Dank der Leistungen eines hervorragenden Ingenieurs und Organisators R. Alekseev ist der einzige Weg, um extrem hohe Geschwindigkeiten auf dem Wasser zu erreichen, ein Ekranoplan.
Der ekranoplan ist eine technische Umsetzung eines bekannten Prinzips: Wenn sich der Flügel in der Nähe einer ebenen Fläche (Bildschirm) bewegt, steigt der Auftrieb mit einem minimalen Widerstandsanstieg merklich an. Diese Erhöhung des Auftriebs wird als "Bildschirmeffekt" bezeichnet. Es ermöglicht Ihnen, die Tragfähigkeit des Flugzeugs im Vergleich zu einem Objekt zu erhöhen, das sich weit von der Oberfläche entfernt befindet, hängt jedoch stark vom (relativen) Abstand vom Flügel zum Bildschirm ab und nimmt mit zunehmendem Abstand schnell ab.
Wenn sich der Flügel in der Nähe einer bewegten, "unruhigen" Oberfläche bewegt, entsteht leider das wesentliche Problem der Stabilität dieser Bewegung. Die Instabilität zwingt dazu, eine ausreichend große Höhe über dem Bildschirm zu halten - wodurch der Bildschirmeffekt reduziert wird.
Dieser Effekt ist abhängig vom Verhältnis der Flughöhe zur Flügelsehne (deren Größe in Fahrtrichtung). Daher versuchen Konstrukteure, den Akkord zu erhöhen, was für einen bestimmten Bereich unweigerlich zu einer Verringerung der Flügelspannweite (deren Größe in Bewegungsrichtung) führt.
Dies ist beispielsweise auf dem Foto des neuesten WIG-Modells, das kürzlich gedruckt wurde, leicht zu sehen. Um die Flughöhe zu erhöhen - bei minimalem Verlust des Bildschirmeffekts - ist es tatsächlich notwendig, die relative Dehnung des Flügels zu reduzieren, was der Hauptfaktor für die aerodynamische Qualität (das Verhältnis von Auftrieb und Luftwiderstand) ist. Wie das gleiche Foto zeigt, ist das neue WIG-Verhältnis von Akkord und Spannweite ungefähr gleich 1, was beispielsweise für Flugzeuge völlig inakzeptabel ist.
(Es ist interessant, dass die Variante des Doppeldeckers, die sich für niedrige Geschwindigkeiten anbietet, erstmals in der neu erstellten WIG "Chaika" implementiert wird).
Die Instabilität der Bewegung an der bewegten Oberfläche ist der Hauptnachteil der Perücke, wenn sie im Meer verwendet wird. Dieser Mangel ist nach Ansicht des Autors für den Einsatz solcher Geräte in Meeresumgebungen entscheidend. Die Praxis hat gezeigt, dass bereits eine Berührung einer Welle bei voller Geschwindigkeit zu erheblichen Schäden führt und einen Unfall verursachen kann. Während des Testens eines erfahrenen Ekranoplan verlor "Orlyonok" einen Teil des Hecks, und nur die persönliche Erfahrung und Intuition von R. Alekseev, der die Lotsenübernahme übernahm, verhinderte die vollständige Zerstörung des Ekranoplan.
Die Verwendung von Mitteln, die unter den Meeresbedingungen so unzuverlässig sind, ist inakzeptabel.
Alternative
In den 80er Jahren als Ergebnis der Forschung des nach dem Akademiker A.N. Krylov wurde vorgeschlagen, einen neuen Hochgeschwindigkeits-Schiffstyp zu entwickeln, der zwar weniger schnell ist als ein Ekranoplan, jedoch eine weitaus größere Zuverlässigkeit bietet.
Für Geschwindigkeiten, die etwa zweimal so groß waren wie der Beginn des Gleitens, wurde ein "Wave-Cutting" - Superfliding-Trimaran (RHT) mit aerodynamischer Entladung vorgeschlagen.
Der hydrodynamische Komplex dieses Schiffes umfasst drei kleine Erweiterungsrümpfe mit gebrochenen Konturen, mit einem Mindestfreibord und einem großen umgekehrten Sattel des Bugbodens jedes Rumpfs. Die Schalen befinden sich in der Draufsicht in einem Dreieck und sind durch Gestelle mit einer Breite unter der Körperbreite mit einem oberflächenbesetzten Flügel verbunden. Als Propeller werden Propeller, die die Oberfläche überqueren, vorgeschlagen, zum Beispiel Arnesons Propeller. Um den dynamischen Abgleich zu steuern und die Nickneigung zu reduzieren, wird vorgeschlagen, an jedem Rumpf Vorschubspoiler zu verwenden.
Der aerodynamische Komplex ist ein bemannter Flügel mit einem Heck-Interceptor, der sich oberhalb der Heckrümpfe befindet und der das Schiff bei Böen des Gegenwinds zur Selbststabilisierung bringt. Der Flügel ist mit dem Rumpfständer mit einem stromlinienförmigen Überbau verbunden.
Es ist geplant, die beiden Hauptantriebsaggregate in den Heckrümpfen und das Schiffskraftwerk - im Bugrumpf - zu platzieren. Die Nutzlast befindet sich im Flügel und im Nasenaufbau.
In fig. 2 zeigt eine Variante eines PBT mit einer Verdrängung von 300 Tonnen bei einer Geschwindigkeit von 100 Knoten.
Wichtige Testergebnisse
Schlepptests zeigten, dass bei einer Verschiebung der Froude-Zahl von mehr als 5 eine leicht positive hydrodynamische Wechselwirkung der Rümpfe auftritt und die Tests vor der Froude-Zahl 7,5 durchgeführt wurden. Daher werden relative Geschwindigkeiten, die 2 bis 2,5 mal höher sind als die Geschwindigkeit des Gleitbeginns, d. H. Als berechneter Geschwindigkeitsbereich genommen. 6,0 - 7,5.
Bei diesen relativen Geschwindigkeiten verlieren gewöhnliche Segelflugzeuge die Stabilität der Längsbewegung: Bei ruhigem Wasser beginnt das spontane Pitching, die sogenannte "Delphination" beginnt. Es wurde jedoch am RHT-Modell nicht beobachtet. Wahrscheinlich dient der Flügelaufbau als ausreichender Dämpfer.
Das Hauptergebnis der Seeversuche war das Fehlen von Zuschlagen im gesamten Wellenlängenbereich und bei Geschwindigkeiten von bis zu 55%. Dies bedeutet eine signifikante, bis zu 7 - 10-fache Verringerung der Vertikalbeschleunigung von Objekten mit großem Maßstab auf Wellen. Wahrscheinlich gibt es kein Zuschlagen, weil die Rümpfe auf Decks die Decks der Wogen mit umgekehrter Schiere aufnehmen, wodurch das Rollen des Kiels verringert wird.
Tests in einem Windkanal erlaubten uns, die aerodynamische Qualität des RHT mit der ursprünglich betrachteten Flügelform auf 5 zu schätzen (siehe unten).
Die skizzenhafte Konstruktion von Rumpfstrukturen aus Leichtmetall ermöglichte die Abschätzung ihrer Masse, die etwa 30-35% der gesamten Verdrängung beträgt.
Anwendungsfälle
Das vorgeschlagene architektonische und konstruktive Schema kann in einem sehr weiten Bereich von Verschiebungen und Geschwindigkeiten angewendet werden. Zum Beispiel in Abb. 3 zeigt ein Rekordboot (mit einem verlassenen Flügel) für eine Geschwindigkeit von etwa 150 Knoten.
Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass das Boot nicht wie bei bestehenden Rennkatamaranen bei Gegenwind umkippt.
Eine Mini-Fähre für 20 Personen mit einer Geschwindigkeit von 50 Knoten, ebenfalls mit einem unbewohnten Flügel, ist in Abb. 1 dargestellt. 4
In der ursprünglich betrachteten Form des bewohnbaren Flügels können Sie ein Patrouillenboot mit Hubschrauber erstellen. 5
Am anderen Ende des betrachteten Verschiebungsbereichs befindet sich der transatlantische RHT mit einer Geschwindigkeit von 130 Knoten und einer berechneten Wellenintensität von 6 Punkten. 6
Die Vor- und Nachteile von PBT sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefasst.
| Im Vergleich zu: | Vorteile | Nachteile. |
| Ekranoplan | Erhöhte Handhabbarkeit und Sicherheit, höhere Antriebseffizienz | Niedrigere erreichbare Geschwindigkeiten |
| Luftkissenfahrzeug | Billiger, kein Lärm, mehr Seetüchtigkeit. | Mehr Abschleppfestigkeit bei ruhigem Wasser |
| Einrumpfschiff auf U-Boot automatisch geführte Flügel | Mehr Geschwindigkeit, weniger Vibrationen, billiger, mehr Platz auf dem Deck | Etwas schlechtere Seetüchtigkeit |
| Einzelne Körperplanung | Kein Slemming, keine Delphine, mehr Platz auf dem Deck | Mehr Körpergewicht Konstruktionen |
| Segelflugkatamaran | Erreichbare Geschwindigkeiten, kein Zuschlagen, Selbststabilisierung | Weniger studiert |
Schlussfolgerung (Empfehlung)
Es ist offensichtlich, dass der ständige Kontakt mit Wasser dem Schiff eine hohe Sicherheit bietet, die die superschnellen "Sezierwellen" bieten, und zwar sowohl hinsichtlich des Nickens als auch der Kontrollierbarkeit.
Es wird empfohlen, Optionen für ein solches Layout in Betracht zu ziehen, wenn "superschnelle" Schiffe für verschiedene Zwecke entworfen werden.
