Двигатель катера на воздушной подушке. Любительские аппараты на воздушной подушке

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.

Идея движения на воздушной подушке

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.

Высокие скоростные характеристики и амфибийные возможности аппаратов, передвигающихся на воздушной подушке (АВП), а также сравнительная простота их конструкций привлекают внимание конструкторов-любителей. В последние годы появилось немало небольших АВП, построенных самостоятельно и используемых для спорта, туризма или хозяйственных разъездов.

В некоторых странах, например в Великобритании, США и Канаде, налажено серийное промышленное производство малых АВП; предлагаются готовые аппараты либо наборы деталей для самостоятельной сборки.

Типичный спортивный АВП компактен, прост по конструкции, имеет независимые друг от друга системы подъема и движения, легко передвигается как над землей, так и над водой. Это преимущественно одноместные аппараты с карбюраторными мотоциклетными или легкими автомобильными двигателями воздушного охлаждения.

Туристские АВП более сложны по конструкции. Обычно они двух- или четырехместные, предназначены для сравнительно длительных путешествий и соответственно имеют багажники, топливные баки большой емкости, приспособления для защиты пассажиров от непогоды.

Для хозяйственных целей используются небольшие платформы, приспособленные для транспортировки преимущественно сельскохозяйственных грузов по пересеченной и болотистой местности.

Основные характеристики

В табл. 1 сопоставляются важнейшие технические данные наиболее популярных английских любительских АВП. Таблица позволяет ориентироваться в широком диапазоне значений отдельных параметров и использовать их для сравнительного анализа с собственными проектами.

Самые легкие АВП имеют массу около 100 кг, самые тяжелые - более 1000 кг. Естественно, чем меньше масса аппарата, тем меньшая требуется мощность двигателя для его движения или тем более высокие эксплуатационные качества могут быть достигнуты при той же потребляемой мощности.

Ниже приводятся наиболее характерные данные о массе отдельных узлов, составляющих общую массу любительского АВП: карбюраторный двигатель с воздушным охлаждением - 20-70 кг; осевой нагнетатель. (насос) - 15 кг, центробежный насос - 20 кг; воздушный винт - 6-8 кг; рама мотора - 5-8 кг; трансмиссия - 5-8 кг; кольцо-насадка воздушного винта - 3-5 кг; органы управления - 5-7 кг; корпус - 50-80 кг; топливные баки и бензопроводы - 5-8 кг; сиденье - 5 кг.

Общая грузоподъемность определяется расчетом в зависимости от числа пассажиров, заданного количества перевозимого груза, запасов топлива и масла, необходимых для обеспечения требуемой дальности плавания.

Параллельно с расчетом массы АВП требуется точный расчет положения центра тяжести, поскольку от этого зависят ходовые качества, остойчивость и управляемость аппарата. Главным условием является то, чтобы равнодействующая сил поддержания воздушной подушки проходила через общий центр тяжести (ЦТ) аппарата. При этом необходимо учитывать, что все массы, изменяющие свою величину в процессе эксплуатации (такие, например, как горючее, пассажиры, грузы), должны быть размещены вблизи от ЦТ аппарата, чтобы не вызывать его перемещения.

Центр тяжести аппарата определяется расчетом по чертежу боковой проекции аппарата, где наносят центры тяжести отдельных агрегатов, узлов конструкции пассажиров и грузов (рис. 1). Зная массы G i и координаты (относительно осей координат) x i и y i их центров тяжести, можно определить положение ЦТ всего аппарата по формулам:

От туристских и спортивных АВП, как, впрочем, и от других типов любительских АВП, требуется простота изготовления, использование в конструкции легкодоступных материалов и агрегатов, а также полная безопасность эксплуатации.

Говоря о ходовых характеристиках, подразумевают высоту парения АВП и связанную с этим качеством способность преодоления препятствий, максимальную скорость и приемистость, а также длину тормозного пути, остойчивость, управляемость, дальность хода.

В конструкции АВП принципиальную роль играет форма корпуса (рис. 2), которая является компромиссом между:

• а) круглыми в плане обводами, которые характеризуются наилучшими параметрами воздушной подушки в момент зависания на месте;
• б) каплевидной формой обводов, которая предпочтительнее с точки зрения снижения аэродинамического сопротивления при движении;
• в) заостренной в носу ("клювообразной") формой корпуса, оптимальной с гидродинамической точки зрения во время движения по взволнованной поверхности воды;
• г) формой, оптимальной для эксплуатационных целей.

Используя статистические данные по существующим конструкциям, которые соответствуют вновь создаваемому типу АВП, конструктор должен установить:

• массу аппарата G, кг;
• площадь воздушной подушки S, м 2 ;
• длину, ширину и очертания корпуса в плане;
• мощность двигателя подъемной системы N в.п. , кВт;
• мощность тягового двигателя N дв, КВТ.

• давление в воздушной подушке P в.п. = G:S;
• удельную мощность подъемной системы q в.п. = G:N в.п. .
• удельную мощность тягового двигателя q дв = G:N дв, а также начать разработку конфигурации АВП.

Принцип создания воздушной подушки, нагнетатели

В камерной схеме, используемой чаще всего в простых конструкциях, объемный расход воздуха, проходящего через воздушный тракт аппарата, равен объемному расходу воздуха нагнетателя

υ - скорость истечения воздуха из-под аппарата; с достаточной точностью ее можно рассчитать по формуле:

Мощность, необходимая для создания воздушной подушки в камерной схеме, определяется по приближенной формуле:

Давление в воздушной подушке и расход воздуха - основные параметры воздушной подушки. Их величины зависят прежде всего от размеров аппарата, т. е. от массы и несущей поверхности, от высоты парения, скорости движения, способа создания воздушной подушки и сопротивления в воздушном тракте.

Наиболее экономичные аппараты на воздушной подушке - это АВП больших размеров или больших несущих поверхностей, при которых минимальное давление в подушке позволяет получить достаточно большую грузоподъемность. Однако самостоятельная постройка аппарата больших размеров связана с трудностями транспортировки и хранения, а также ограничивается финансовыми возможностями конструктора-любителя. При уменьшении размеров АВП требуется значительное повышение давления в воздушной подушке и, соответственно, увеличение потребляемой мощности.

От давления в воздушной подушке и скорости истечения воздуха из-под аппарата зависят, в свою очередь, негативные явления: забрызгивание во время движения над водой и запыление - при движении над песчаной поверхностью либо сыпучим снегом.

По-видимому, удачная конструкция АВП является в известном смысле компромиссом между описанными выше противоречивыми зависимостями.

Чтобы снизить затраты мощности на прохождение воздуха через воздушный канал от нагнетателя в полость подушки, он должен обладать минимальным аэродинамическим сопротивлением (рис. 3). Потерн мощности, неизбежные при прохождении воздуха по каналам воздушного тракта, бывают двоякого рода: потерн на движение воздуха в прямых каналах постоянного сечения и местные потери - при расширении и изгибах каналов.

В воздушном тракте небольших любительских АВП потери на движение воздушных потоков вдоль прямых каналов постоянного сечения относительно невелики вследствие незначительной протяженности этих каналов, а также тщательности обработки их поверхности. Эти потери можно оценить по формуле:

Местные потери мощности, связанные с сильным увеличением либо уменьшением сечения каналов и значительными изменениями направления потока воздуха, а также потери на всасывание воздуха в нагнетатель, сопла и к рулям составляют основные затраты мощности нагнетателя.

Нагнетатель в АВП должен создавать определенное давление воздуха в воздушной подушке с учетом затрат мощности на преодоление сопротивления каналов воздушному потоку. В некоторых случаях часть воздушного потока используется и для образования горизонтальной тяги аппарата с целью обеспечения движения.

Полное давление, создаваемое нагнетателем, складывается из статического и динамического давлений:

В камерной схеме воздушной подушки статическое давление p sυ , необходимое для создания подъемной силы, можно приравнять к статическому давлению за нагнетателем, мощность которого определяется по формуле, приведенной выше.

При расчете потребной мощности нагнетателя АВП с гибким ограждением воздушной подушки (сопловая схема) статическое давление за нагнетателем можно рассчитать по приближенной формуле:

Объемный расход воздуха нагнетателя можно рассчитать по формуле:

После того как рассчитана необходимая мощность нагнетателя, необходимо найти для него двигатель; чаще всего любители используют мотоциклетные двигатели, если требуется мощность до 22 кВт. При этом в качестве расчетной мощности принимается 0,7-0,8 максимальной мощности двигателя, указываемой в паспорте мотоцикла. Необходимо предусмотреть интенсивное охлаждение двигателя и тщательную очистку воздуха, поступающего через карбюратор. Важно также получить установку с минимальной массой, которая складывается из массы двигателя, передачи между нагнетателем и двигателем, а также массы самого нагнетателя.

В зависимости от типа АВП применяются двигатели с рабочим объемом от 50 до 750 см 3 .

В любительских АВП применяются в равной степени как осевые нагнетатели, так и центробежные. Осевые нагнетатели предназначаются для небольших я несложных конструкций, центробежные - для АВП со значительным давлением в воздушной подушке.

Осевые нагнетатели, как правило, имеют четыре лопасти или больше (рис. 9). Их обычно изготовляют из дерева (четырехлопастные) или металла (нагнетатели с большим количеством лопастей). Если они из алюминиевых сплавов, то роторы можно отлить, а также применить сварку; можно сделать их сварной конструкции из стального листа. Диапазон давления, создаваемого осевыми четырехлопастными нагнетателями, составляет 600-800 Па (около 1000 Па с большим числом лопастей); КПД этих нагнетателей достигает 90%.

Центробежные нагнетатели делают сварной конструкции из металла или формуют из стеклопластика. Лопасти изготовляют гнутыми из тонкого листа либо с профилированным поперечным сечением. Центробежные нагнетатели создают давление до 3000 Па, а КПД их достигает 83%.

Выбор тягового комплекса

Под воздушным движителем понимается воздушный винт авиационного типа в кольце-насадке или без него, осевой или центробежный нагнетатель, а также воздушно-реактивный движитель. В простейших конструкциях горизонтальную тягу иногда можно создать с помощью наклона АВП и использования появляющейся при этом горизонтальной составляющей силы воздушного потока, истекающего из воздушной подушки. Воздушный движитель удобен для амфибийных аппаратов, не имеющих контакта с опорной поверхностью.

Если речь идет об АВП, передвигающихся только над поверхностью воды, то можно применить гребной винт или водометный движитель. По сравнению с воздушными эти движители позволяют получить значительно большую тягу на каждый киловатт затраченной мощности.

Ориентировочное значение тяги, развиваемой различными движителями, можно оценить по данным, приведенным на рис. 11.

При выборе элементов воздушного винта следует учитывать все виды сопротивления, возникающие в процессе движения АВП. Аэродинамическое сопротивление рассчитывается по формуле

V - скорость движения АВП, м/с; G - масса АВП, кг; L - длина воздушной подушки, м; ρ - плотность воды, кг·с 2 /м 4 (при температуре морской воды +4°С равна 104, речной - 102);

С х - коэффициент аэродинамического сопротивления, зависящий от формы аппарата; определяется продувкой моделей АВП в аэродинамических трубах. Приближенно можно принять C x =0,3÷0,5;

S - площадь поперечного сечения АВП - его проекции на плоскость, перпендикулярную направлению движения, м 2 ;

Е - коэффициент волнового сопротивления, зависящий от скорости АВП (числа Фруда Fr=V:√ g·L) и соотношения размерений воздушной подушки L:B (рис. 12).

В качестве примера в табл. 2 приведен расчет сопротивления в зависимости от скорости движения для аппарата длиной L=2,83 м и В=1,41 м.

Заготовка для такого винта может быть склеена из фанерных, ясеневых или сосновых пластин. Кромка, а также концы лопастей, которые подвергаются механическому воздействию твердых частиц или песка, всасываемых вместе с потоком воздуха, защищаются оковкой из листовой латуни.

Используются также и четырехлопастные винты. Количество лопастей зависит от условий эксплуатации и назначения винта - для развития.большой скорости или создания значительной силы тяги в момент старта. Достаточную силу тяги может обеспечить и двухлопастной винт с широкими лопастями. Сила тяги, как правило, повышается, если воздушный винт работает в профилированном кольце-насадке.

Готовый винт перед креплением на валу двигателя должен быть отбалансирован, главным образом - статически. В противном случае при его вращении возникают вибрации, которые могут привести к повреждению всего аппарата. Балансировка с точностью до 1 г для любителей вполне достаточна. Кроме балансировки винта проверяют его биение относительно оси вращения.

Общая компоновка

В большинстве АВП корпус представляет собой несущий элемент, единую конструкцию. На нем находятся агрегаты главной энергетической установки, воздушные каналы, приборы управления и кабина водителя. Кабины водителей размешаются в носовой или центральной части аппарата в зависимости от того, где находится нагнетатель - за кабиной или перед нею. Если АВП - многоместный, кабина находится обычно в средней части аппарата, что позволяет эксплуатировать его с разным количеством людей на борту без изменения центровки.

В небольших любительских АВП место водителя чаще всего открытое, защищенное спереди ветровым стеклом. В аппаратах более сложной конструкции (туристского типа) кабины закрыты куполом из прозрачного пластика. Для размещения необходимого снаряжения и запасов используются объемы, имеющиеся по бортам кабины и под креслами.

При воздушных двигателях управление АВП осуществляется с помощью либо рулей, размещенных в потоке воздуха за винтом, либо направляющих устройств, укрепленных в потоке воздуха, истекающего из воздушно-реактивного движителя. Управление аппаратом с места водителя может быть авиационного типа - с помощью рукояток или рычагов руля управления, либо как в автомобиле - рулевым колесом и педалями.

В любительских АВП применяются два основных вида топливных систем; с подачей топлива самотеком и с бензонасосом автомобильного или авиационного типа. Детали топливной системы, такие, как клапаны, фильтры, масляная система вместе с бачками (если применяется четырехтактный двигатель), маслорадиаторы, фильтры, система водяного охлаждения (если это двигатель с водяным охлаждением), - подбираются обычно из существующих авиационных или автомобильных детален.

Выхлопные газы от двигателя всегда выводятся в кормовую часть аппарата и никогда - в подушку. Чтобы уменьшить шум, возникающий при эксплуатации АВП, особенно вблизи населенных пунктов, используются глушители автомобильного типа.

В простейших конструкциях нижняя часть корпуса служит в качестве шасси. Роль шасси могут выполнять деревянные полозья (или полоз), принимающие на себя нагрузку при соприкосновении с поверхностью. В туристских АВП, отличающихся большей массой, чем спортивные, монтируются колесные шасси, которые облегчают перемещение АВП во время стоянок. Обычно используются два колеса, установленных по бортам либо вдоль продольной оси АВП. Колеса имеют контакт с поверхностью лишь после прекращения работы подъемной системы, когда АВП касается поверхности.

Материалы и технология изготовления

Для гибких ограждений преимущественно используют технические ткани; они должны быть исключительно прочными, устойчивыми к атмосферному влиянию и влажности, а также к трению, В Польше чаще всего используют огнестойкую ткань, покрытую пластиковидным полихлорвинилом.

Важно выполнить правильно раскрой и, обеспечить тщательное соединение полотнищ между собой, а также крепление их к аппарату. Для крепления оболочки гибкого ограждения к корпусу применяют металлические планки, которые посредством болтов равномерно прижимают ткань к корпусу аппарата.

Конструируя форму гибкого ограждения воздушной подушки, не следует забывать о законе Паскаля, который гласит: давление воздуха распространяется во всех направлениях с одинаковой силой. Поэтому оболочка гибкого ограждения в надутом состоянии должна иметь форму цилиндра или сферы либо их сочетания.

Конструкция и прочность корпуса

Наибольшее распространение получили два конструктивных типа корпусов любительских АВП (или их комбинации):

• ферменной конструкции, когда общая прочность корпуса обеспечивается с помощью плоских или пространственных ферм, а обшивка предназначается только для удержания воздуха в воздушном тракте и создания объемов плавучести;
• с несущей обшивкой, когда общая прочность корпуса обеспечивается наружной обшивкой, работающей совместно с продольным и поперечным набором.

Конструкция кабины и ее остекления должна обеспечивать возможность быстрого выхода водителя и пассажиров из кабины, особенно в случае аварии или пожара. Расположение стекол должно обеспечивать водителю хороший обзор: линия наблюдения должна находиться в границах от 15° вниз до 45° вверх от горизонтальной линии; боковой обзор должен быть не менее 90° на каждый борт.

Передача мощности на винт и нагнетатель

В случае клиноременной передачи для обеспечения долговечности ремней диаметры шкивов следует выбирать максимальными, однако при этом окружная скорость ремней не должна превышать 25 м/с .

Конструкция подъемного комплекса и гибкого ограждения

Гибкие ограждения любительских АВП обычно имеют упрощенную форму и конструкцию. На рис. 18 показаны примеры конструктивных схем гибких ограждений и способ проверки формы гибкого ограждения после его монтажа на корпусе аппарата. Ограждения этого типа обладают хорошей эластичностью, а благодаря закругленной форме не цепляются за неровности опорной поверхности.

Расчет нагнетателей, как осевых, так и центробежных, довольно сложен и может быть выполнен только при использовании специальной литературы.

Рулевое устройство, как правило, состоит из рулевого колеса или педалей, системы рычагов (или тросиковой проводки), соединенных с вертикальным рулем направления, а иногда и с горизонтальным рулем - рулем высоты.

Орган управления может быть сделан в виде автомобильного или мотоциклетного руля. Учитывая, однако, специфику конструкции и эксплуатации АВП как летательного аппарата, чаще используют авиационную конструкцию органов управления в виде рычага или педалей. В простейшем виде (рис. 19) при наклонении рукоятки вбок движение передается посредством закрепленного на трубе рычага к элементам штуртросовой проводки и далее на руль направления. Движения рукоятки вперед и назад, возможные благодаря ее шарнирному закреплению, передаются через толкатель, проходящий внутри трубы, к проводке руля высоты.

При педальном управлении независимо от его схемы необходимо предусматривать возможность перемещения либо сиденья, либо педалей для регулировки в соответствии с индивидуальными особенностями водителя. Рычаги изготовляют чаще всего из дюралюминия, трубы передачи крепятся к корпусу с помощью кронштейнов. Движение рычагов ограничивается проемами вырезов в направляющих, укрепленных на бортах аппарата.

Пример конструкции руля направления в случае размещения его в потоке воздуха, отбрасываемого движителем, показан на рис. 20.

Рули направления могут быть либо полностью поворотными, либо состоять из двух частей - неповоротной (стабилизатора) и поворотной (пера руля) при различных процентных соотношениях хорд этих частей. Профили сечения руля любых типов должны быть симметричными. Стабилизатор руля обычно неподвижно закрепляют на корпусе; главным несущим элементом стабилизатора является лонжерон, к которому подвешивается на шарнирах перо руля. Рули высоты, очень редко встречающиеся в любительских АВП, конструируются по тем же принципам и иногда даже бывают в точности такими же, как и рули направления.

Конструктивные элементы, передающие движение от органов управления к рулям и дроссельным заслонкам двигателей, обычно состоят из рычагов, стержней, тросиков и т. п. С помощью стержней, как правило, передаются усилия в обоих направлениях, тогда как тросики работают только на тягу. Чаще всего на любительских АВП используют комбинированные системы - с тросиками и толкателями.

От редакции

Впервые с вопросами проектирования малых СВП мы знакомили читателей еще в 4 выпуске (1965 г.), поместив статью Ю. А. Будницкого «Парящие суда». В был опубликован краткий очерк развития зарубежных СВП, включающий и описание ряда спортивно-прогулочных современных 1- и 2-местных СВП. С опытом самостоятельной постройки такого аппарата рижанином О. О. Петерсонсом редакция знакомила в . Публикация об этой любительской конструкции вызвала особенно большой интерес у наших читателей. Многие из них захотели построить такую же амфибию и просили указать необходимую литературу.

В этом году издательство «Судостроение» выпускает книгу польского инженера Ежи Беня «Модели и любительские суда на воздушной подушке». В ней вы найдете изложение основ теории образования воздушной подушки и механики движения на ней. Автор приводит расчетные соотношения, которые необходимы при самостоятельном проектировании простейших СВП, знакомит с тенденциями и перспективами развития данного типа судов. В книге приведено много примеров конструкций любительских аппаратов на воздушной подушке (АВП), построенных в Великобритании, Канаде, США, Франции, Польше. Книга адресована широкому кругу любителей самостоятельной постройки судов, судомоделистам, водномоторникам. Текст ее богато иллюстрирован чертежами, рисунками и фотографиями.

В журнале публикуется сокращенный перевод главы из этой книги.

Четыре наиболее популярных зарубежных СВП

Американское СВП «Эйрскэт-240»

Американское СВП фирмы «Скиммерс инкорпорейтед»

Английское СВП «Эйр Райдер»

В таблице 1. приведены данные одноместной модификации аппарата.

Английское СВП «Ховеркэт»

В модификации «МК-1» движение осуществляется при помощи воздушного винта диаметром 1,98 м, приводимого во вращение вторым таким же двигателем.

В модификации «МК-2» для горизонтальной тяги использован автомоб. дв. «Порше 912» объемом 1582 см 3 и мощностью 67 кВт. Управление аппаратом осуществляется с помощью аэродинамических рулей, помещенных в потоке за воздушным винтом. Электрооборудование напряжением 12 В. Размеры аппарата 8,28х3,93х2,23 м. Площадь воздушной подушки 32 м 2 , полная масса аппарата 2040 кг, скорость передвижения модификации «МК-1» - 47 км/ч, «МК-2» - 55 км/ч.

Примечания

2. Расчеты клиноременных и цепных передач можно выполнить, пользуясь общепринятыми в отечественном машиностроении нормами.

Для того что бы купить кaтep на вoздушнoй пoдушкe вам не придется проходить сложные процедуры оформления. Что бы владеть такой техникой не нужны никакие специальные разрешения. Поэтому договор купли-продажи, в комплекте с паспортном транспортного средства, уже позволяет вам без проблем распоряжаться кaтepом как своей собственностью.

Этот вид транспорта относится к категории маломерных судов и регистрируются в ГИМС-е(Государственная Инспекция по Маломерным Судам). Что бы полноправно управлять своим cуднoм придется поставить кaтep на учет, и получить права на управление маломерными судами. Обе эти процедуры довольно просты. Список документов уточняйте в вашем отделении ГИМС-а. У каждого отделения и инспектора могут отличаться дни приема, а так же могут иметься некоторые уникальные тонкости в оформлении. Поэтому смело направляйтесь в ГИМС, там вам обязаны все подробно объяснить. Самое хлопотное из всего перечисленного, это получение медицинской справки, при оформлении прав на управление. Справка нужна точно такая же, как при получении водительских прав.

Что будет если вас поймает инспектор?

Если это инспектор ГИМС-а, то вам грозит не крупный денежный штраф. Помните! Задерживать cуднo и транспортировать его на штрафстоянку инспектор может только в том случае, если вы отказались пройти медицинское освидетельствование.

Кaтepа на вoздушнoй пoдушкe могут передвигаться еще и по земле. А значит к вам могут обратиться представители наземной власти. Важно знать, что передвигаться по государственным дорогам общего пользования на СВП категорически запрещается. За нарушение вам грозит штраф. При этом органы правопорядка имеют право потребовать предъявить подтверждающий документ, что это вы являетесь собственником кaтepа на вoздушнoй пoдушкe. Для составления протокола необходимо присутствие инспектора ГИМС. Отделения ГИМС существуют в количестве одного отделения на регион. Реально дождаться представителя Государственной Инспекции по Маломерным Судам находясь на суше довольно проблематично.

Из этого всего следует, что теоретически вы можете без всяких документов и прав перемещаться по суше, не выезжая на дороги предназначенные для общего пользования. Поэтому если вы решили проверить купленный кaтep на вoздушнoй пoдушкe на ближайшем пустыре, то вам практически нечего бояться.

Оформление прицепа и нужна ли категория BE

Чем крупнее кaтep, тем крупнее, а следовательно и дороже, прицеп для него. Более того на прицеп грузоподъемностью более 750 килограмм нужно открывать дополнительную категорию в вашем водительском удостоверении.

Если масса прицепа не превышает 750 кг и суммарная масса машины, прицепа и груза не превышает 3.5 тонны, то можете спокойно транспортировать ваш катер - все законно!

Дополнительное оборудование

В зависимости от того где и как вы будете эксплуатировать cуднo, вам нужно сразу позаботится о приобретении дополнительного необходимого оборудования. За счет невероятной проходимости кaтepа, его обладатели не раз застревали в настолько труднодоступных местах, что возвратиться они могли потом только с помощью вертолета или другого СВП. Рация, спутниковый телефон или другое средство связи обязательно должно быть при вас, если речь идет о дальних поездках в места, где редко ступает нога человека.

Отправляясь в путь помните о моменте, который летчики называют «точкой не возврата», когда топливные баки опустели ровно на половину. Но во время путешествия от переполняющих эмоций обладатели кaтepа на вoздушнoй пoдушкe часто забываются и нередко попадают в неприятные ситуации. Заранее подумайте о дополнительном аварийном запасе топлива.

Ни одна продажа кaтepа на вoздушнoй пoдушкe не обходится без тщательного подбора запасных расходных частей и простого, но такого незаменимого в экстренной ситуации, дополнительного оборудования.

Вот и все. Теперь вы знакомы со всеми основными нюансами приобретения кaтepа на вoздушнoй пoдушкe.

Однажды зимой, когда я, прогуливаясь по берегу Даугавы, разглядывал занесенные снегом лодки, у меня родилась мысль - создать всесезонное средство передвижения, т. е. амфибию , которую можно было бы использовать и в зимнее время.

После долгих раздумий выбор мой пал на двухместный аппарат на воздушной подушке . Сначала ничего, кроме огромного желания создать такую конструкцию, у меня не было. Доступная мне техническая литература обобщала опыт создания только больших СВП, а по малым аппаратам прогулочно-спортивного назначения никаких данных найти я не смог, тем более что нашей промышленностью такие СВП не выпускаются. Итак, надеяться можно было только на собственные силы и опыт (о моем катере-амфибии на базе мотолодки «Янтарь» в свое время сообщалось в «КЯ»; см № 61).

Предвидя, что в будущем у меня могут найтись последователи, а при положительных результатах моим аппаратом может заинтересоваться и промышленность, я решил конструировать его на базе хорошо освоенных и имеющихся в продаже двухтактных двигателей.

В принципе аппарат на воздушной подушке испытывает существенно меньшие нагрузки, чем традиционный глиссирующий корпус катера; это позволяет конструкцию его делать более легкой. В то же время появляется и дополнительное требование: корпус аппарата должен иметь малое аэродинамическое сопротивление. Это необходимо учесть при разработке теоретического чертежа.

1 - руль; 2 - приборный щиток; 3 - продольное сиденье; 4 - подъемный вентилятор; 5 - кожух вентилятора; 6 - тяговые вентиляторы; 7 - шкив вала вентилятора; 8 - шкив двигателя; 9 - тяговый двигатель; 10 - глушитель; 11 - створки управления; 12 - вал вентиляторов; 13 - подшипники вала вентиляторов; 14 - ветровое стекло; 15 - гибкое ограждение; 16 - тяговый вентилятор; 17 - кожух тягового вентилятора; 18 - подъемный двигатель; 19 - глушитель подъемного двигателя;
20 - электростартер; 21 - аккумулятор; 22 - топливный бак.

Набор корпуса я изготовил из еловых реек сечением 50х30 и обшил 4-миллиметровой фанерой на эпоксидном клее. Оклейку стеклотканью не делал, опасаясь увеличения веса аппарата. Для обеспечения непотопляемости в каждый из бортовых отсеков поставил по две водонепроницаемые переборки, а также заполнил отсеки пенопластом.

Выбрана двухмоторная схема силовой установки, т. е. один из двигателей работает на подъем аппарата, создавая избыточное давление (воздушную подушку) под его днищем, а второй обеспечивает движение - создает тягу по горизонтали. Подъемный двигатель исходя из расчета должен был иметь мощность 10-15 л. с. Наиболее подходящим по основным данным оказался двигатель от мотороллера «Тула-200», но поскольку ни крепления, ни подшипники его не удовлетворяли по конструктивным соображениям, пришлось отлить из алюминиевого сплава новый картер. Этот двигатель приводит в движение 6-лопастной вентилятор диаметром 600 мм. Суммарный вес подъемной силовой установки вместе с креплениями и электростартером получился около 30 кг.

Одним из самых сложных этапов оказалось изготовление юбки - гибкого ограждения подушки, которое быстро изнашивается при эксплуатации. Применена имеющаяся в продаже брезентовая ткань шириной 0,75 м. Из-за сложной конфигурации стыков потребовалось около 14 м такой ткани. Полоса разрезалась на куски длиной, равной длине борта, с припуском на довольно сложную форму стыков. После придания необходимой формы стыки сшивались. Края ткани крепились к корпусу аппарата дюралевыми полосами 2х20. Установленное гибкое ограждение для повышения износостойкости я пропитал резиновым клеем, в который добавил алюминиевой пудры, придающей нарядный вид. Такая технология дает возможность реставрировать гибкое ограждение при аварии и по мере износа, подобно наращиванию протектора автомобильной шины. Надо подчеркнуть, что изготовление гибкого ограждения не просто отнимает много времени, но требует особой аккуратности и терпения.

Сборка корпуса и установка гибкого ограждения выполнялись в положении вверх килем. Затем корпус раскантовали и в шахте размером 800х800 установили подъемную силовую установку. Была подведена система управления установкой, и вот наступил самый ответственный момент; ее опробование. Оправдаются ли расчеты, поднимет ли сравнительно маломощный двигатель такой аппарат?

Уже при средних оборотах двигателя амфибия вместе со мной приподнялась и зависла на высоте около 30 см от земли. Запаса подъемной силы оказалось вполне достаточно, чтобы прогретый двигатель на полных оборотах поднимал даже четверых. В первые же минуты этих испытаний стали выявляться особенности аппарата. После соответствующей центровки он свободно передвигался на воздушной подушке в любом направлении даже от небольшого приложенного усилия. Создавалось впечатление, будто он плывет по водной поверхности.

Успех первого испытания подъемной установки и корпуса в целом окрылил меня. Закрепив лобовое стекло, я приступил к монтажу тяговой силовой установки. Вначале казалось целесообразным воспользоваться большим опытом постройки и эксплуатации аэросаней и установить двигатель с воздушным винтом сравнительно большого диаметра на кормовой палубе. Однако следовало учесть, что при таком «классическом» варианте существенно повысился бы центр тяжести столь малого аппарата, что неминуемо отразилось бы на его ходовых качествах и - главное - на безопасности. Поэтому я решил применить два тяговых двигателя, полностью аналогичных подъемному, и установил их в кормовой части амфибии, но не на палубе, а по бортам. После того, как я изготовил и смонтировал привод управления мотоциклетного типа и установил тяговые воздушные винты относительно малого диаметра («вентиляторы»), первый вариант аппарата на воздушной подушке был готов к ходовым испытаниям.

Для перевозки амфибии за автомашиной «Жигули» был изготовлен специальный трейлер, и вот летом 1978 г. я погрузил на него свой аппарат и доставил его на луг у озера под Ригой. Настал волнующий момент. В окружении друзей и любопытных я занял место водителя, завел подъемный двигатель, и мой новый катер повис над лугом. Завел оба тяговых двигателя. При увеличении числа их оборотов амфибия стала перемещаться по лугу. И тут стало ясно, что многолетнего опыта управления автомобилем и мотолодкой явно недостаточно. Все прежние навыки не годятся. Надо осваивать методы управления аппаратом на воздушной подушке, который может до бесконечности кружиться на одном месте, подобно юле. С увеличением скорости увеличивался и радиус поворота. Любые неровности поверхности вызывали поворот аппарата.

Освоившись с управлением, я направил амфибию по пологому берегу к поверхности озера. Оказавшись над водой, аппарат сразу же начал терять скорость. Тяговые двигатели стали поочередно глохнуть, заливаемые брызгами, вырывавшимися из-под гибкого ограждения воздушной подушки. При прохождении заросших участков озера вентиляторы втягивали камыши, кромки их лопастей выкрашивались. Когда же я выключил двигатели, а затем решил попробовать взять старт с воды, то ничего не вышло: аппарат мой так и не смог вырваться из «ямы», образованной подушкой.

В общем, то была неудача. Однако первое поражение не остановило меня. Я пришел к выводу, что при существующих характеристиках для моего аппарата на воздушной подушке недостаточна мощность тяговой установки; именно поэтому он не мог двинуться вперед при старте с глади озера.

За зиму 1979 г. я полностью переделал амфибию, уменьшив длину ее корпуса до 3,70 м, а ширину - до 1,80 м. Сконструировал и совершенно новую тяговую установку, полностью защищенную и от брызг, и от контакта с травой и камышом. Для упрощения управления установкой и снижения ее веса применен один тяговый двигатель вместо двух. Использована силовая головка 25-сильного подвесного мотора «Вихрь-М» с полностью переделанной системой охлаждения. Замкнутая система охлаждения объемом 1,5 л заполнена тосолом. Крутящий момент двигателя передается на расположенный поперек аппарата «гребной» вал вентиляторов при помощи двух клиновых ремней. Шестилопастные вентиляторы нагоняют воздух в камеру, из которой он вырывается (попутно охлаждая двигатель) за корму через квадратное сопло, снабженное створками управления. С аэродинамической точки зрения такая тяговая установка, видимо, не очень-то совершенна, но она довольно надежна, компактна и создает тягу около 30 кгс, оказавшуюся вполне достаточной.

В середине лета 1979 г. мой аппарат снова был перевезен на тот же луг. Освоившись с управлением, я направил его к озеру. На этот раз, оказавшись над водой, он продолжал движение, не теряя скорости, словно по поверхности льда. Легко, без помех, преодолевал отмели и камыши; особенно приятно было двигаться над заросшими участками озера, здесь не оставалось даже туманного следа. На прямом участке один из владельцев с мотором «Вихрь-М» пошел параллельным курсом, но вскоре отстал.

Особое удивление вызвал описываемый аппарат у любителей подледного лова, когда я продолжил испытания амфибии зимой на льду, который был покрыт слоем снега толщиной около 30 см. На льду было настоящее раздолье! Скорость можно было увеличить до максимальной. Точно ее не замерял, но опыт автоводителя позволяет утверждать, что она приближалась к 100 км/ч. При этом амфибия свободно преодолевала глубокие следы от мотонарт.

Рижской телестудией был снят и показан небольшой фильм, после чего я стал получать много запросов от желающих построить подобный амфибийный аппарат.

Доброго всем времени суток. Хочу Вам представить на суд свою модель СВП сделанную за месяц. Сразу извинюсь, в введении не совсем то фото, но тоже относящееся к этой статье. Интрига...

Отступление

Доброго всем времени суток. Хочу начать с того, как я увлекся радио моделированием. Чуть больше года назад, на пятилетие ребенку подарил катер на воздушной подушке

Все было ничего, заряжали, катались до определенного момента. Пока сын, уединившись в своей комнате с игрушкой, решил засунуть антенну от пульта в пропеллер и включить его. Пропеллер разлетелся на мелкие кусочки, наказывать не стал, так как ребенок сам был в расстройстве, все игрушка испорчена.

Зная, что у нас в городе есть магазин «Мир Хобби» я поехал туда, а куда еще! Нужного (старый был 100мм) пропеллера у них не было, а самый маленький, который был это 6’x 4’ в количестве двух штук, прямого и обратного вращения. Делать нечего взял, что есть. Обрезав их под нужный размер, установил на игрушку, но тяга была уже не та. А еще через неделю у нас проводились судомодельные соревнования на которых мы с сыном тоже присутствовали в качестве зрителей. И все, вот и загорелась та искорка и тяга к моделированию и полетам. После чего я познакомился с данным сайтом заказал детали для первого самолета. Правда, до этого допустил небольшую ошибку, купив пульт в магазине за 3500, а не ПФ в районе 900+доставка. В ожидании посылки из Китая, летал на симуляторе через аудио шнурок.

За год было построено четыре самолета:

1. Бутербродный Mustang P-51D, размах-900мм. (разбит в первом полете, оборудование снято),
2. Cessna 182 из потолочки и пенополистерола, размах-1020мм. (битый, перебитый, но живой, оборудование снято)
3. Самолет "Дон-Кихот" из потолочки и пенополистерола, размах-1500мм. (три раза разбитый, два крыла переклеено, сейчас на нем летаю)
4. Extra 300 из потолочки, размах-800мм (разбита, ждет ремонта)
5. Построен

Так как меня всегда влекла вода, корабли, катера и все что с ними связано, решил построить СВП. Покопавшись в интернете, я нашёл сайт model-hovercraft.com и о постройке СВП Griffon 2000TD.

Процесс постройки:

Изначально корпус сделал из фанеры 4мм, все выпилил, склеил и после взвешивания отказался от идеи с фанерой (вес составил 2.600 кг.), а еще планировалось обклеить стеклотканью, плюс электроника.

Корпус было решено делать из пенополистерола (утеплитель, далее пеноплекс) обклеенного стеклотканью. Лист пеноплекса толщиной 20мм был распущен пена резкой на два по10мм.

Вырезан и склеен корпус, после чего обклеен стеклотканью (1м. кв., эпоксидки 750гр.)

Надстройки тоже были сделаны из пеноплекса распущенного по 5мм, перед покраской прошёл все поверхности и детали из пены эпоксидной смолой, после чего покрасил все акриловой аэрозольной краской. Правда, в нескольких местах чуть подъело пеноплекс, но не критично.

Материалом для гибкого ограждения (далее ЮБКА) сперва была выбрана прорезиненная ткань (клеёнка из аптеки). Но опят же из-за большого веса была замене на плотную водоотталкивающую ткань. По выкройкам была вырезана и сшита юбка для будущего СВП.

Юбка и корпус между собой были склеены клеем UHU Por. Поставил мотор с регулятором от "Патрульного" и провел испытания юбки, результат порадовал. Подъем корпуса СВП от пола составляет 70-80мм,

проверил способность хода на ковролине и на линолеуме, результатом остался доволен.

Ограждение-диффузор основного пропеллера сделал из пеноплекса оклеенного стеклотканью. Руль направления был сделан из линейки, бамбуковых шпажек склеенных Poxipol-ом.

Также использовались все подручные средства: линейки 50 см, бальза 2-4мм, бамбуковые шпажки, зубочистки, медная проволока 16кв, нитки скотч и т.п. Сделаны мелкие детали (петли люков, ручки, поручни, прожектор, якорь, ящик для якорного линя, контейнер спасательного плота на подставке, мачта, радар, поводки дворников с дворниками) для более детализирования модели.

Стойка для основного мотора также сделана из линейки и бальзы.

На судне были сделаны ходовые огни. В мачту были установлены белый светодиод и красный мигающий, так как желтый не нашел. По бокам рубки установлены красный и зеленый ходовые огни в специально сделанных для них корпусах.

Управление питанием освещения осуществляется через тумблер включаемым серво машинкой HXT900

Отдельно был собран и установлен блок реверса тягового двигателя, с использованием двух концевых выключателей и одной серво машинки HXT900

Очень много фотографий в первой части видео.

Ходовые испытания проводил в три этапа.

Первый этап, обкатка по квартире, но из-за немалых размеров судна (0.5 м.кв.) не очень, то и удобно кататься по комнатам. Особых вопросов не возникло, все прошло в штатном режиме.

Второй этап, ходовые испытания на суше. Погода ясная, температура +2...+4,ветер боковой поперек дороги 8-10м/с порывами до 12-14м/с, поверхность асфальтовая сухая. При развороте по ветру очень сильно заносит модель (не хватало полосы). Зато при развороте против ветра вполне все предсказуемо. Обладает хорошей прямолинейностью хода с небольшим тримированием руля влево. После 8 минут эксплуатации по асфальту следов износа на юбке не обнаружено. Но всё-таки не для асфальта он строился. Очень сильно пылит из-под себя.

Третий этап, самый интересный на мой взгляд. Испытания на воде. Погода: ясно, температура 0...+2,ветер 4-6м/с, водоём с небольшими зарослям травы. Для удобства ведения видеосъемки перекинул канал с ch1 на ch4. На старт, оторвавшись от воды, судно с легкостью пошло над водной гладью, немного волнуя пруд. Рулиться довольно уверенно, хотя, на мой взгляд, рули надо сделать пошире (использовалась ширина линейки 50см). Брызги воды даже до середины юбки не долетают. Несколько раз наезжал на траву, растущую из-под воды, препятствие преодолел без труда, хотя на суше в траве завяз.

Четвертый этап, снег и лед. Осталось только дождаться снега и льда, чтобы завершить данный этап с полна. Думаю, по снегу можно будет достичь максимальной скорости на данной модели.

Компоненты, используемые в модели:

1. (Mode2 - газ СЛЕВА, 9 каналов, версия 2). В/ч модуль и приёмник (8 каналов) - 1комплект
2. Turnigy L2205-1350 (нагнетательный мотор) -1шт.
3. для бесколлекторных двигателей Turnigy AE-25A (для нагнетательного мотора) -1шт.
4. TURNIGY XP D2826-10 1400kv (маршевый двигатель)-1шт
5. TURNIGY Plush 30А (для маршевого двигателя) -1шт.
6. Поли композитный 7x4 / 178 x 102 мм -2шт.
7. Flightmax 1500mAh 3S1P 20C -2 шт.
8. Бортовой

   Высота по мачте min: 320мм.

   Высота по мачте мах: 400мм.

   Высота от поверхности до днища: 70-80мм

   Полное водоизмещение: 2450гр. (с аккумулятором 1500 mAh 3 S 1 P 20 C -2шт.).

   Запас хода: 7-8мин. (с аккумулятором 1500 mAh 3S1 P 20 C, на маршевом двигателе просел раньше, чем на нагнетательном).

   Видео отчет о постройке и испытаниях:

   Часть первая - этапы постройки.

   Часть вторая - испытания

   Часть третья - ходовые испытания

   Еще несколько фотографий:
   

   

   
   

   
   

   
   

   Вывод

   Модель СВП получилась, легкой в управлении, с неплохим запасом мощности, боится бокового сильного ветра, но справиться можно (требует активного руления), идеальной средой для модели считаю водоём и заснеженные просторы. Не хватает емкости аккумулятора (3S 1500mA/h).

   Отвечу на все интересующие вопросы по данной модели.

   Спасибо за внимание!