Nhờ những thành tựu của một kỹ sư và nhà tổ chức xuất sắc R. Alekseev, ngày nay phương tiện duy nhất để đạt được tốc độ cực cao trên mặt nước là một ekranoplan.
Ekranoplan là một triển khai kỹ thuật của một nguyên tắc nổi tiếng: khi cánh di chuyển gần một bề mặt phẳng (màn hình), lực nâng tăng lên rõ rệt với sự tăng sức đề kháng tối thiểu. Sự gia tăng lực nâng này được gọi là hiệu ứng màn hình trên màn hình. Nó cho phép bạn tăng khả năng mang vác của máy bay so với một vật thể di chuyển xa khỏi bề mặt, nhưng nó phụ thuộc rất nhiều vào khoảng cách (tương đối) từ cánh đến màn hình và giảm nhanh khi tăng khoảng cách này.
Thật không may, khi cánh di chuyển gần một bề mặt kích động, "bồn chồn", vấn đề thiết yếu của sự ổn định của chuyển động này phát sinh. Sự không ổn định buộc người ta phải duy trì độ cao đủ lớn phía trên màn hình - kết quả là hiệu ứng màn hình bị giảm.
Hiệu ứng này phụ thuộc vào tỷ lệ chiều cao của chuyến bay với hợp âm cánh (kích thước của nó dọc theo hướng di chuyển). Do đó, các nhà thiết kế đang cố gắng tăng hợp âm, điều này đối với một khu vực nhất định chắc chắn sẽ dẫn đến giảm sải cánh (kích thước của chúng theo hướng chuyển động).
Điều này dễ thấy, ví dụ, trong ảnh của mô hình của WIG mới nhất, gần đây được hiển thị trong bản in. Trên thực tế, để tăng chiều cao của chuyến bay - với hiệu ứng màn hình bị mất tối thiểu - cần phải giảm độ giãn dài tương đối của cánh, đây là yếu tố chính quyết định chất lượng khí động học (tỷ lệ nâng và kéo). Như cùng một bức ảnh cho thấy, tỷ lệ WIG mới của hợp âm và nhịp xấp xỉ bằng 1, điều này hoàn toàn không thể chấp nhận được, ví dụ, đối với máy bay.
(Điều thú vị là biến thể của biplane, vốn gợi ý cho tốc độ thấp, lần đầu tiên được triển khai trong WIG "The Seagull" mới được tạo ra).
Sự không ổn định của chuyển động ở bề mặt kích động là nhược điểm chính của tóc giả khi sử dụng nó ở biển. Sự thiếu hụt này, theo tác giả, là quyết định liên quan đến việc sử dụng các thiết bị như vậy trong môi trường biển. Thực tế đã chỉ ra rằng ngay cả một lần chạm sóng ở tốc độ tối đa cũng dẫn đến thiệt hại đáng kể và có thể gây ra tai nạn. Do đó, trong quá trình thử nghiệm một ekranoplan có kinh nghiệm "Orlyonok" đã mất một phần đuôi tàu, và chỉ có kinh nghiệm và trực giác cá nhân của R. Alekseev, người đã tiếp quản phi công, đã ngăn chặn sự phá hủy hoàn toàn của ekranoplan.
Việc sử dụng vốn, vì vậy không đáng tin cậy trong điều kiện biển, là không thể chấp nhận được.
Thay thế
Vào những năm 80, là kết quả nghiên cứu của Viện nghiên cứu trung ương mang tên Viện sĩ A.N. Krylov đã được đề xuất một loại tàu siêu tốc độ mới, mặc dù nhanh hơn so với ekranoplan, nhưng cung cấp độ tin cậy cao hơn nhiều.
Đối với vận tốc lớn hơn khoảng 2 lần so với lúc bắt đầu trượt, một trimara siêu trượt "cắt sóng" (RHT) với việc dỡ tải khí động học đã được đề xuất.
Tổ hợp thủy động lực học của tàu này bao gồm ba thân tàu mở rộng nhỏ với các đường viền bị hỏng, với một tấm ván tối thiểu và yên lớn phía sau của mũi tàu trên mỗi thân tàu. Vỏ được đặt trong một hình tam giác trong kế hoạch và được kết nối với một cánh có người lái trên bề mặt bằng các giá đỡ có chiều rộng nhỏ hơn chiều rộng của cơ thể. Như cánh quạt, cánh quạt xuyên qua bề mặt được đề xuất, ví dụ, cánh quạt của Arneson. Để kiểm soát phần cắt động và giảm độ dốc, nên sử dụng các bộ phận cấp liệu trên mỗi thân tàu.
Tổ hợp khí động học là một cánh có người lái với một máy bay đánh chặn nghiêm khắc, nằm phía trên thân tàu, giúp tàu tự ổn định trong những cơn gió mạnh. Cánh được kết nối với chân đế của mũi với cấu trúc thượng tầng được sắp xếp hợp lý.
Nó được lên kế hoạch để đặt hai đơn vị năng lượng chính trong thân tàu phía sau và nhà máy điện tàu - trong thân tàu mũi. Trọng tải được đặt ở cánh và cấu trúc thượng tầng mũi.
Trong hình 2 cho thấy một biến thể của PBT với lượng giãn nước 300 tấn với tốc độ 100 hải lý / giờ.
Kết quả kiểm tra chính
Các thử nghiệm kéo dài cho thấy khi số lượng Froude trong dịch chuyển lớn hơn 5, có một tương tác thủy động lực học nhẹ của thân tàu và các thử nghiệm đã được thực hiện trước số Froude 7.5. Do đó, tốc độ tương đối cao hơn 2,5 lần so với tốc độ bắt đầu trượt, tức là, được lấy làm phạm vi tốc độ tính toán. 6.0 - 7.5.
Ở những tốc độ tương đối này, tàu lượn bình thường mất đi sự ổn định của chuyển động theo chiều dọc: trên mặt nước phẳng lặng, bắt đầu ném bóng tự phát, cái gọi là sự phân định của Drake bắt đầu. Tuy nhiên, nó đã không được quan sát trên mô hình RHT. Có lẽ, cấu trúc thượng tầng cánh đóng vai trò là một bộ giảm xóc đủ.
Kết quả chính của các thử nghiệm trên biển là thiếu độ dốc trong toàn bộ bước sóng và với tốc độ hoàn thành lên tới 55%. Điều này có nghĩa là giảm đáng kể, tới 7 - 10 lần, giảm gia tốc dọc của các vật thể có kích thước đầy đủ trên sóng. Có lẽ, không có tiếng lạch cạch nào vì thân tàu nhận được đỉnh của sóng trên boong tàu với độ đảo ngược, làm giảm lực lăn.
Các thử nghiệm trong một đường hầm gió cho phép chúng tôi ước tính chất lượng khí động học của RHT với hình dạng cánh ban đầu được coi là bằng 5 (xem bên dưới).
Thiết kế sơ sài của các cấu trúc vỏ hợp kim nhẹ giúp ước tính khối lượng của chúng, chiếm khoảng 30 - 35% tổng lượng dịch chuyển.
Ca sử dụng
Đề án kiến trúc và xây dựng được đề xuất có thể được áp dụng trong một phạm vi rất rộng của các chuyển vị và tốc độ. Ví dụ, trong hình. 3 cho thấy một chiếc thuyền kỷ lục (với một cánh bỏ hoang) cho tốc độ khoảng 150 hải lý.
Ưu điểm của sự sắp xếp này là chiếc thuyền sẽ không bị lật trong một cơn gió ngược, giống như với các catamaran đua hiện có.
Một chiếc phà nhỏ cho 20 người với tốc độ 50 hải lý, cũng với một cánh không có người ở, được thể hiện trong hình. 4
Hình thức được xem xét ban đầu của cánh có thể ở được cho phép bạn tạo ra một chiếc tàu tuần tra mang theo một máy bay trực thăng, hình. 5
Ở đầu kia của đường dịch chuyển được xem xét là RHT xuyên Đại Tây Dương với tốc độ 130 hải lý / giờ và cường độ sóng tính toán là 6 điểm, hình. 6
Những ưu điểm và nhược điểm của PBT được tóm tắt trong bảng dưới đây.
| So với: | Lợi ích | Nhược điểm. |
| Ekranoplan | Tăng khả năng quản lý và an toàn, tăng hiệu quả đẩy | Tốc độ thấp hơn có thể đạt được |
| Thủy phi cơ | Rẻ hơn, không ồn ào, đi biển nhiều hơn. | Thêm sức cản kéo trên mặt nước yên tĩnh |
| Tàu một thân trên tàu ngầm tự động cánh hướng dẫn | Tốc độ nhanh hơn, ít rung hơn, rẻ hơn, nhiều không gian trên boong | Hơi kém đi biển |
| Kế hoạch đơn thân | Không slemming, không cá heo, không gian boong | Thêm trọng lượng cơ thể công trình xây dựng |
| Catamaran lướt | Tốc độ cao hơn có thể đạt được, không có tiếng lạch cạch, tự ổn định | Ít nghiên cứu |
Kết luận (khuyến nghị)
Rõ ràng là việc tiếp xúc liên tục với nước sẽ cung cấp cho tàu "sóng phân tán" siêu nhanh được đề xuất với độ an toàn cao cả về mặt ném và khả năng kiểm soát.
Nên xem xét các lựa chọn cho cách bố trí như vậy khi thiết kế các tàu "siêu nhanh" với nhiều mục đích khác nhau.
