137 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подводные крылья своими руками

Борд для гидрофойла своими руками

В кайтинге появилось новой направление: Hydrofoil surf (серфинг на гидрофойле). Зимой был куплен гидрофойл, китайская копия Takuma V100, куплен за дорого, поэтому борд к нему нужен был за дешево. Сначала решено было делать его из двух слоев фанеры 5 мм.

Был выточен вот такой вот контур, повторяющий (отдаленно напоминающий) Slingshot Dwarfcraft 4’6″ за $ 699:

даже закладные уже вставил, но после консультации со специалистом (ранее успешно делал серфборды, виндсерфборды, скимборды), оказалось, что после оклейки фанерного варианта стеклотканью вес превысит 10 кг., решили делать с водоизмещением и ближе по виду к оригиналу, но без регулировочных рельс для площадки, а точно под фиксированные закладные. Начали со склейки трех листов (2 см. толщиной) пеноплэкса, стыки сделаны специально для создания шахматного порядка для прочности. Для придавливания использовалось 10 мешочков с сухим песком по 2 кг., сразу задали рокер.

Следующим этапом опираясь на оригинал, сточили с краев для придания формы риданам. Стачивали держателем сеток для затирки шпаклевки — очень неплохо стачивает, а также полоской наждачки для финишных скруглений.

Вот предфинишный результат. Точность контуров не сильно важна — борд в основном, над водой движется.

Далее из 10 слоёв стеклоткани и эпоксидной смолы был сделан стекломат и внедрен в борд (использовали фрезер):

Были изготовлены специальные ванночки (собраны полиуретановым клеем «Момент») для изготовления закладных для передней петли (одна планируется). Прием серферостроителей при изготовлении бордов в гаражных условиях. И на них наклеен двусторонний скотч, еще по периметру этим же полиуретановым клеем приклеены к рабочему столу, чтобы если эпоксидка найдет путь через скотч — всё-равно не вытекла:

Вклеили туда чопики:

Нарезали стеклоткань, как наполнитель для наших боксов под закладные. Смешали с эпоксидной смолой в чистом пивном стакане 0,5 л. в пропорции 1:3 — затвердитель:смола.

Неожиданно (для меня) очень густая масса получилась, впихнул её в ванночки.

погрел феном для придания текучести аморфной жидкости — эпоксидной смоле.

Мотолодка на подводных крыльях «Афалина». Постройка лодки на подводных крыльях

Ленинградские водно-моторные туристы давно познакомились с мотолодкой «МЛ», спроектированной конструктором судоверфи ВЦСПС М. Л. Порцелем под мотор «Москва». Эта лодка послужила прототипом при разработке проекта, предлагаемого вниманию читателей. Конструкция корпуса оставлена практически без изменения, но обводы и архитектура лодки существенно переработаны.

Мотолодка на подводных крыльях «Афалина» предназначается для прогулок и непродолжительных (один-два дня) походов по большим рекам и плесам, где велика вероятность встречи с развитым волнением. С подвесным мотором мощностью 20—30 л. с. лодку можно использовать в качестве буксировщика воднолыжника для отработки элементов фигурного катания.

Боковой профиль лодки построен в соответствии с так называемой «формой трохоиды» — формой волнового профиля, придающей силуэту судна приятную мягкую динамичность, подчеркивающую его скоростные и мореходные качества. Сильно наклоненные плоские поверхности ветрового стекла постепенно, по вогнутой кривой, уменьшаются по высоте к корме, переходя в жесткий высокий комингс кокпита.

Планировка судна, элементы оборудования ничем не отличаются от неоднократно описанных в сборнике проектов и останавливаться подробно на них нет нужды. Заметим лишь, что сиденья на лодке жесткие, складывающиеся и могут быть убраны в нос под палубу; кокпит при этом полностью свободен и здесь можно разложить надувные матрацы или спальные мешки.

Штурвал предлагается расположить на палубе за ветровым стеклом по левому борту таким образом, чтобы ось штурвала была вертикальной. Такое расположение облегчает доступ в носовое подпалубиое пространство, упрощает конструкцию корпуса.

На мой взгляд, в условиях незначительного волнения наибольшей эффективности использования мотолодки можно добиться установкой подводных крыльев. Скорость практически любой глиссирующей лодки увеличивается при этом в 1,2 — 1,3 раза или соответственно увеличивается ее грузоподъемность без существенного падения скорости. В частности, известен случай выхода на крылья судна весом в 800 кг под 20-сильным «Вихрем».

Теоретический чертеж мотолодки на подводных крыльях


увеличить, 1200х1087, 143 Кб

Таблица плазовых ординат

Конструктивный продольный разрез и план
моторной лодки на подводных крыльях


увеличить, 1500х1082, 156 Кб
1 — форштевень, сосна, ламин., 50X60; 2 — топтимберс, 20X50; 3 — бимс, 20X50; 4 — стрингер палубный, 15X30; 5 — кница бимсовая, авиафанера, 4X80X80; 6 — заполнитель, δ = 20; 7 — кница скуловая, авиафанера, 4X80X80; 8 — флортимберс, 20X50; 9 — кница флора, авиафанера, δ = 4; 10, 12, 13 — стойка, накладка, нерж. сталь, 2X30; 11 — ветровое стекло, орг. стекло, δ = 5 — 8; 14 — привальный брус, 20X30; 15 — бортовой стрингер, 15X30; 16 — опора пайолов, 20X20; 17 — флор, авиафанера δ = 4; 18 — киль; 30X50; 19 — карленгс, 20X30; 20 — рамка стекла, нерж. сталь, δ = 2; 21 — полубимс, δ = 20; 22 — бархоут, сосна 20X25 или ясень 15X20; 23 — накладка, ясень, 10X150; 24 — зашивка, авиафанера, слоистый пластик, δ = 2,5 — 3; 25 — подушка, сосна; 26 — скуловой отбойный брус, 30X30; 27 — скуловой брус, 30X40; 28 — продольный редан, дуб, 30X60; 29 — днищевой стрингер, 15X30; 30 — стекло-ограждение, орг. стекло, δ = 5 — 8; 31 — брештук, сосна, дуб, δ = 20; 32 — обшивка транца, авиафанера, δ = 6 — 8; 33 — заполнитель транца, δ = 20; 34 — обшивка транца внутренняя, авиафанера, δ = 4 — 6; 35 — кница, дуб, ламинир., δ = 20; 36 — стойка, дуб, 25X100; 37 — обшивка переборки, авиафанера, δ = 6 — 8; 38 — бимс, сосна, ясень, δ = 20; 39 — опора зашивки, 20X15; 40 — мидельвейс, 15X50; 41 — подушки, δ = 20; 42 — подушка под стекло, 20X30; 43 — обшивка борта, авиафанера, δ = 4 — 5; 44 — обшивка днища и палубы, авиафанера, δ = 5 — 6.

Сечения по шпангоутам

увеличить, 1500х1075, 158 Кб
Обозначения — см. на продольном конструктивном разрезе.

Крыльевое устройство «Афалины» состоит из носового V-образного крыла, пересекающего поверхность воды, и кормового плоского малонагруженного крыла. Носовое крыло крепится к корпусу с помощью изогнутых болтов, под которые подкладывают шайбы такой высоты, чтобы головка-ручка была направлена вниз. Если крыло сделано из легкого сплава, толщину профиля следует увеличить до 0,1 ширины крыла. В любом случае полезно поставить кронштейн, опирающийся на киль, под который по месту подбирают необходимой высоты подкладки. Кормовое крыло крепится к параллелограмму, на котором навешивается мотор. Конструкция позволяет по мере необходимости поднимать и опускать мотор и крыло. Пружины подбираются такими, чтобы уравновесить вес мотора с крылом, и тогда в опущенном состоянии система удерживается только упором винта.

Читать еще:  Самодельное ружье для подводной охоты

Конструкция носового крыла


увеличить, 1500х579, 62,5 Кб
1 — крыло, заготовка 15X220; 2 — боковая стойка, 10X80; 3 — средняя стойка; 10X100;
4 — подкладки деревянные.

Конструкция кормового крыла


увеличить, 1500х1573, 197 Кб
1 — крыло, 10X130; 2 — стойка 10X100; 3 — подмоторная доска; 4 — винт М4Х60; 8 шт.; 5 — рычаг кронштейна (угольник со срезанной полкой); 6 — пружина; 7 — болт М10Х20; 8 — пластина δ = 3;
9 — втулка Ø 40X5; 10 — трубка Ø 20X5, L = 30; 11 — упор, сварить из прутка Ø 10 мм;
12 — болт М10Х30; 13 — шайба 10; 14 — шайба 14; 15 — гайка М10; 16 — серьга пружины, δ = 2;
17 — втулка Ø 14X1,5, L = 13,5, латунь.

Здесь приводится только наиболее простой вариант крепления крыльев к корпусу. Более удачная, но и более сложная система описана А. С. Чугуновым в сборнике № 26 (1970 г.). Углы установки крыльев подбираются последовательным приближением, но для первого выхода носовое крыло надо установить с углом атаки к горизонту минус 1—2°, кормовое +1°.

Топливные баки (мы рекомендуем использовать штатные бачки к моторам «Нептун») устанавливаются за кормовой водонепроницаемой переборкой, тогда в случае случайного выплескивания смеси в кокпит не попадает бензин и масло. Следует иметь в виду, что лодка быстрее выйдет на глиссирование с более носовой центровкой, а после преодоления горба сопротивления груз может быть смещен к корме — на скорости это отразится мало.

Несколько слов необходимо сказать об обводах и гребных винтах. «Афалина» — типичное судно с «глубоким V», но для улучшения прочностных и гидродинамических качеств корпуса днищевым ветвям шпангоутов придана значительная выпуклость. На небольших скоростях лодка ведет себя как обычный килеватый катер: удары по сильно килеватому днищу у скул не велики, зато на полном ходу с небольшой нагрузкой лодка идет на почти плоском сильно вытянутом участке днища с оптимальными углами атаки и мало чувствительна к изменению центровки.

В первом приближении можно подобрать винт, пользуясь рекомендациями приведенной таблицы (мотор «Вихрь-М»):

Подводное крыло для Казанки

Появление на реках и морях ссср судов на подводных крыльях (типа «Ракета» и др.) вызвало большой интерес к катерам на крыльях.

В 1959 г. на основе данных о лодке на подводных крыльях инженера С. Тиайна, опубликованных в журнале «Техника молодежи» № 3 за 1959 г., было изготовлено несколько вариантов подводных крыльев для стандартной дюралюминиевой лодки «Казанка» с мотором «Москва» мощностью 10 л. с. Вариант, показанный на чертеже, дал при испытании лучшие результаты.

Изготовление крыльев

Для изготовления крыльев используется металлическая труба диаметром 500—530 мм, длиной 1550 мм со стенкой 10—12 мм. Из трубы автогеном вырезают полосы шириной по 130 мм.

Для изготовления комплекта крыльев нужны:

  • для переднего крыла: одна полоса длиной 1550 мм на крыло; две полосы на опорные стойки по 450 мм; две стойки из листового железа размером 200X60X2,5 мм и опорная пластина на подкос 150 X 45 X 2,5 мм;
  • для заднего крыла: полоса на крыло длиной 1350 мм; две полосы на опорные стойки по 350 мм; один опорный подкос из листового железа 200X60X2,5 мм и опора к нему. Опорные подкосы устанавливаются под углом, указанным на чертеже.

Для подкрепления бортов под передним и задним крыльями необходимы четыре листа дюралюминия толщиной 3 мм по высоте борта и величине шпации и 4-миллиметровые дюралюминиевые заклепки, которыми листы приклепываются к шпангоутам и стрингерам. Транец лодки вырезают до высоты 260 мм на ширину 300 мм так, чтобы мотор свободно поворачивался и верхняя лопасть винта находилась не выше 30—40 мм над задним крылом.

Транец усиливается листом дюралюминия толщиной 3 мм, приклепанным к угольникам — стойкам транца.

Для обработки крыльев делается приспособление из швеллера № 10 длиной 1300 мм. Высота полок должна обеспечить касание уложенной в него полосы крыла в трех точках, что обеспечит хорошее и точное крепление полосы при обработке ее фрезой.

Заготовка крыла, уложенная в швеллер, закрепляется планками и обрабатывается до ширины 120 мм, а затем фрезеруется на плоскость с вогнутой стороны до толщины около 7 мм так, чтобы кромки были острыми. От точности и чистоты обработки полос зависит ходовое качество крыла.

Обработанные полосы изгибают по шаблонам с углами, указанными на чертеже, в холодном или горячем состоянии под прессом. Изгиб должен быть точным, чтобы получились одинаковые углы атаки по размаху крыла.

Крылья со стойками собирают по заранее заготовленному шаблону с учетом кривизны и наклона бортов лодки (во избежание подгонки после сварки). Места сварки зачищают, а крыло, если оно сделано не из нержавеющей стали, хромируют или лудят; краски на крыле держатся слабо, а без покрытия крылья быстро ржавеют.

Установка крыльев на лодку

Лодка устанавливается на ровную площадку по килю и транцу при помощи уровня.

Переднее крыло устанавливают на расстоянии 2700 мм от транца, под углом атаки 0° к килю, на расстоянии 200 мм от киля по вертикали на равной высоте от обеих скул и крепят на 6 болтах. Сначала сверлят передние нижние отверстия диаметром 5—6 мм и крыло закрепляют предварительно; затем крыло точно выверяют по уровню, после чего сверлят остальные отверстия и ставят в них болты.

Центральный подкос закрепляется к килю в последнюю очередь. Перемещая его вперед или назад, поднимая передний и задний конец опоры,— можно изменить угол атаки средней части крыла. Заднее крыло устанавливается аналогично переднему непосредственно у транца.

Закрепив переднее и заднее крылья к бортам и килю лодки, следует проверить их по шнуру, натянутому от переднего к заднему крылу. Шнур должен лежать по нижним плоскостям крыльев без просветов, что определит нулевой установочный угол атаки. Изготовление крыльев не требует больших затрат и времени, так как их профиль определен радиусом трубы, а обработка несложна.

Первичная установка крыльев занимает 2—3 часа, последующая постановка и съемка — не более 30—40 минут.

Испытание лодки на воде. Первые заезды делает один человек. В лодку берется мешок с песком весом 25—30 кг для определения центровки лодки и места пассажиров. Выбирается тихий день и безлюдное место на воде.

Читать еще:  Ружье своими руками

Уложив мешок у миделя, водитель, сидя у мотора в корме, дает плавное увеличение числа оборотов мотора. С началом движения нос лодки начинает подниматься благодаря большой площади переднего крыла. В этот момент образуется положительный угол атаки крыла и оно быстро выталкивает нос лодки из воды. При подъеме переднее крыло частично выходит из воды и подъемная сила уравновешивается весом носовой части лодки.

Заднее крыло продолжает подниматься вверх, опуская нос лодки и уменьшая угол атаки крыльев. Скорость лодки постепенно растет.

Как только корма лодки выйдет из воды, мотор резко увеличивает число оборотов благодаря уменьшению нагрузки на винт. Число оборотов следует плавно сбавить до нормального и лодка пойдет на крыльях. Это чувствуется по отсутствию ударов о поверхность, высоте подъема корпуса над водой и отсутствию волнообразования от носа и кормы лодки. Если лодка не выходит на крылья или, выйдя, срывается с них, нужно изменить центровку, передвинув мешок с песком вперед или назад.

Качание лодки с борта на борт служит признаком того, что крыло идет очень близко к поверхности воды. В этом случае нужно уменьшить число оборотов мотора или изменить центровку.

Лодка легко слушается руля, имеет крен в сторону поворота и плавно идет по радиусу циркуляции, который зависит от скорости, но не превышает 50 м.

Лодка выходит на крылья и устойчиво идет, имея на борту 3 человек.

Двухлетний опыт эксплуатации лодки на подводных крыльях показал, что при водоизмещении около 400 кг она имеет вдвое большую скорость, чем обычная лодка той же конструкции с тем же мотором; имеет хорошую остойчивость и управляемость. Установка крыльев дает большую экономию бензина.

Мореходные качества лодки хорошие. Волны высотой до 30 см лодка проходит свободно.

Для полного съема мощности мотора «Москва» шаг винта рекомендуется увеличить с 240 до 270—300 мм.

В поисках лучшего профиля, формы и площади крыльев были сделаны крылья из трубы радиусом 250 и 265 мм. Первые из них дали большую подъемную силу, но меньшую скорость ввиду увеличения сопротивления. Крыло из трубы радиусом 265 мм с той же площадью поднимает 3 человек и дает лучший результат.

При разной площади переднего и заднего крыла лодка ведет себя неустойчиво: если положение ЦТ оставалось неизменным, то при увеличении скорости большее крыло выходило из воды. Те же явления наблюдались, если крылья имели разные установочные углы.

Техника — молодёжи 1960-10, страница 46

ЛОДКА НА КРЫЛЬЯХ

Большая скорость на воде— аветная мечта и работников транспорта и люби-«елей водно-моторного спорта.’ Но как ее достичь? Группа конструкторов и рабочих аавода «Красное Сормово»: М. Короткое, А. Некоркин, В. Булаткии и В. Шадрин — изготовила и испытала модель дюралевой лодки с несколькими вариантами подводных крыльев.

Уже иа первых испытаниях проявились преимущества лодки на подводных крыльях. С мотором «Москва», имея иа борту 3 пассажиров, она развила скорость 40 км/час. А лодка без крыльев при тех же условиях проходит только 26 км в час. Убедительная разница!

Крылья делаются съемными, причем снимать И устанавливать их можио как иа суше, так и иа воде.

Соединять плоскости крыльев со стойками можио с помощью сварки, ааклепок или другим способом. Поверхность плоскостей и стоек крыльев, находящаяся под водой, должна быть тщательно обработана и отполирована.

Монтаж крыльев проивводится в следующем порядке: лодка устанавливается вверх днищем так, чтобы киль занимал горизонтальное положение я лодка не имела бы крена. В первую очередь выставляется кормовое крыло, ввтем — носовое. Каждое крыло временно крепится к корпусу с точным соблюдением расстояний от транца и киля, угла атаки (плоская поверхность крыла параллельна килю) и симметрии относительно корпуса. После втого к корпусу приклепываются башмаки и угольники, и в них просверливаются отверстия для стоек и окончательно вакрепляется крыло.

Чтобы гребной винт при ходе лодки иа крыльях погружался достаточно глубоко, в транцевой доске делается вырез. При вксплуатации лодки без крыльев вырез в_ транце крывается вставкой.

Так как носовое крыло шире самой лодки, над ним устанавливается легкое трубчатое ограждение.

В первую поездку проверяются ходовые качества лодки и определяется наивыгоднейшее

расположение пассажиров во время выхода иа крылья. Если лодка ие выходит на крыльа, то нужно проверить правильность нх установки.

Другая конструкция лодки на подводных крыльях опнсвив в номере 3 журнала «Техника — молодежи» за 1959 год. До-

П СОФИЯ Ь КОРМОВОГО КРЫЛА

стоинство иов ж лодки заключается в том. что для нее взяли корпус серийной мотолодки, а ие полуглиссирующей типа «Мир», и к нему приделали крылья. После втого лодка увеличивает скорость в полтора раза.

Л. КОМЯГИНА, инженер

КАК САМОМУ СДЕЛАТЬ КРЫЛЬЯ ДЛЯ КАТЕРАТ

Подводное крыло должно иметь точно выдержанный профиль, заданные рас» четные размеры, как можно более гладкую поверхность и необходимую прочность.

Нержавеющая сталь — лучший материал для подводных крыльев. Почти так же хороши крылья, сделанные из бронзы. идущей и изготовление водных винтов. Эти материалы не требуют покрытий и прочны, но малодоступны.

Крылья могут быть изготовлены также из алюминиевого сплава. Чтобы нх отлить, делают деревянную модель. Но онн ■требуют такой же тщательной защиты от корровни, как и изготовленные ив простой стали.

Можио сделать крылья сегментного профиля. В втом случае вырезают .ив стальной трубы подходящего диаметра полосу нужной ширины н нижнюю часть ее опиливают, чтобы получилась плоскость. Этот способ был предложен инженером С. Тнайиом.

Если нет толстостенных труб большого диаметра, можио сделать крыло из заготовки, вырезанной из толстого листа, обработав ее иа строгальном или фрезерном станке. Для втого изготавливают шаблон и укрепляют его на торце заготовки.

Можно также крыло любого профиля получить ив полосы-заготовки увеличенной ширины. Ее сворачивают в кольцо, сваривают концы и обтачивают на токарном станке. П >сле окончания механической обработки и тщательной полировки профиля кольцо разрезается и осторожно, так, чтобы не повредить формы профиля, распрямляется. Прн разгибании кольца профиль немного нвменится, но величина отклонения будет невелика.

Крыло может быть нвготовлено пустотелым из тонкого листа. Заготовка для спиики выколачивается вручную или прокатывается на знг-машиие до получения нужного профиля. Концы для сварки запиливаются. Нижняя н верхняя заготовки свариваются и опиливаются вруч иую Вместо сварки при хорошей подгонке их можио спаять медным припоем с помощью паяльной лампы.

Возможно изготовление крыльев из текстолита, из бакелизироввниой фанеры, так называемого «понтоииикв», на плексигласа, винипласта и из других подобных материалов.

Подводные крылья

Пущенная на воды озера Маггиоре, лодка с надстроенными «крыльями», созданная итальянским изобретателем, достигла небывалой для 1906 года скорости – 68 км/ч. Двигатель лодки обладал мощность всего 60 лошадиных сил и приводил в движение два воздушных винта, вращающихся в противоположных направлениях.

Читать еще:  Рыболовные тонкости

Принцип действия

Подводные крылья – это устройства, входящие в конструкцию корпуса корабля, выполненные в виде крыльев (отсюда и название). Их основным назначением является уменьшение силы трения и сопротивления воды, корпусу корабля, а также уменьшение осадки судна. Принцип действия подводных крыльев, аналогичен крыльям летательных аппаратов. При больших скоростях, за счет изгиба крыла, корабль поднимается над водой. Погруженными остаются лишь крылья и двигатели. Оптимальная сила выталкивания судна зависит от его скорости. Так как плотность воды больше плотности воздуха в 800 раз, то и площадь крыла, как и скорость корабля, при той же силе выталкивания, что и у самолета, будет меньше в 800 раз.

Подобные суда способны перемещаться по воде в двух режимах:

  • В режиме обычного корабля. Каждый тип судна на подводных крыльях имеет расчетную скорость, при которой выталкивающая сила поднимает корпус корабля над водой (аналогично взлетной скорости самолета). До достижения этой скорости, судно погружено в воду, в соответствии с законом Архимеда. При этом сильно увеличивается осадка, так как крылья увеличивают ее. Для решения этой проблемы, применяются складные крылья и поднимающиеся винты.
  • В режиме судна на подводных крыльях. Достигая скорости выталкивая, корабль поднимается над водой, за счет уменьшения силы трения, скорость резко возрастает, а осадка становиться минимальной.

Существуют два основных типа подводных крыльев:

Крыло частично погруженное в воду. При увеличении площади соприкосновения с водой подобных крыльев, увеличивается и создаваемая ими выталкивающая сила. Благодаря этому свойству, судно более устойчиво при возникновении волн. Для улучшения плавности движения корабля при сильном волнении, частично погруженные крылья можно оснастить закрылками с автоматическим управлением.

Полностью погруженное (U-образно) крыло. Управление выталкивающей силой при полном погружении крыла в воду, осуществляется путем изменения угла атаки (поворот крыла целиком) или отклонением закрылок, которые расположены на неподвижном крыле, вдоль задней кромки. Регулирование положения судна над водой, обеспечивается системой автоматического управления. Компьютер управления, отслеживает положение судна и автоматически осуществляет его балансировку.

Подводные крылья могут располагаться по-разному, как относительно друг друга, так и относительно корпуса судна.

Всего существует три типа, применяемых в практике, компоновок подводных крыльев:

  1. Расположение крыла аналогично авиационному (самолетная компоновка). При таком положении, крыло больших размеров (главное), расположено перед метацентром корабля, а крыло меньших размеров (второстепенное), находится позади центра тяжести. Крылья такого типа применяются на малых судах, с небольшой осадкой.
  2. Расположение крыла по схеме – «утка». Такая конструкция предполагает размещение меньшего крыла перед основным (напоминая по форме утку). Применяются аналогично «авиационным».
  3. Тандемная схема. Тандемные крылья равнозначны между собой и расположены спереди и сзади метацентра судна, на одинаковом от него расстоянии. Подобная схема используется в конструкции крупных, мореходных судах на подводных крыльях.

Двигательные установки судов на подводных крыльях

Для выхода на глиссаду (то есть достижения скорости, достаточной, что бы «встать» на крылья), судно должно обладать мощным двигателем. На судах с подводными крыльями применяются двигатели внутреннего сгорания (дизельные) и газотурбинные установки. Совместно с ними применяются водометные и винтовые движители. Крупнотоннажные суда оснащаются движителями обоих типов, переключающихся в зависимости от режима движения корабля, чаще всего они приводятся в действие газотурбинными установками.

Особенности движения крыла в воде

При движении подводного крыла в воде, на его верхней поверхности образуется зона пониженного давления. Это способствует возникновению воздушных пузырьков, этот эффект называется – кавитацией. Схлопываясь, воздушные пузырьки способны повредить крыло. Область низкого давления, достаточная для возникновения пузырьков, образуется при достижении судном определенной скорости.

По возникновению кавитации, подводные крылья делятся на два типа:

  • Бескавитационныые крылья. Их максимальная скорость, ниже скорости, необходимой для возникновения кавитации.
  • Суперкавитирующие. Крылья для сверхскоростных судов. Профиль крыла выполнен таким образом, что кавитационные пузырьки схлопываются на расстоянии от поверхности крыла.

В 1956 году был разработан новый тип профиля крыла, призванный стать независимым от кавитации. Он представляет собой симметричный клин. При движении в жидкости на его гранях возникает положительное динамическое давление. На его внешней выпуклой стороне давление уменьшается, а на вогнутой – повышается. В области высокого давления, возникающей на выпуклой стороне искривленного клина, эффект кавитации отсутствует, а при больших углах атаки крыла, отгибы задних кромок затягиваю возникновение кавитации.

Особенности применения подводных крыльев

Внедрение подводных крыльев привело к изменению архитектуры использующих их судов. Для уменьшения аэродинамического сопротивления корпуса, суда данного типа стали обтекаемых форм. Из-за малой грузоподъемности, основное назначение таких кораблей стала перевозка пассажиров и экскурсии, их внутреннее расположение салона, соответствует салону самолета.

Рулевая рубка (капитанский мостик) располагаются в носовой части корабля для улучшения обзора при прохождении извилистых рек. Хозяйственные помещения, размещаются между пассажирским салоном и машинным отделением, тем самым ослабляя шум двигателей (проникающий в салон) и повышая комфорт пассажиров.

Для проектирования судов на подводных крыльях, были разработаны новые методики разработки корпуса. С учетом увеличенного изгибающего момента. К тому же, особенности эксплуатации предполагают сильные удары волн о корпус, в режиме глиссирования судна.

Все эти факторы определяются конструкцией крыльевого устройства, особенно носового. В результате применения подводных крыльев, разработанных под руководством доктора технических наук, профессора Н.В. Маттеса, удалось снизить динамические нагрузки на корпус до 50 – 60%.

Подводные крылья и корпус судна, в среднем составляют 45 – 55% от его порожнего веса. Поэтому оптимальными материалами для создания глиссеров являются легкие и прочные сплавы алюминия и нержавеющая сталь, для изготовления крыльев. В настоящее время на многих малых судах применяются крылья из стеклопластиков с армированием, позволяющие значительно уменьшить вес судна.

Технология изготовления судов на подводных крыльях очень дорогая. Поэтому в отдельных случаях, конструкторы идут на ухудшение гидродинамических характеристик, уменьшая стоимость постройки корабля. Например, клепаные сочленения корпусов заменяются сварными соединениями. Это утяжеляет конструкцию в целом, но многократно снижает трудоемкость и стоимость работ.

Способы управления подводными крыльями

Управление выталкивающей силой на судне с подводными крыльями осуществляется изменением угла атаки крыла, либо закрылками. В настоящее время, все системы управления – автоматизированы. Оператор производит лишь грубое управление – поворот, замедление и ускорение судна, а стабилизацию движения обеспечивает центральный процессор управления судном. Получая информацию о положении судна с датчиков, он передает сигналы на изменение угла атаки крыла или закрылок. Удерживая судно в заданном оператором положении. Для глиссеров применяются только самые быстродействующие процессоры и датчики, так как время прохождения и обработки сигнала на больших скоростях, должно быть минимально.

Источники:

http://pikabu.ru/story/bord_dlya_gidrofoyla_svoimi_rukami_6762042
http://vodnyimir.ru/Motolodka_na_krylyah_Afalina.html
http://www.barque.ru/projects/1963/hydrofoil_for_kazanki
http://zhurnalko.net/=nauka-i-tehnika/tehnika-molodezhi/1960-10—num46
http://zewerok.ru/podvodnye-krylya/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Наш сайт использует файлы cookies, чтобы улучшить работу и повысить эффективность сайта. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с использованием нами cookies и политикой конфиденциальности.

Принять
Adblock
detector