Скеговые суда на воздушной подушке

Схемы образования воздушной подушки

1 — с центральным соплом; 2 — камерная схема с юбкой (гибким ограждением); 3 — камерная схема с жесткими бортовыми ограждениями (скегами); 4 — схема без юбки с кольцевым соплом по периметру подушки; 5 — схема с лабиринтным уплотнением; 6 — схема с юбкой и кольцевым сопл

ом по периметру подушки

Суда на воздушной подушке

1 — амфибийное судно с воздушным винтом; 2 — полуамфибийное судно с водяным гребным винтом; 3 — судно с бортовыми ограждениями воздушной подушки (со скегами) и с Z-образным приводом на водяной гребной винт.

Два последних из указанных способов ограничения истечения воздуха являются характерными признаками двух типов судов: амфибийных судов на воздушной подушке с эластичными юбками и скеговых судов на воздушной подушке с заглубленными в воду бортовыми жесткими стенками. Перечисленные типы судов различаются как движителями, так и средствами управления. На амфибийных судах устанавливают воздушные винты или реактивные движители. Управление амфибийным судном осуществляется с помощью больших рулей, размещаемых в отбрасываемых движителями воздушных струях, либо изменением направления упора воздушных винтов или реактивных сопл путем их поворота. Для таких судов вода играет роль только опорной поверхности. Скорости некоторых амфибийных судов достигают 140 км/ч и даже больше. На скеговых судах на воздушной подушке устанавливают водяные гребные винты и рули обычного типа. Винты и рули в воде имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем в воздухе. Благодаря этому энергетическая установка скегового судна используется более эффективно. Маневренность такого судна выше, чем у амфибийного. Однако опущенные в воду скеги увеличивают сопротивление судов, что приводит к потерям скорости. Стремление сохранить преимущества, присущие обоим типам судов, привело к созданию полуамфибийного судна на воздушной подушке. У этого судна, днище которого по всему периметру окаймлено эластичной юбкой, гребные винты и рули работают в воде.

Опыт эксплуатации судов на воздушной подушке с 1959 г. до наших дней показал преимущество судов с гибким ограждением. За эти годы было построено большое число разнообразных судов на воздушной подушке, главным образом в Англии, но также в Японии, США, во Франции и в СССР. Сотни таких судов уже перевозят миллионы пассажиров на регулярных линиях в Ла-Манше, Ирландском море, на средиземноморском побережье Франции и Италии, в Канаде, США и странах Карибского моря, а также в Японии и Австралии. Большинство судов на воздушной подушке имеет вместимость до 100 пассажиров, но с 1968 г. началась эксплуатация судов типа 5К4, вмещающих 254 пассажира и 30 легковых автомашин. Эти суда пересекают Ла-Манш за 40 минут. В 1976 г. через Ла-Манш судами на воздушной подушке (главным образом судами типа 5К4) было перевезено около 2 млн. пассажиров, что составляет 25% общего количества перевезенных людей. Доля судов на воздушной подушке в пассажирских перевозках к 1978 г. возросла почти до 50%. Этому в немалой степени способствовал ввод в строй с середины 1977 г. 400-местных французских судов на воздушной подушке типа «Навиплан 500». Это судно, на палубе которого можно одновременно перевозить 45 легковых автомашин, в настоящее время является наибольшим судном на воздушной подушке во всем мире. Общая масса судов типа «Навиплан 500» составляет 260 т, скорость на тихой воде — 75 уз; мощность энергетической установки достигает почти 12 тыс. кВт.

Общий вид (при снятой наружной обшивке) судна на воздушной подушке типа 5К4. В правом нижнем углу — вид на судно снизу в уменьшенном масштабе

Тенденция к увеличению размеров судов на воздушной подушке все время растет. Так, судно типа 5К4 было удлинено на 17 м, благодаря чему его пассажировместимость возросла до 416 мест.

В дальнейшем можно предположить создание больших судов на воздушной подушке массой в тысячи тонн. Однако предварительно необходимо решить совсем другие проблемы. Одной из таких проблем является уменьшение шума, которое требуется не только для повышения комфортности судов, но и для охраны окружающей среды. В этом смысле заслуживают внимания скеговые суда на воздушной подушке. На этих судах нет главного источника шума — воздушных винтов, неизбежных на судах амфибийного типа. Жесткие бортовые стенки — скеги — погружены в воду именно настолько, что оказывается возможно применение водяных гребных винтов. Это приводит к снижению уровня шума и одновременно уменьшает расход энергии на воздушную подушку. На 16-тонном британском скеговом судне НМ-2 удельная мощность главного вентилятора составляет всего 8,3 кВт/т, это меньше одной пятой удельной мощности амфибийного судна. Еще лучших результатов добились на советских скеговых судах на воздушной подушке типа «Орион» и «Горьковчанин», где удельная мощность главных вентиляторов меньше 2 кВт/т. Правда, это речные суда, которые нельзя непосредственно сравнивать с морскими судами, где высота подушки должна быть гораздо больше. Тем не менее, можно прийти к выводу, что применение скегов дает значительное снижение расхода энергии на парение на воздушной подушке. Однако скорости, достигнутые скеговыми судами на воздушной подушке, на 20—30 уз меньше, чем скорости амфибийных судов.

Боковой вид и поперечное сечение трансокеанского судна на воздушной подушке со скегами (проект)

Полная масса 5000 т; грузоподъемность 1800 т; эксплуатационная скорость 100 уз

Хотя удельная энерговооруженность и уменьшается с ростом размеров судов на воздушной подушке, однако даже у 10000-тонного судна она едва ли будет меньше 25 кВт/т. Наряду с большими трудностями, связанными с созданием главных двигателей столь огромной мощности и движителей для них, возникает почти неразрешимая проблема запасов топлива. Если на 10000-тонном судне на воздушной подушке с мощностью энергетической установки около 250000 кВт установить газовые турбины, то масса топлива для 20-часового рейса составит от 1/3 до 1/4 его полной массы. Другими словами, полезная грузоподъемность судна будет почти полностью исчерпана.

На рисунке справа привод главного вентилятора и воздушного винта от одной газовой турбины на амфибийном судне на воздушной подушке: 1 — газовая турбина; 2 — компрессор газовой турбины; 3 — камера сгорания; 4 — главный вентилятор; 5 — воздухоприемники главного вентилятора; 6 — юбка (гибкое ограждение воздушной подушки); 7 — воздушная подушка; 8 — толкающий воздушный винт регулируемого шага; 9 — рулевой валик с червячным приводом для изменения направления упора (для поворота судна)

 Скачать реферат