образованная в результате зажигания топливной смеси и последующего быстрого, но управляемого перехода горения в детонацию — ускорения пламени от

2000 м/c. Каждая ударная волна, выходящая в водовод, вовлекает воду в движение к соплу и, следовательно, придает движителю импульс силы — реактивной тяги.

Рис. 1. Схема плоского прямоточного водометного движителя

Важнейший фактор, влияющий на передачу количества движения от ударной волны к воде, а значит, и на энергоэффективность,— это сжимаемость воды, которая сильно зависит от содержания в ней газов. Вода в таком движителе всегда насыщена пузырьками с газообразными продуктами детонации предыдущего цикла, а при высокой скорости — еще и кавитационными пузырьками. Сжимаемость пузырьковой среды велика, больше, чем сжимаемость чистого газа. Расчет показывает, что при газосодержании в 20-25% прибавка скорости воды за ударной волной в водоводе может достигать 30-40 м/c.

На рис. 2 показан пример расчета одного цикла (частота циклов 10 Гц) на установившемся режиме работы плоского прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ИДГРД) при набегающем со скоростью 5 м/с потоке воды. Сверху вниз на шести картинках показана эволюция распределения объемной доли. Верхняя и нижняя картинки очень похожи, значит, начальные условия для каждого рабочего цикла хорошо воспроизводятся. К такому же выводу приводит рис. 3, на котором показана расчетная зависимость мгновенной тяги движителя от времени в первых семи рабочих циклах. Повторяемость формы импульсов достигается уже после двух-трех начальных «выстрелов», а средняя тяга в них положительна, то есть направлена против набегающего потока воды. Если разделить значение средней тяги на секундный расход топливной смеси, придем к ключевому показателю энергоэффективности — удельному импульсу тяги. Расчеты показали, что такой прямоточный движитель может иметь удельный импульс на уровне 400 с при начальном давлении топливной смеси в импульсно-детонационной трубке, близком к атмосферному. Это выше, чем у самых современных ракетных двигателей (200-300 с на уровне моря) при очень высоком давлении в их камере сгорания.

Рис. 2. Рабочий цикл прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя при частоте 10 Гц. Красный цвет соответствует газу, синий — воде, а промежуточные цвета — воде с разным объемным газосодержанием. Расчет проведен для половины движителя

Рис. 3. Расчетная зависимость мгновенной тяги прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя от времени при рабочей частоте 10 Гц. Горизонтальная штриховая линия — средняя тяга после нескольких первых циклов

На рис. 4 показана схема экспериментального образца импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ЭО ИДГРД). Как и в расчетной схеме (см. рис. 1), ЭО состоит из импульсно-детонационной трубки и из прямоточного водовода с водозаборным устройством и соплом. Всего создано и испытано шесть ЭО ИДГРД разных конфигураций: пять в бесклапанном исполнении и один с механическим клапаном.

Рис. 4. Схема экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя

Компоненты топлива — горючее (бензин) и окислитель (кислород) — подаются в импульсно-детонационную трубку раздельно. Чтобы исключить преждевременное воспламенение топливной смеси, непосредственно перед ее подачей в трубку кратковременно подается продувочный газ — азот.

Система зажигания состоит из электронного модуля зажигания и двух автомобильных свечей. Система управления включает блок управления и исполнительные устройства — электромагнитные клапаны подачи кислорода и азота, форсунки и модуль зажигания. Программное обеспечение блока управления позволяет задавать интервалы подачи топливных компонентов, продувочного газа и импульса зажигания .

Для организации быстрого перехода горения в детонацию и образования детонационной волны в импульсно-детонационной трубке установлены турбулизаторы-завихрители. Трубка изгибается, так что донорная детонационная волна выходит в сопло водовода соосно (параллельно) потоку воды и, трансформируясь в ударную волну, передает воде запасенное количество движения.

Для проведения огневых испытаний ЭО ИДГРД изготовлен испытательный стенд. Схема испытательного стенда — бассейна с системой создания затопленной струи воды — представлена на рис. 5. Для измерения тяги используется тягоизмерительная рама с датчиком усилия (рис. 6). При обтекании ЭО струей воды без подачи топливных компонентов показания датчика усилия принимаются за ноль, а при работе ЭО датчик измеряет тягу.

Рис. 6. Экспериментальный образец прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя на тягоизмерительной раме

Фото: Сергей Фролов

Рис. 5. Схема испытательного стенда

Система создания затопленной струи включает мотопомпу, а также приемный и подающий водоводы. Вода засасывается в мотопомпу через приемный водовод и вводится обратно в бассейн в виде затопленной струи через подающий водовод. Выходной диаметр сопла подающего водовода практически совпадает с входным диаметром водозаборного устройства ЭО, так что через него проходит большая часть водяного потока, и лишь небольшая часть обтекает ЭО снаружи. Таким образом, испытания проводятся в условиях, когда внешним гидродинамическим сопротивлением можно пренебречь.

На рис. 7 показаны примеры записей датчика усилия при работе ЭО ИДГРД с частотой 1 и 20 Гц. Экспериментальные записи мгновенной тяги очень похожи на расчетные (см. рис. 3), причем средняя тяга в эксперименте также существенно положительна.

Рис. 7. Измерения мгновенной тяги при работе экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя с частотой 1 Гц (сверху) и 20 Гц (снизу)

На рис. 8 показана итоговая экспериментальная зависимость основного показателя энергоэффективности движителя — удельного импульса тяги — от рабочей частоты для всех испытанных ЭО ИДГРД. Видно, что с увеличением рабочей частоты удельный импульс тяги в среднем снижается от

1000 с при частоте 1 Гц до

300 с при 20 Гц, причем при частоте 10 Гц эксперимент хорошо согласуется с расчетом (см. рис. 3). При этом средняя измеренная тяга возрастает с увеличением рабочей частоты от

10 Н при частоте 1 Гц до

40 Н при частоте 20 Гц. Как и в расчете, при экспериментальном определении тяги и удельного импульса первые рабочие циклы не учитывались. В отдельных сериях испытаний показано, что удельный импульс тяги возрастает с увеличением скорости набегающего потока. Это связано с улучшением наполнения водовода водой перед следующим рабочим циклом. Следует подчеркнуть, что во всех испытаниях начальное давление топливной смеси в импульсно-детонационной трубке было близким к атмосферному .

Рис. 8. Измеренные зависимости удельного импульса тяги экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя от рабочей частоты (разные значки для разных образцов)

Отдельно отметим низкий уровень шума при работе ИДГРД и практически полное отсутствие вредных веществ в выхлопных газах. Низкий уровень шума связан с быстрым затуханием ударных волн в струе пузырьковой среды, а отсутствие вредных веществ — с использованием детонационного горения топлива, при котором высокотемпературные химические превращения происходят в режиме самовоспламенения с очень большой скоростью и высокой полнотой реакции.

Таким образом, впервые в мире спроектированы, изготовлены и испытаны ЭО движителя нового типа для скоростного водного транспорта — прямоточного ИДГРД с прямым преобразованием химической энергии топлива в движение воды.

Испытания проведены на специально разработанном стенде, позволяющем создавать набегающий поток воды со скоростью до 10 м/с. Для лучших образцов движителя экспериментально получены удельные импульсы тяги на уровне 1400 с при низкой рабочей частоте (1 Гц) и 400 с при высокой рабочей частоте (20 Гц). То есть удельный импульс оказался значительно выше, чем у современных жидкостных ракетных двигателей с высоким давлением в камере сгорания (до 200-300 атм.).

Создание практического ИДГРД должно стать одной из приоритетных задач для отечественного скоростного флота. Но новый движитель может использоваться и на тихоходных судах, особенно на мелководье и в арктических водах, где ледяная шуга вызывает эрозию гребных винтов. Он отличается энергоэффективностью, простотой конструкции, отсутствием видимых ограничений по быстроходности, чистотой выхлопных газов и низкой шумностью. Для него также характерны: простота регулирования тяги за счет изменения рабочей частоты, простота масштабирования тяги за счет укрупнения и/или изменения количества импульсно-детонационных трубок, простота регулирования вектора тяги без использования поворотных рулей, а также способность работать на любом топливе, причем при использовании воздуха в качестве окислителя.

Сергей Фролов, доктор физико-математических наук, Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, профессор НИЯУ-МИФИ

(По материалам проекта Минобрнауки «Разработка технологии создания гидрореактивной тяги в водометных двигателях высокоскоростных водных транспортных средств и создание стендового демонстрационного образца гидрореактивного импульсно-детонационного двигателя»).

*О демонстрационном образце ракетного двигателя с детонационным горением, использующем цикл Зельдовича, «Наука» рассказывала в февральском номере.

PDF-версия

• 32
• 33

Аппарат на воздушной подушке — Принцип работы

Краткая история создания и основные принципы работы судна на воздушной подушке

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

Аппараты на воздушной подушке находят применение в тех случаях, когда не может быть эффективно использован автомобильный, железнодорожный и обычный водный транспорт. Ховеркрафт может переправить десантные группы с большого десантного корабля на берег со скоростью, достигающей 60 узлов (100 км/ч).

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:

• камерного;
• соплощелевого;
• и многорядного соплового.

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

Компания «Форд мотор» предложила создать СВП «Левапед», у которого воздушная подушка очень тонкая, как в своеобразном газовом подшипнике, и он может двигаться только над специальной гладкой поверхностью типа рельсового пути.

Канадское отделение фирмы «Авро» разрабатывает СВП соплощелевого типа с настолько мощными вентиляторами, что он может подниматься и лететь как реактивный самолет.

Создание тяги и управление

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

1. горизонтальными соплами, в которые поступает воздух от подъемных вентиляторов;
2. наклоном (дифферентом) судна в направлении движения так, чтобы возникла горизонтальная составляющая силы тяги;
3. установкой воздухозаборников подъемных вентиляторов в направлении движения таким образом, чтобы при всасывании воздуха также возникала нужная сила тяги;
4. 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.