Скорости быстроходных моторных судов - глиссеров, скутеров и даже простых мотолодок - непрерывно растут. Эта закономерно не только в спорте, но и в повседневной эксплуатации таких судов, поскольку возросшие скорости одних транспортных средств неизбежно заставляют другие, на данном этапе отстающие, либо подтянуться, либо сойти с арены, уступив место более надежным, быстроходным и экономичным. Но рост скорости на воде отнюдь не столь безболезненный процесс, как может показаться с первого взгляда.

Он определяется в основном снижением гидродинамического сопротивления, а затем - на определенном скоростном рубеже - переходом от глиссирования к полету в непосредственной близости от поверхности воды. Однако если в режиме глиссирования человек мог управлять судном с помощью традиционных рулевых устройств, работающих в водной среде, то первые же попытки оторваться от нее показали, что этот новый режим движения требует принципиально иных систем управления, а пока их нет, таит в себе много скрытых опасностей. Перелистаем странички истории борьбы за абсолютный мировой рекорд скорости на воде. Пока претенденты на его завоевание не отрывались от поверхности воды, все шло хорошо. И никто из гонщиков еще не знал, что приближается минута, когда за рекорд придется заплатить собственной жизнью…

Первой жертвой скорости стал английский инженер Дональд Кемпбелл, потомственный гонщик, старший сын знаменитого рекордсмена Малькольма Кемпбелла, создателя катера с романтическим названием «Синяя птица». Но если Кемпбеллу-отцу его «Синяя птица», как и положено, приносила счастье, то Кемпбелла-сына она погубила. Правда, это была уже другая «птица». Дональд Кемпбелл построил катер принципиально нового типа: с авиационным турбореактивным двигателем, только название осталось старое, очевидно, с расчетом на удачу и спортивное счастье. Но счастье на этот раз изменило гонщику: в одном из рекордных заездов реактивная «Синяя птица» оторвалась от поверхности воды, перевернулась в воздухе и похоронила под своими обломками конструктора.

После Кемпбелла подобные катастрофы стали повторяться все чаще. Много известных спортсменов погибло, так и не разгадав причин неудачи. Ста го очевидно, что без серьезной научно-исследовательской и опытной работы двигаться вперед нельзя. Для изучения темных пятен в поведении «летающих глиссеров» были привлечены крупнейшие научные силы, применена самая современная электронно-вычислительная техника, сложнейшее приборное хозяйство, средства кинофоторегистрации экспериментов. Результат не заставил себя ждать: главные причины катастроф на воде были разгаданы, и конструкторы получили возможность продолжать работу над дальнейшим усовершенствованием «летающих глиссеров». Выяснилось и другое для изучения режимов полета на малой высоте и подготовки водителей нового вида транспорта необходимы специальные испытательные установки, летающие стенды и аппараты-тренажеры.

А - крыльевая система в комбинации с подвесным лодочным мотором:

1 - корпус типа «тримаран»; 2 - навесная консоль крыла; 3 - габаритный огонь (слева - красный, справа - зеленый); 4 - передний лонжерон центроплана, 5 - задний лонжерон центроплана; 6 - подвесной лодочный мотор мощностью 25-30 л. с.; 7 - узел крепления задней кромки крыла к корпусу;

Б - конструкция силовой рамы центроплана:

1 - передний лонжерон; 2 - фланцы крепления к бортам корпуса мотолодки; 3 - задний лонжерон; 4 - конусные болты; 5 - трубчатый наконечник заднего лонжерона; 6 - узел крепления задней кромки крыла; 7 - трубчатый наконечник переднего лонжерона;

В - винтомоторная установка с воздушным винтом:

1 - двигатель (силовая головка подвесного лодочного мотора «Вихрь-М»); 2 - водорадиатор; 3 - цепная передача с двигателя на воздушный винт; 4 - габаритный огонь ограждения воздушного винта (справа - зеленый, слева - красный); 5 - трубчатая рама; 6 - топовый огонь (белый); 7 - воздушный руль направления; 8 - ограждение воздушного винта; 9 - расширительный бачок системы охлаждения; 10 - подкос моторамы; 11 - опорная пята моторамы.

Подобный стенд, созданный студентами МВТУ Ю. Макаровым, В. Аникиным и А. Соболевым, экспонировался на НТТМ-76. О нем сегодня рассказывают авторы.

Основная цель, которую мы поставили перед собой, - создание спасательного средства, способного быстро оказать помощь тонущим или терпящим бедствие на воде людям и с минимальными потерями времени доставить пострадавших на берег для оказания неотложной помощи. Конечно, такой аппарат может быть использован и для связи. Нам казалось, что с помощью несложного навесного крыльевого устройства можно придать совершенно новые качества практически любому серийно выпускаемому нашей промышленностью судну - будь то мотолодка или катер.

Для начала мы избрали в качестве основы корпус мотолодки из стеклопластика, с обводами «тримаран», известный под названием «Кристалл» (эта лодка была выпущена небольшой серией предприятиями ОСВОДа). На ней установили легкосьемные плоскости стреловидной (в плане) формы, имеющие большое отрицательное V и погруженную в воду заднюю кромку (общий вид показан на рисунке 1, схема в трех проекциях - на рисунке 2). При этом сама лодка не подвергалась сколько-нибудь серьезным переделкам, если не считать усиления транца и вклейки бобышек для крепления моторамы.

В процессе испытаний мы предполагали опробовать два варианта движителей - сначала водяной, а затем воздушный винт, с приводом в обоих случаях от сиговой головки подвесного лодочного мотора «Вихрь-25». В первом случае управление осуществляется поворотом всего мотора, во втором - с помощью воздушного руля площадью 1,2 м2, расположенного непосредственно за винтом.

Как уже говорилось выше, на больших скоростях многие моторные суда имеют тенденцию отрываться от воды и переходить в режим полета на очень малой высоте, определяемой, как правило, глубиной погружения водяного винта (в случае установки воздушного винта эта высота может быть значительно больше). Очень часто суда с водяными винтами, выскочив из воды, продолжают движение, совершенно не касаясь воды, как говорят специалисты, - «на одном винте».

Но такое движение практически является неуправляемым и даже опасным. Разработанная нами крыльевая система, благодаря ее особой форме, делает полет около поверхности воды более стабильным и, что самое главное, саморегулирующимся: при возникновении крена на опускающемся вниз крыле быстро растет подъемная сила, и прямолинейный полет сам собою восстанавливается. Вследствие такой саморегуляции отпадает надобность в установке элеронов самолетного типа, и управление таким судном не требует длительной тренировки водителя.

Сам попет (в случае установки обычного подвесного лодочного мотора) происходит следующим образом: в статическом положении, при нормальной осадке лодки, задняя кромка обеих плоскостей погружается в воду на глубину 80-100 мм; при трогании с места и на скоростях порядка 20-30 км/ч эти погруженные участки крыльев создают дополнительную подъемную гидродинамическую сипу, способствуя «всплыванию» лодки; одновременно на непогруженной части крыльев возникает аэродинамическая подъемная сила, и при достижении лодкой воздушной скорости порядка 50-55 км/ч происходит отрыв крыльевой системы от поверхности воды. Узкая щель, образующаяся при этом между задними кромками крыльев и водой, способствует протеканию встречного потока вдоль корпуса лодки, увеличивая тем самым подъемную силу и как бы «выглаживая» волны и брызговые струи. Лодка взлетает и продолжает движение на высоте 0,3-0,5 м, используя эффект динамической воздушной подушки.

Из сказанного понятно, что наивыгоднейшим для быстрого взлета является движение против ветра - в этом случае его скорость суммируется со скоростью лодки, и необходимая воздушная скорость достигается быстрее. В случае установки подвесного мотора высота полета регулируется автоматически; по мере выхода гребного винта из воды она может снижаться, поскольку тяга винта падает. Эта взаимозависимость облегчает управление аппаратом и позволяет надеяться на широкое распространение в недалеком будущем «летающих лодок» именно с подвесными моторами.

Винтомоторная установка с воздушным винтом значительно расширяет рамки применения «летающих лодок», поскольку они становятся независимыми от воды и способны продолжать попет практически над любой подстилающей поверхностью, будь то песок, заболоченные луга, молевые участки водоемов или лед. При этом высота полета может увеличиться (с описываемым крыльевым устройством) до 1-1,5. м.

Разработанная и построенная нами винтомоторная установка состоит из си-повой головки подвесного лодочного мотора «Вихрь-25» с цепной передачей на воздушный винт. Редукция 1:3, что позволяет максимально использовать КПД винта. Поскольку двигатель «Вихря» имеет водяное охлаждение, его пришлось оборудовать водорадиатором и расширительным бачком емкостью 2 л. В качестве водорадиатора можно использовать маслорадиатор от автомобиля «Москвич-412» или один из имеющихся в ассортименте автомобильных водяных обогревателей, установив его так, чтобы он обдувался потоком воздуха от винта.

Провиденные испытания на воде показали, что в целом навесная крыльевая система себя оправдала. Но это не значит, что ее следует копировать: об этом рано говорить, поскольку сам принцип полета на малой высоте еще не нашел широкого применения и техника его недостаточно изучена. Наша работа пока дает только отправные данные для дальнейших экспериментов.

Изобретение относится к надувным судам, предназначенным для развлечения и спорта. Надувная лодка на подводных крыльях содержит баллоны и днище и имеет на нижней поверхности боковых баллонов или трех и более баллонов продольные сквозные карманы (рукава) такого размера, что в них с натягом расположены шесты, выступающие из карманов с обеих сторон. К концам шестов крепятся стойки подводных крыльев. Обеспечивается безопасность лодки при наезде на подводное препятствие. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Известны надувные лодки различных конструкций, см., например, а.с. №608695. Их недостатки - плохая мореходность (ход на волнении) и сравнительно низкая скорость. В то же время хорошо известно, что лодки на подводных крыльях имеют мягкий ход на волнении и более высокую скорость. Но не было удачного решения по креплению крыльев на надувной лодке.

Сущность изобретения в том, что лодка имеет на нижней поверхности боковых баллонов или трех и более баллонов продольные сквозные карманы (рукава) такого размера, что в них с натягом расположены шесты, выступающие из карманов с обеих сторон, и к концам шестов крепятся стойки подводных крыльев. Карманы должны быть такого размера в ширину, чтобы при надувании баллонов шесты надежно фиксировались в карманах.

Лучше всего крепить стойки к шестам хомутами, обтягивающими концы шестов, или свободно надевающимися на них и крепящимися другими способами, например штифтами.

Возможен вариант, когда стоки имеют цилиндры, телескопически (коаксиально) вставляющиеся внутрь концов трубчатых шестов. Все свободное пространство трубчатых шестов должно быть заполнено пенопластом. Стойки к крыльям должны крепиться жестко.

Большой неприятностью для судна на подводных крыльях является наезд на подводное или плавающее препятствие. На этот случай карманы могут состоять из двух полос материала, соединенных разрушаемым, то есть специально ослабленным креплением. Например, стыкующиеся части полос могут иметь люверсы, попарно связанные с разных сторон шнурами сравнительно небольшой прочности.

Тогда при наезде на подводное препятствие шнуры последовательно рвутся, и вся конструкция, состоящая из двух стержней и двух подводных крыльев со стойками, вылетает назад, и лодка приводняется на днище в неповрежденном состоянии. Этим надувная лодка на подводных крыльях выгодно отличается от жестких корпусных лодок, у которых при таком наезде могут образоваться значительные повреждения, даже угрожающие плавучести.

Потребуется около получаса, чтобы вернуть конструкции прежний вид.

Более быстро можно восстановить конструкцию, где полосы материала соединяются прочной застежкой «молния», причем бегунок молнии должен быть направлен назад и не должен иметь стопора. А задний конец молнии скрепляется двумя люверсами и шнуром.

Или вторым бегунком, направленным в ту же сторону, что и первый, и закрепленным от перемещения в обе стороны нитью небольшой прочности.

Или возможен вариант, когда задний конец «молнии» скрепляется швеллером, имеющим форму буквы «П», причем ребра швеллера обращены внутрь буквы «П».

Тогда при наезде на препятствие обе «молнии» просто расстегнутся. В этом случае восстановление работоспособности займет одну-две минуты: достаточно вставить сменные бегунки и привязать их (прежние передние бегунки при аварии теряются, и надо иметь их небольшой запас).

Если нет необходимости в высокой скорости и мореходности, такую лодку можно с успехом использовать и без крыльев.

На фиг.1 показана лодка, где: 1 - баллоны, 2 - рукав, 3 - шест, 4 - стойки крыльев, 5 - подводные крылья.

На фиг.2 показан самый простой вариант крыльев, где: 3 - шест, 6 - согнутая в виде хомута дюралевая пластина, прикрепленная к крыльям 5 шурупами 7 и зажимающая шест при закручивании винта-барашка 8.

Работает лодка так: мотор разгоняет лодку, и она переходит в крыльевой режим.

1. Надувная лодка на подводных крыльях, содержащая баллоны и днище, отличающаяся тем, что имеет на нижней поверхности боковых баллонов или трех и более баллонов продольные сквозные карманы (рукава) такого размера, что в них с натягом расположены шесты, выступающие из карманов с обеих сторон, и к концам шестов крепятся стойки подводных крыльев.

2. Лодка по п.1, отличающаяся тем, что стойки крепятся к шестам хомутами.

3. Лодка по п.1, отличающаяся тем, что стойки крепятся телескопически к трубчатым шестам.

4. Лодка по п.1, отличающаяся тем, что карманы состоят из двух полос материала с люверсами, причем люверсы попарно связаны шнурами.

5. Лодка по п.1, отличающаяся тем, что карманы состоят из двух полос материала, соединенных застежкой-молнией, направленной назад, причем первый бегунок привязан нитью спереди, а второй бегунок, направленный в ту же сторону, привязан спереди и сзади, или задняя часть полос крепится нитью через люверсы, или задняя часть «молнии» крепится швеллером в виде буквы «П», причем ребра швеллера обращены внутрь буквы «П».

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.

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.

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.

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:

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.

Система управления должна обладать очень высоким коэффициентом надежности, так как при ее отказе, судно с U-образным крылом может перевернуться.

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.

Экология потребления.Мотор:Словенский стартап Quadrofoil, специализирующийся на создании электрических плавательных средств, в течении последних нескольких лет обещал начать серийный выпуск своих лодок на подводных крыльях.

Словенский стартап Quadrofoil, специализирующийся на создании электрических плавательных средств, в течении последних нескольких лет обещал начать серийный выпуск своих лодок на подводных крыльях. И вот недавно стало известно, что компания уже распродала 100 экземпляров Q2S Electric Limited Edition, которые будут доставлены заказчикам в течении первого квартала 2017 года.

Гидрофойл (или судно на подводных крыльях, СПК) имеет конструкцию, которая позволяет снижать сопротивление и увеличивать скорость за счет поднятия корпуса лодки над водой. При движении на таком скоростном катере у пассажиров создаются ощущения парения над водой.

Сейчас Quadrofoil работает над созданием 2-х и 4-х местной версией своей электролодки. В декабре месяце компания завершила разработку коммерческого прототипа и выпустила видео, на котором показывает модель в действии:

«Летающий» катер Q2S Electric оснащен электромотором мощностью 5,5 кВт, который питается от блока литий-ионных батарей емкостью 10,4 кВт*ч. По словам производителя, силовая установка обеспечивает лодке запас хода порядка 100 км. Двухместный Quadrofoil имеет вес 335 кг и способен принять на борт пассажиров и груз общей массой 170 кг. Максимальная скорость судна составляет 40 км/ч (21 узел).


В качестве материала для корпуса гидрофойла Q2 использовались композиты. Таким образом, по заявлению авторов, лодка получилась «практически непотопляемой». Как передние, так и задние подводные крылья изготовлены из сплавов на основе алюминия и имеют особую форму, позволяющую «взлетать» судну над водой уже на скорости 12 км/ч.

Первые модели выйдут ограниченным тиражом в 100 единиц, которые будут доставлены покупателям к марту текущего года. Компания также заявила о получении дополнительных инвестиций в размере 1,2 млн евро, которые будут направлены на производство крупносерийных Quadrofoil Q2A и Q2S.

Цена катера на подводных крыльях – около $30 тысяч. Выход моделей для массового рынка планируется на 2018 год.


Интересно, что подобные плавсредства планируют использовать в Париже. Там «речные трамвайчики» SeaBubbles будут перевозить пассажиров по Сене используя энергию солнца. Причем со временем эти плавучие такси оборудуют полностью беспилотными системами управления. опубликовано