Міні судно на подушці повітря. Робимо ховеркрафт, човен на повітряній подушці

Якість дорожньої мережі в нашій країні бажає кращого. Будівництво на деяких напрямках є недоцільним з економічних причин. З переміщенням людей і вантажів у таких місцевостях добре впораються транспортні засоби, що працюють на інших фізичних засадах. Повнорозмірні судна своїми руками в кустарних умовах не побудувати, а от масштабні моделі - цілком можливо.

Транспортні засоби цього виду здатні переміщатися за будь-яким відносно рівним покриттям. Це можуть бути і чисте поле, і водоймище, і навіть болото. Варто зауважити, що на таких непридатних для іншого транспорту покриттях СВП здатне розвивати високу швидкість. Основним недоліком такого транспорту є необхідність великих енерговитрат на створення повітряної подушки та, як наслідок, велика витрата палива.

Фізичні принципи роботи СВП

Великі та на повітряній подушцізависають над поверхнею на висоті від 100 до 150 мм. У спеціальному пристрої під корпусом створюється повітря. Машина відривається від опори і втрачає з нею механічний контакт, у результаті опір руху стає мінімальним. Основні витрати енергії йдуть на підтримку повітряної подушки та розгін апарата у горизонтальній площині.

Складання проекту: вибір робочої схеми

Для виготовлення макету СВП, що діє, необхідно вибрати ефективну для заданих умов конструкцію корпусу. Креслення суден на повітряній подушці можна знайти на спеціалізованих ресурсах, де розміщені патенти з докладним описом різних схемта способів їх реалізації. Практика показує, що одним із найвдаліших варіантів для таких середовищ, як вода та твердий ґрунт, є камерний спосіб формування повітряної подушки.

У нашій моделі буде реалізована класична двомоторна схема з одним силовим приводом, що нагнітає, і одним штовхаючим. Малорозмірні судна на повітряній подушці своїми руками виготовлені, насправді, є іграшками-копіями великих апаратів. Однак вони наочно демонструють переваги використання таких засобів пересування перед іншими.

Виготовлення корпусу судна

При виборі матеріалу для корпусу судна основними критеріями є простота в обробці та невисокий на повітряній подушці відносяться до категорії амфібійних, а отже, у разі його несанкціонованої зупинки не станеться затоплення. Корпус судна випилюється з фанери (товщиною 4 мм) за заздалегідь підготовленим лекалом. Для цієї операції використовується лобзик.

Саморобне судно на повітряній подушці має надбудови, які для зниження ваги краще зробити з пінополістиролу. Для надання їм більшого зовнішньої подібностіз оригіналом зовні проводиться обклеювання деталей пеноплексом та фарбування. Скло кабіни робляться їх прозорого пластику, а решта деталей вирізається з полімерів і вигинається з дроту. Максимальна деталізація – ключ до подібності до прототипу.

Вироблення повітряної камери

При виготовленні спідниці використовують щільну тканину з полімерного водонепроникного волокна. Розкрій здійснюється за кресленням. Якщо у вас немає досвіду перенесення ескізів на папір вручну, їх можна роздрукувати на широкоформатному принтері на щільному папері, а потім вирізати звичайними ножицями. Підготовлені деталі зшиваються між собою, шви мають бути подвійними та щільними.

Судна на повітряній подушці, своїми руками виконані, до включення двигуна, що нагнітає, спираються корпусом на грунт. Спідниця частково змінюється і знаходиться під ним. Склеювання деталей проводиться водостійким клеєм, стик закривається корпусом надбудови. Таке з'єднання забезпечує високу надійність та дозволяє зробити монтажні стики непомітними. З полімерних матеріаліввиконується й інші зовнішні деталі: огородження дифузора гвинта тощо.

Силова установка

У складі силової установки присутні два двигуни: нагнітаючий і маршовий. У моделі використовуються безколекторні електромотори та дволопатеві гвинти. Дистанційне керування ними здійснюється за допомогою спеціального регулятора. Джерелом живлення для силової установки є два акумулятори сумарною ємністю 3000 mAh. Їх заряду достатньо для півгодинного використання моделі.

Саморобні судна на повітряній подушці керуються дистанційно радіоканалом. Усі компоненти системи – радіопередавач, приймач, сервоприводи – заводського виготовлення. Встановлення, підключення та тестування їх провадиться відповідно до інструкції. Після включення живлення виконується пробний прогін двигунів із поступовим збільшенням потужності до утворення стійкої повітряної подушки.

Управління моделлю СВП

Судна на повітряній подушці, виготовлені своїми руками, як уже зазначалося вище, мають дистанційне керуванняз УКХ-каналу. На практиці це виглядає так: у руках власника знаходиться радіопередавач. Запуск двигунів виконується натисканням відповідної кнопки. Управління швидкістю та зміна напрямку руху виконуються джойстиком. Машинка проста в маневруванні та досить точно витримує курс.

Випробування показали, що СВП впевнено переміщається відносно рівною поверхнею: по воді і по суші з однаковою легкістю. Іграшка стане улюбленою розвагою для дитини віком від 7-8 років із досить розвиненою дрібною моторикою пальців рук.

Однією з найсерйозніших і найважчих проблем для мешканців сільської місцевості є дороги, особливо навесні в повінь. Ідеальною альтернативою будь-яким транспортним засобам у таких умовах стають всюдиходи на повітряній подушці.

Що являє собою подібний транспорт?

Судно являє собою особливий засіб пересування, в основі динаміки якого лежить потік повітря, що нагнітається під днищем, що дозволяє йому пересуватися по будь-якій поверхні - як рідкої, так і твердої.

Головною перевагою такого транспорту є його висока швидкість. Крім того, його навігаційний період не обмежується умовами довкілля – пересуватися на таких всюдиходах можна як узимку, так і влітку. Ще одним плюсом можна назвати можливість подолання перешкод не більше метра заввишки.

До мінусів відносять невелику кількість пасажирів, яких здатні перевозити всюдиходи на повітряній подушці, і досить висока витрата палива. Пояснюється це підвищеною потужністю двигуна, спрямованої створення потоку повітря під днищем. Дрібні частинки, що знаходяться в подушці, можуть стати причиною появи статичної електрики.

Переваги та недоліки всюдиходів

Точно сказати, з чого варто починати вибір такої моделі судна, досить складно, оскільки все залежить від особистих переваг майбутнього власника та його планів на транспорт, що купується. Серед величезної кількості характеристик і параметрів у всюдиходів на повітряній подушці є свої переваги та недоліки, багато з яких знають або професіонали, або виробники, але не звичайні користувачі.

Одним із мінусів таких судів є їхня нерідка впертість: при температурі -18 градусів вони можуть відмовитися заводитися. Причиною цього стає конденсат у силовій установці. З метою підвищення зносостійкості та міцності всюдиходи на повітряній подушці економ-класу мають сталеві вставки в днище, чого немає у їх дорогих аналогів. Досить потужний двигун може не потягнути підйом транспорту на досить невеликий берег із ухилом у пару-трійку градусів.

Подібні нюанси виявляються лише під час експлуатації всюдихода. Щоб уникнути розчарування у транспорті, перед його покупкою бажано порадитися зі спеціалістами та переглянути всю доступну інформацію.

Різновиди всюдиходів на повітряній подушці

Молодші судна. Ідеальний варіантдля активного відпочинку чи рибалки на невеликих водоймах. Найчастіше купують такі всюдиходи ті, хто живе досить далеко від цивілізації і до місця їх проживання дістатися можна хіба що тільки на гелікоптері. Пересування невеликих суден багато в чому схоже на останні не здатні на бічне ковзання на швидкості близько 40-50 км/год.
Великі судна. Такий транспорт можна брати вже на серйозне полювання чи риболовлю. Вантажопідйомність всюдихода становить від 500 до 2000 кілограм, місткість – 6-12 пасажирських місць. Великі судна практично повністю ігнорують бортову хвилю, що дозволяє їх використовувати навіть на морі. Придбати такі всюдиходи на повітряній подушці в нашій країні можна – на ринках реалізуються транспорт як вітчизняного, так і іноземного виробництва.

Принцип роботи

Функціонування повітряної подушки досить просте і багато в чому ґрунтується на курсі фізики, знайомий зі шкільних часів. Принцип роботи – підняття катера над поверхнею землі та нівелювання сили тертя. Цей процес носить назву «вихід на подушку» і є тимчасовою характеристикою. Для малих суден він займає близько 10-20 секунд, великим потрібно близько півхвилини. Промислові всюдиходи нагнітають повітря протягом декількох хвилин, щоб збільшити тиск до потрібного рівня. Після досягнення необхідної позначки можна розпочинати рух.

На невеликих суднах, здатних перевозити від 2 до 4 пасажирів, повітря в подушку нагнітається за допомогою банальних повітрозабірників від тягового двигуна. Їзда починається практично відразу після набору тиску, що не завжди зручно, оскільки задня передача у всюдиходів молодшого і середнього класу відсутня. На більших всюдиходах на 6-12 чоловік цей недолік компенсується другим двигуном, який контролює тільки тиск повітря в подушці.

на повітряній подушці

Сьогодні можна зустріти багатьох народних умільців, які самостійно створюють таку техніку. Всюдихід на повітряній подушці збирається на основі іншого транспорту – наприклад мотоцикла «Дніпро». На двигун встановлюється гвинт, що нагнітає в робочому режимі повітря під днище, вкрите манжетою зі шкірозамінника, стійкого до дії. негативних температур. Той же двигун здійснює і рух судна вперед.

Подібний всюдихід на повітряній подушці своїми руками створюється з хорошими технічними параметрами - наприклад, швидкість його пересування становить близько 70 км/год. По суті, такий транспорт є найбільш вигідним для самостійного виготовленняоскільки не вимагає створення складних креслень і ходової частини, відрізняючись при цьому максимальним рівнем прохідності.

Всюдиходи на повітряній подушці «Арктика»

Однією з розробок російських вчених з Києва є амфібійна вантажна платформа під назвою «Арктика», яка була поставлена на озброєння армії РФ.

Амфібійне вітчизняне судно має такі переваги:

Повна всюдихідність – транспорт проходить поверхнею будь-якого рельєфу.
Може експлуатуватися в будь-яку погоду та будь-яку пору року.
Велика вантажопідйомність та значний запас ходу.
Безпека та надійність, забезпечена особливостями конструкції.
Порівняно з іншими видами транспорту відрізняється економічністю.
Екологічно безпечна для довкілля, що підтверджено відповідними сертифікатами.

«Арктика» є судно на повітряній подушці, здатне пересуватися поверхнею як води, так і суші. Основною її відмінністю від аналогічного транспорту, здатного лише тимчасово перебувати на землі, є можливість експлуатації як на болотистих, засніжених та обмерзлих ділянках, так і на різних водоймах.

Якось узимку, коли я, прогулюючись берегом Даугави, розглядав занесені снігом човни, у мене народилася думка. створити всесезонний засіб пересування, тобто амфібію, яку можна було б використати і взимку.

Після довгих роздумів вибір мій упав на двомісний апарат на повітряній подушці. Спершу нічого, окрім величезного бажання створити таку конструкцію, у мене не було. Доступна мені технічна література узагальнювала досвід створення тільки великих СВП, а по малих апаратах прогулянково-спортивного призначення жодних даних знайти я не зміг, тим більше, що нашою промисловістю такі СВП не випускаються. Отже, сподіватися можна було лише на власні силиі досвід (про мій катер-амфібія на базі мотолодки «Янтар» свого часу повідомлялося в «КЯ»; см № 61).

Передбачаючи, що в майбутньому у мене можуть знайтися послідовники, а за позитивних результатів моїм апаратом може зацікавитися і промисловість, я вирішив конструювати його на базі добре освоєних і двотактних двигунів, що є у продажу.

У принципі апарат на повітряній подушці відчуває значно менші навантаження, ніж традиційний глісуючий корпус катера; це дозволяє конструкцію його робити легшою. У той же час з'являється і додаткова вимога: корпус апарату повинен мати невеликий аеродинамічний опір. Це потрібно враховувати розробки теоретичного креслення.

Основні дані амфібії на повітряній подушці
Довжина, м	3,70
Ширина, м	1,80
Висота борту, м	0,60
Висота повітряної подушки, м	0,30
Потужність підйомної установки, л. с.	12
Потужність тягової установки, л. с.	25
Корисна вантажопідйомність, кг	150
Загальна вага, кг	120
Швидкість, км/год	60
Витрата палива, л/год	15
Місткість паливного бака, л	30

1 – кермо; 2 – приладовий щиток; 3 - поздовжнє сидіння; 4 – підйомний вентилятор; 5 – кожух вентилятора; 6 – тягові вентилятори; 7 - шків валу вентилятора; 8 - шків двигуна; 9 – тяговий двигун; 10 - глушник; 11 - стулки управління; 12 – вал вентиляторів; 13 – підшипники валу вентиляторів; 14 – вітрове скло; 15 - гнучка огорожа; 16 – тяговий вентилятор; 17 – кожух тягового вентилятора; 18 – підйомний двигун; 19 - глушник підйомного двигуна;
20 - електростартер; 21 – акумулятор; 22 – паливний бак.

Набір корпусу я виготовив з ялинових рейок перетином 50х30 і обшив 4-міліметровою фанерою епоксидному клеї. Обклеювання склотканиною не робив, побоюючись збільшення ваги апарату. Для забезпечення непотоплюваності в кожен із бортових відсіків поставив по дві водонепроникні перебирання, а також заповнив відсіки пінопластом.

Вибрано двомоторну схему силової установки, тобто один з двигунів працює на підйом апарату, створюючи надлишковий тиск (повітряну подушку) під його днищем, а другий забезпечує рух - створює тягу по горизонталі. Підйомний двигун виходячи з розрахунку повинен мати потужність 10-15 л. с. Найбільш відповідним за основними даними виявився двигун від моторолера «Тула-200», але оскільки ні кріплення, ні підшипники його не задовольняли з конструктивних міркувань, довелося відлити з алюмінієвого сплаву новий картер. Цей двигун приводить в рух 6-лопатевий вентилятор діаметром 600 мм. Сумарна вага підйомної силової установки разом із кріпленнями та електростартером вийшла близько 30 кг.

Одним із найскладніших етапів виявилося виготовлення спідниці - гнучкої огорожі подушки, яка швидко зношується при експлуатації. Застосована наявна у продажу брезентова тканина шириною 0,75 м. Через складну конфігурацію стиків потрібно близько 14 м такої тканини. Смуга розрізалася на шматки довжиною, що дорівнює довжині борту, з припуском на досить складну формустиків. Після надання необхідної форми стики зшивали. Краї тканини кріпилися до корпусу апарату алюмінієвими смугами 2х20. Встановлену гнучку огорожу для підвищення зносостійкості я просочив гумовим клеєм, який додав алюмінієвої пудри, що надає ошатного вигляду. Така технологія дає можливість реставрувати гнучку огорожу при аварії та в міру зносу, подібно до нарощування протектора. автомобільної шини. Треба підкреслити, що виготовлення гнучкої огорожі не просто забирає багато часу, але потребує особливої акуратності та терпіння.

Складання корпусу та встановлення гнучкої огорожі виконувались у положенні вгору кілем. Потім корпус розкантували та в шахті розміром 800х800 встановили підйомну силову установку. Була підведена система управління установкою, і ось настав найвідповідальніший момент; її випробування. Чи виправдаються розрахунки, чи підніме порівняно малопотужний двигун такий апарат?

Вже за середніх оборотах двигуна амфібія разом зі мною піднялася і зависла на висоті близько 30 см від землі. Запасу підйомної сили виявилося цілком достатньо, щоб прогрітий двигун на повних обертах піднімав навіть чотирьох. У перші хвилини цих випробувань стали виявлятися особливості апарату. Після відповідного центрування він вільно пересувався на повітряній подушці у будь-якому напрямку навіть від невеликого докладеного зусилля. Складалося враження, ніби він пливе водяною поверхнею.

Успіх першого випробування підйомної установки та корпусу загалом окрилив мене. Закріпивши лобове склоя приступив до монтажу тягової силової установки. Спочатку здавалося доцільним скористатися великим досвідом будівництва та експлуатації аеросанів і встановити двигун з повітряним гвинтом порівняно великого діаметрана кормовій палубі. Однак слід було врахувати, що за такого «класичного» варіанта істотно підвищився б центр тяжкості настільки малого апарату, що неминуче позначилося б на його ходових якостях і, головне, на безпеці. Тому я вирішив застосувати два тягові двигуни, повністю аналогічні підйомному, і встановив їх у кормовій частині амфібії, але не на палубі, а по бортах. Після того, як я виготовив та змонтував привід керування мотоциклетного типу та встановив тягові повітряні гвинти щодо малого діаметра («вентилятори»), перший варіант апарату на повітряній подушці був готовий до ходових випробувань.

Для перевезення амфібії за автомашиною «Жигулі» було виготовлено спеціальний трейлер, і ось влітку 1978 р. я навантажив на нього свій апарат і доставив його на луг біля озера під Ригою. Настав хвилюючий момент. В оточенні друзів та цікавих я зайняв місце водія, завів підйомний двигун, і мій новий катер повис над лугом. Завів обидва тягові двигуни. При збільшенні їх оборотів амфібія стала переміщатися лугом. І тут стало ясно, що багаторічного досвіду керування автомобілем та мотолодкою явно недостатньо. Усі колишні навички не годяться. Треба освоювати методи керування апаратом на повітряній подушці, який може нескінченно кружляти на одному місці, подібно до юли. Зі збільшенням швидкості збільшувався і радіус повороту. Будь-які нерівності поверхні викликали поворот апарату.

Освоївшись із керуванням, я направив амфібію по пологому березі до поверхні озера. Опинившись над водою, апарат одразу почав втрачати швидкість. Тягові двигуни стали по черзі глухнути, що заливаються бризками, що виривалися з-під гнучкої огорожі повітряної подушки. При проходженні зарослих ділянок озера вентилятори втягували очерети, краї їхніх лопатей фарбувалися. Коли ж я вимкнув двигуни, а потім вирішив спробувати взяти старт з води, то нічого не вийшло: мій апарат так і не зміг вирватися з «ями», утвореної подушкою.

Загалом, це була невдача. Однак перша поразка не зупинила мене. Я дійшов висновку, що при існуючих характеристиках для мого апарату на подушці повітря недостатня потужність тягової установки; саме тому він не міг рушити вперед при старті з гладі озера.

За зиму 1979 р. я повністю переробив амфібію, зменшивши довжину її корпусу до 3,70 м, а ширину - до 1,80 м. Сконструював і нову тягову установку, повністю захищену і від бризок, і від контакту з травою і очеретом. Для спрощення керування установкою та зниження її ваги застосований один тяговий двигун замість двох. Використано силову головку 25-сильного підвісного мотора «Вихор-М» з повністю переробленою системою охолодження. Замкнута системаохолодження об'ємом 1,5 л заповнена тосолом. Крутний момент двигуна передається на розташований поперек апарату «гребний» вал вентиляторів за допомогою двох клинових ременів. Шестилопатеві вентилятори наганяють повітря в камеру, з якої він виривається (попутно охолоджуючи двигун) за корму через квадратне сопло, забезпечене стулками управління. З аеродинамічної точки зору така тягова установка, мабуть, не дуже досконала, але вона досить надійна, компактна і створює тягу близько 30 кгс, що виявилася цілком достатньою.

У середині літа 1979 р. мій апарат знову було перевезено той самий луг. Освоївшись із керуванням, я направив його до озера. Цього разу, опинившись над водою, він продовжував рух, не втрачаючи швидкості, немов по поверхні льоду. Легко, без перешкод, долав мілини та очерети; особливо приємно було рухатися над зарослими ділянками озера, тут не залишалося навіть туманного сліду. На прямій ділянці один із власників із мотором «Вихор-М» пішов паралельним курсом, але незабаром відстав.

Особливе здивування викликав описуваний апарат у любителів підлідного лову, коли я продовжив випробування амфібії взимку на льоду, який був покритий шаром снігу завтовшки близько 30 см. На льоду було справжнє роздолля! Швидкість можна було збільшити максимально. Точно її не заміряв, але досвід автоводія дає змогу стверджувати, що вона наближалася до 100 км/год. При цьому амфібія вільно долала глибокі сліди від мотонарту.

Ризькою телестудією було знято і показано невеликий фільм, після чого я почав отримувати багато запитів від охочих побудувати подібний амфібійний апарат.

Якість дорожньої мережі в нашій країні бажає кращого. Будівництво транспортної інфраструктури на деяких напрямках є недоцільним з економічних причин. З переміщенням людей і вантажів у таких місцевостях добре впораються транспортні засоби, що працюють на інших фізичних засадах. Повнорозмірні судна на повітряній подушці своїми руками в кустарних умовах не побудувати, а ось масштабні моделі цілком можливо.

Фізичні принципи роботи СВП

Висока прохідність транспортних засобів такого типу забезпечується низьким питомим тиском, який він чинить на поверхню. Це досить просто: площа контакту транспортного засобу дорівнює чи навіть перевищує площу самого транспортного засобу. В енциклопедичних словниках СВП визначаються як судна з опорною тягою, що динамічно створюється.
Великі та маломірні судна на повітряній подушці зависають над поверхнею на висоті від 100 до 150 мм. У спеціальному пристрої під корпусом створюється надлишковий тиск повітря. Машина відривається від опори і втрачає з нею механічний контакт, у результаті опір руху стає мінімальним. Основні витрати енергії йдуть на підтримку повітряної подушки та розгін апарата у горизонтальній площині.

Складання проекту: вибір робочої схеми

Для виготовлення макету СВП, що діє, необхідно вибрати ефективну для заданих умов конструкцію корпусу. Креслення суден на повітряній подушці можна знайти на спеціалізованих ресурсах, де розміщені патенти з докладним описом різних схем та способів їх реалізації. Практика показує, що одним із найвдаліших варіантів для таких середовищ, як вода та твердий ґрунт, є камерний спосіб формування повітряної подушки.

Виготовлення корпусу судна

При виборі матеріалу для корпусу судна основними критеріями є простота в обробці та невисокий питома вага. Саморобні судна на повітряній подушці належать до категорії амфібійних, а отже, у разі його несанкціонованої зупинки не станеться затоплення. Корпус судна випилюється з фанери (товщиною 4 мм) за заздалегідь підготовленим лекалом. Для цієї операції використовується лобзик.

Саморобне судно на повітряній подушці має надбудови, які для зниження ваги краще зробити з пінополістиролу. Для надання їм більшої зовнішньої подібності з оригіналом зовні проводиться обклеювання деталей пеноплексом та фарбування. Скло кабіни робляться їх прозорого пластику, а решта деталей вирізається з полімерів і вигинається з дроту. Максимальна деталізація - ключ до подібності до прототипу.

Вироблення повітряної камери

Судна на повітряній подушці, своїми руками виконані, до включення двигуна, що нагнітає, спираються корпусом на грунт. Спідниця частково змінюється і знаходиться під ним. Склеювання деталей проводиться водостійким клеєм, стик закривається корпусом надбудови. Таке з'єднання забезпечує високу надійність та дозволяє зробити монтажні стики непомітними. З полімерних матеріалів виконується й інші зовнішні деталі: огородження дифузора гвинта тощо.

Силова установка

Управління моделлю СВП

Судна на повітряній подушці, виготовлені своїми руками, як уже зазначалося вище, мають дистанційне управління по УКХ-каналу. На практиці це виглядає так: у руках власника знаходиться радіопередавач. Запуск двигунів виконується натисканням відповідної кнопки. Управління швидкістю та зміна напрямку руху виконуються джойстиком. Машинка проста в маневруванні та досить точно витримує курс.

Що таке "ховеркрафт"?

Технічні дані апарату

Які необхідні матеріали?

Як зробити корпус?

Який потрібний двигун?

Судно на повітряній подушці своїми руками

Ховеркрафт – це транспортний засіб, здатний переміщатися як у воді, і по суші. Подібний засіб пересування дуже легко зробити своїми руками.

Що таке "ховеркрафт"?

Це апарат, де поєднані функції автомобіля та човна. В результаті цього вийшло судно на повітряній подушці (СВП), що володіє унікальними характеристикамипрохідності, без втрат швидкості під час руху по воді завдяки тому, що корпус судна переміщається не по воді, а над її поверхнею. Це дало можливість рухатися по воді набагато швидше, за рахунок того, що сила тертя водних мас не чинить жодного опору.

Хоча судно на повітряній подушці і має ряд переваг, його сфера застосування не набула такого широкого поширення. Справа в тому, що не будь-якої поверхні цей апарат може пересуватися без особливих проблем. Для нього потрібний м'який піщаний або ґрунтовий ґрунт, без наявності каміння та інших перешкод. Наявність асфальту та інших твердих підстав може призвести до непридатності днища судна, що створює повітряну подушку під час руху. У зв'язку з цим, "ховеркрафти" використовуються там, де потрібно більше плисти та менше їхати. Якщо навпаки, краще скористатися послугами автомобіля-амфібії з колесами. Ідеальні умови їх застосування – це важкопрохідні болотисті місця, де, крім судна на повітряній подушці (СВП), ніякий інший транспорт проїхати не зможе. Тому СВП і не набули такого широкого поширення, хоча подібним транспортом користуються рятувальники деяких країн, таких як Канада, наприклад. За деякими даними, СВП перебувають на озброєнні країн НАТО.

Як придбати такий транспорт чи як його зробити своїми руками?

Ховеркрафт - це дорогий вид транспорту, Середня цінаякого сягає 700 тис. рублів. Транспорт типу “скутер” коштує раз на 10 дешевше. Але при цьому слід враховувати той факт, що транспорт заводського виготовлення завжди відрізняється найкращою якістю, Порівняно з саморобками. Та й надійність транспортного засобу вища. До того ж, заводські моделі супроводжуються заводськими гарантіями, чого не скажеш про конструкції, зібрані в гаражах.

Заводські моделі завжди були орієнтовані на вузькопрофесійний напрямок, пов'язаний або з рибалкою, або з полюванням, або з спеціальними службами. Що ж до саморобних СВП, всі вони зустрічаються вкрай рідко й тому є причини.

До таких причин слід зарахувати:

Досить високу вартістьа також дороге обслуговування. Основні елементи апарату швидко зношуються, що потребує їх заміни. Причому кожен такий ремонт виллється в копійчину. Подібний апарат дозволить собі купити тільки багата людина, та й то вона подумає вкотре, чи варто з нею зв'язуватися. Справа в тому, що такі майстерні - це таке ж рідкісне явище, як і сам транспортний засіб. Тому вигідніше придбати гідроцикл або квадроцикл для переміщення по воді.
Виріб, що працює, створює багато шуму, тому пересуватися можна тільки в навушниках.
Під час руху проти вітру істотно падає швидкість і значно збільшується витрата пального. Тому саморобні СВП – це скоріше демонстрація своїх професійних здібностей. Судном не лише потрібно вміти керувати, а й уміти його ремонтувати, без суттєвих витрат коштів.

Процес виготовлення СВП своїми руками

По-перше, зібрати в домашніх умовах хороше СВП не так просто. Для цього необхідно мати можливості, бажання та професійні навички. Не завадить і технічна освіта. Якщо відсутня остання умова, то краще від будівництва апарату відмовитись, інакше можна розбитися на ньому при першому ж випробуванні.

Усі роботи починаються з ескізів, які потім трансформуються у робочі креслення. При створенні ескізів слід пам'ятати, що цей апарат повинен бути максимально обтічний, щоб не створювати зайвого опору під час руху. На цьому етапі слід враховувати той фактор, що це практично повітряний засіб пересування, хоча воно і знаходиться дуже низько до поверхні землі. Якщо всі умови взяті до уваги, то можна братися до розробки креслень.

На малюнку представлено ескіз СВП Канадської служби порятунку.

Технічні дані апарату

Як правило, всі судна на повітряній подушці здатні розвивати пристойну швидкість, яку не зможе розвинути жодний човен. Це якщо врахувати, що човен та СВП мають однакову масу та потужність двигуна.

Запропонована модель одномісного судна на повітряній подушці розрахована на пілота вагою від 100 до 120 кілограмів.

Що стосується керування транспортним засобом, то воно досить специфічне і в порівнянні з керуванням звичайним моторним човном ніяк не вписується. Специфіка пов'язана не тільки з наявністю великої швидкості, а й способом пересування.

Основний нюанс пов'язаний з тим, що на поворотах, особливо на великих швидкостях, судно сильно заносить. Щоб подібний фактор звести до мінімуму, необхідно на поворотах нахилятись убік. Але це короткочасні проблеми. Згодом техніка управління освоюється і на СВП можна показувати дива маневреності.

Які необхідні матеріали?

Здебільшого знадобиться фанера, пінопласт та спеціальний конструкторський набір від ”Юніверсал Ховеркрафт”, куди входить все необхідне для самостійного складаннятранспортного засобу. У комплект входить ізоляція, гвинти, тканина для повітряної подушки, спеціальний клей та інше. Цей набір можна замовити на офіційному сайті, заплативши за нього 500 доларів. У комплект також входить кілька варіантів креслень для складання апарату СВП.

Як зробити корпус?

Оскільки креслення вже є, форму судна слід прив'язати до готового креслення. Але якщо є технічна освіта, то, швидше за все, буде побудовано судно не схоже на жодний з варіантів.

Дно судна виготовляється з пінопласту, товщиною 5-7 см. Якщо потрібен апарат для перевезення більше, ніж одного пасажира, то знизу кріпиться ще один такий лист пінопласту. Після цього в днищі робляться два отвори: один призначається для потоку повітря, а другий для забезпечення подушки повітрям. Вирізають отвори за допомогою електричного лобзика.

На наступному етапі здійснюють герметизацію нижньої частини транспортного засобу від вологи. Для цього береться скловолокно і клеїться на пінопласт за допомогою епоксидного клею. При цьому, на поверхні можуть утворитися нерівності та повітряні бульбашки. Щоб їх позбутися, поверхня покривається поліетиленом, а зверху ще й ковдрою. Потім, на ковдру лягає ще один шар плівки, після чого вона фіксується до основи скотчем. З цього "бутерброду" краще видути повітря, скориставшись пилососом. Після закінчення 2-х або 3-х годин епоксидна смолазастигне і днище буде готовим до подальших робіт.

Верх корпусу може мати довільну форму, але враховувати закони аеродинаміки. Після цього приступають до кріплення подушки. Найголовніше, щоб у неї надходило повітря без втрат.

Трубу для двигуна слід використовувати зі стирофому. Тут головне, вгадати з розмірами: якщо труба буде надто великою, то не вийде тієї тяги, яка потрібна для підйому СВП. Потім слід приділити увагу кріпленню двигуна. Тримач для двигуна - це своєрідний табурет, що складається з 3-х ніжок, прикріплених до днища. Зверху цієї табуретки і встановлюється двигун.

Який потрібний двигун?

Є два варіанти: перший варіант - це застосування двигуна від компанії "Юніверсал Ховеркрафт" або використання будь-якого відповідного двигуна. Це може бути двигун від бензопили, потужності якого цілком вистачить для саморобного пристрою. Якщо хочеться отримати потужніший пристрій, то слід брати і потужніший двигун.

Бажано використовувати лопаті заводського виготовлення (ті, що в наборі), тому що вони вимагають ретельного балансування і в домашніх умовах це досить складно. Якщо цього не зробити, то розбалансовані лопаті розіб'ють весь двигун.

Наскільки надійним може бути СВП?

Як показує практика, заводські судна на повітряній подушці (СВП) доводиться ремонтувати десь раз на півроку. Але це неполадки несуттєві та не вимагають серйозних витрат. В основному відмовляє подушка та система подачі повітря. Взагалі, ймовірність того, що саморобний пристрій розвалиться в процесі експлуатації, дуже мала, якщо "ховеркрафт" зібраний грамотно і правильно. Щоб це сталося, потрібно на великій швидкості налетіти на якусь перешкоду. Незважаючи на це, повітряна подушка все ж таки здатна захистити пристрій від серйозних поломок.

Рятувальники, які працюють на подібних апаратах у Канаді, ремонтують їх швидко та грамотно. Щодо подушки, то її реально відремонтувати в умовах звичайного гаража.

Подібна модель буде надійною, якщо:

Використовувані матеріали та деталі були належної якості.
На апараті встановлено новий двигун.
Всі з'єднання та кріплення виконані надійно.
Виробник має всі необхідні навички.

Якщо СВП виготовляється як іграшка для дитини, то в даному випадку бажано, щоб були дані хорошого конструктора. Хоча і це не є показником для того, щоб дітей садити за кермо цього транспортного засобу. Адже це не автомобіль і не човен. Керувати СВП не так просто, як здається.

З урахуванням цього фактора потрібно відразу приступати до виготовлення двомісного варіанту, щоб контролювати дії того, хто сидітиме за кермом.

Як побудувати сухопутний катер на повітряній подушці

Остаточною конструкцією, як і неформальною назвою нашого виробу, ми завдячуємо колезі з газети «Ведомости». Побачивши один із випробувальних «зльотів» на парковці видавництва, вона вигукнула: «Та це ж ступа Баби-яги!» Таке порівняння нас неймовірно втішило: адже ми якраз шукали спосіб оснастити наш катер на повітряній подушці кермом і гальмом, і спосіб знайшовся сам собою - ми дали в руки пілоту мітлу!

На вигляд це одна з найдурніших виробів, які ми коли-небудь створювали. Але, якщо вдуматися, вона є дуже видовищним фізичним експериментом: виявляється, слабенький повітряний потік від ручної повітродувки, призначеної для змітання невагомого жухлого листя з доріжок, здатний піднести над землею людину і з легкістю переміщати його в просторі. Незважаючи на вельми значний вигляд, побудувати такий катер простіше простого: при чіткому дотриманні інструкцій це вимагатиме всього кілька годин непилової роботи.

Вертоліт та шайба

Всупереч поширеній помилці, катер спирається зовсім не на 10-сантиметровий шар стиснутого повітря, інакше це був би вже вертоліт. Повітряна подушка є щось на зразок надувного матраца. Поліетиленова плівка, Якою затягнуте днище апарата, заповнюється повітрям, розтягується і перетворюється на подобу надувного кола.

Плівка дуже щільно прилягає до поверхні дороги, утворюючи широку пляму контакту (практично по всій площі днища) з отвором у центрі. З цього отвору надходить повітря під тиском. По всій площі контакту між плівкою і дорогою утворюється тонкий шар повітря, яким апарат легко ковзає в будь-якому напрямку. Завдяки надувній спідниці навіть невеликої кількості повітря достатньо для хорошого ковзання, так наша ступа набагато більше схожа на шайбу в аерохокеї, ніж на вертоліт.

Вітер під спідницею

Зазвичай ми не друкуємо в рубриці «майстер-клас» точних креслень і рекомендуємо читачам підключати до процесу творчу уяву, якнайбільше експериментуючи з конструкцією. Але це не той випадок. Декілька спроб злегка відступити від популярного рецепту коштували редакції кількох днів зайвої роботи. Не повторюйте наших помилок – чітко дотримуйтесь інструкцій.

Катер має бути круглим, як літаюча тарілка. Судну, що спирається на найтонший прошарок повітря, необхідний ідеальний баланс: при найменшому дефекті розважування все повітря виходитиме з недовантаженого боку, а важчий борт вагою ляже на землю. Симетрична кругла форма днища допоможе пілотові легко знаходити баланс, змінюючи положення тіла.

Для виготовлення днища візьміть 12-міліметрову фанеру, за допомогою мотузки та маркера накресліть коло діаметром 120 см і випиляйте деталь електричним лобзиком. Спідниця виготовляється з поліетиленової душової шторки. Вибір шторки – мабуть, найвідповідальніший етап, на якому вирішується доля майбутнього виробу. Поліетилен повинен бути якомога товстішим, але строго однорідним і в жодному разі не армованим тканиною або декоративними стрічками. Клейонка, брезент та інші повітронепроникні тканини не підходять для спорудження судна на повітряній подушці.

У гонитві за міцністю спідниці ми зробили нашу першу помилку: клейончаста скатертина, що погано тягнеться, не змогла щільно притиснутися до дороги і сформувати широку пляму контакту. Площі невеликої «плями» не вистачило, щоб змусити важку машину ковзати.

Залишати припуск, щоб упустити під щільну спідницю більше повітря, - не вихід. При надуванні така подушка утворює складки, які випускатимуть повітря і перешкоджатимуть утворенню рівномірної плівки. А ось щільно притиснутий до днища поліетилен, розтягуючись при нагнітанні повітря, утворює ідеально гладкий міхур, що щільно облягає будь-які нерівності дороги.

Скотч - усьому голова

Виготовити спідницю нескладно. Треба розстелити поліетилен на верстаті, накрити зверху круглою заготовкою фанерною з попередньо просвердленим отворомдля подачі повітря та ретельно закріпити спідницю меблевим степлером. Із завданням впорається навіть найпростіший механічний (не електричний) степлер із 8-міліметровими скобами.

Армований скотч - дуже важливий елементспідниці. Він зміцнює її там, де потрібно, зберігаючи еластичність інших ділянок. Зверніть особливу увагуна посилення поліетилену під центральним «гудзиком» та в області отворів для подачі повітря. Скотч накладайте з 50% перекриттям і в два шари. Поліетилен має бути чистим, інакше скотч може відклеїтися.

Недостатнє посилення у центральній частині спричинило кумедну аварію. Спідниця порвалася в районі «гудзика», і наша подушка перетворилася з «бубліка» на напівкруглу бульбашку. Пілот з округленими від подиву очима піднявся на добрі півметра над землею і через пару миттєвостей звалився вниз - спідниця остаточно луснула і випустила все повітря. Саме цей інцидент привів нас до помилкової думки використовувати замість душової шторки клейонку.

Ще одна помилка, яка спіткала нас у процесі будівництва катера, полягала у впевненості, що потужності багато не буває. Ми роздобули велику ранцеву повітродувку Hitachi RB65EF з об'ємом двигуна 65 см 3 . Ця звір-машина має одну вагому перевагу: вона комплектується гофрованим шлангом, за допомогою якого дуже легко підключити вентилятор до спідниці. А ось потужність 2,9 кВт – явний перебір. Поліетиленовій спідниці потрібно давати такий обсяг повітря, якого буде достатньо для підйому машини на 5-10 см над землею. Якщо переборщити з газом, поліетилен не витримає тиску та порветься. Саме так і сталося з нашою першою машиною. Тож будьте певні: якщо у вашому розпорядженні є хоч якась повітродувка, вона підійде для проекту.

Повний вперед!

Зазвичай у суден на повітряній подушці є як мінімум два гвинти: один маршовий, що повідомляє машині поступальний рух вперед, і один вентилятор, що нагнітає повітря під спідницю. Як же наша «літаюча тарілка» рухатиметься вперед, і чи зможемо ми обійтися однією повітродувкою?

Це питання мучило нас до перших успішних випробувань. Виявилося, спідниця так добре ковзає по поверхні, що навіть найменшої зміни балансу достатньо, щоб апарат сам собою поїхав у той чи інший бік. Тому встановлювати на машину крісло потрібно тільки на ходу, щоб правильно збалансувати машину, і лише потім пригвинтити ніжки до днища.

Ми спробували другу повітродувку в якості маршового двигуна, але результат не вразив: вузьке сопло дає швидкий потік, але об'єму повітря, що проходить через нього, недостатньо, щоб створити більш-менш помітну реактивну тягу. Що вам дійсно знадобиться під час руху, так це гальмо. Ось на цю роль ідеально підходить мітла Баби-яги.

Назвався судном - лізь у воду

На жаль, наша редакція, а разом з нею і майстерня розташовуються в кам'яних джунглях, далеко навіть від найскромніших водойм. Тож ми не змогли спустити наш апарат на воду. Адже теоретично все має працювати! Якщо будівництво катера стане для вас дачною розвагою в спекотний літній день, випробувайте його на мореплавство і поділіться з нами розповіддю про свої успіхи. Очевидно, виводити катер на воду необхідно з пологого берега на крейсерському дроселі, з повністю надутою спідницею. Допустити потоплення неможливо - занурення у воду означає неминучу загибель повітродувки від гідроудару.

Що каже закон про оплату за капітальний ремонт, чи є пільги пенсіонерам? Компенсація внесків – скільки мають сплачувати пенсіонери? З початку 2016 року набрав чинності Федеральний Закон № 271 «Про капітальному ремонтів […] Звільнення по власним бажаннямЗвільнення за власним бажанням (іншими словами, з ініціативи працівника) - одна з найпоширеніших підстав розірвання трудового договору. Ініціатива припинення трудових […]

Високі швидкісні характеристики та амфібійні можливості апаратів, що пересуваються на повітряній подушці (АВП), а також порівняльна простота їх конструкцій привертає увагу конструкторів-аматорів. В останні роки з'явилося чимало невеликих АВП, збудованих самостійно та використовуваних для спорту, туризму чи господарських роз'їздів.

У деяких країнах, наприклад у Великобританії, США та Канаді, налагоджено серійне промислове виробництвомалих АВП; пропонуються готові апарати чи набори деталей для самостійного складання.

Типовий спортивний АВП компактний, простий за конструкцією, має незалежні одна від одної системи підйому та руху, легко пересувається як над землею, так і над водою. Це переважно одномісні апарати з карбюраторними мотоциклетними чи легкими автомобільними двигунамиповітряного охолодження.

Туристські АВП складніші за конструкцією. Зазвичай вони дво- або чотиримісні, призначені для порівняно тривалих подорожей і мають багажники, паливні баки великої ємності, пристосування для захисту пасажирів від негоди.

Для господарських цілей використовуються невеликі платформи, пристосовані для транспортування переважно сільськогосподарських вантажів по пересіченій та болотистій місцевості.

Основні характеристики

Аматорські АВП характеризуються головними розмірами, масою, діаметром нагнітача та повітряного гвинта, відстанню від центру маси АВП до центру його аеродинамічного опору.

У табл. 1 зіставляються найважливіші технічні дані найпопулярніших англійських аматорських АВП. Таблиця дозволяє орієнтуватися в широкому діапазонізначень окремих параметрів та використовувати їх для порівняльного аналізуіз власними проектами.

Найлегші АВП мають масу близько 100 кг, найважчі – понад 1000 кг. Природно, що менше маса апарату, тим менша потрібна потужність двигуна для його руху або тим більш високі експлуатаційні якості можуть бути досягнуті при тій же потужності, що споживається.

Нижче наводяться найбільш характерні дані про масу окремих вузлів, що становлять загальну масу аматорського АВП: карбюраторний двигун з повітряним охолодженням – 20-70 кг; осьовий нагнітач. (насос) – 15 кг, відцентровий насос – 20 кг; повітряний гвинт – 6-8 кг; рама двигуна - 5-8 кг; трансмісія – 5-8 кг; кільце-насадка повітряного гвинта – 3-5 кг; органи управління – 5-7 кг; корпус – 50-80 кг; паливні баки та бензопроводи - 5-8 кг; сидіння – 5 кг.

Загальна вантажопідйомність визначається розрахунком залежно від кількості пасажирів, заданої кількості вантажу, що перевозиться, запасів палива та масла, необхідних для забезпечення необхідної дальності плавання.

Паралельно з розрахунком маси АВП потрібен точний розрахунок положення центру ваги, оскільки від цього залежать ходові якості, стійкість та керованість апарату. Головною умовою є те, щоб рівнодіюча сила підтримки повітряної подушки проходила через загальний центр тяжіння (ЦТ) апарату. При цьому необхідно враховувати, що всі маси, що змінюють свою величину в процесі експлуатації (такі, наприклад, пальне, пасажири, вантажі), повинні бути розміщені поблизу ЦТ апарату, щоб не викликати його переміщення.

Центр тяжкості апарату визначається розрахунком за кресленням бічної проекції апарату, де наносять центри ваги окремих агрегатів, вузлів конструкції пасажирів та вантажів (рис. 1). Знаючи маси G i та координати (щодо осей координат) x i та y i їх центрів тяжіння, можна визначити положення ЦТ всього апарату за формулами:

Проектований аматорський АВП повинен відповідати певним експлуатаційним, конструктивним та технологічним вимогам. Основою для створення проекту та конструкції нового типу АВП є, перш за все, вихідні дані та технічні умови, Які визначають тип апарату, його призначення, повну масу, вантажопідйомність, габарити, тип головної енергетичної установки, ходові характеристики та специфічні особливості.

Від туристських та спортивних АВП, як, втім, і від інших типів аматорських АВП, потрібна простота виготовлення, використання в конструкції доступних матеріалів і агрегатів, а також повна безпека експлуатації.

Говорячи про ходові характеристики, мають на увазі висоту ширяння АВП і пов'язану з цією якістю здатність подолання перешкод, максимальну швидкість і прийомистість, а також довжину гальмівного шляху, стійкість, керованість, дальність ходу.

У конструкції АВП важливу роль грає форма корпусу (рис. 2), яка є компромісом між:

а) круглими у плані обводами, що характеризуються найкращими параметрамиповітряної подушки у момент зависання дома;
б) краплеподібною формою обводів, яка краще з точки зору зниження аеродинамічного опору при русі;
в) загостреною у носі ("клювоподібною") формою корпусу, оптимальною з гідродинамічної точки зору під час руху по схвильованій поверхні води;
г) формою, оптимальною для експлуатаційних цілей.

Співвідношення між довжиною та шириною корпусів аматорських АВП варіюються в межах L:=1,5÷2,0.

Використовуючи статистичні дані щодо існуючих конструкцій, які відповідають новоствореному типу АВП, конструктор повинен встановити:

масу апарату G, кг;
площа повітряної подушки S, м 2;
довжину, ширину та обриси корпусу в плані;
потужність двигуна підйомної системи N в. , КВт;
потужність тягового двигуна Nдв, КВТ.

Ці дані дозволяють обчислити питомі показники:

тиск у повітряній подушці P в.п. = G: S;
питому потужність підйомної системи q в.п. = G: N в.п. .
питому потужність тягового двигуна q дв = G: N дв, і навіть розпочати розробку конфігурації АВП.

Принцип створення повітряної подушки, нагнітачі

Найчастіше при будівництві аматорських АВП використовуються дві схеми утворення повітряної подушки: камерна та соплова.

У камерної схеми, що використовується найчастіше в простих конструкціях, об'ємна витрата повітря, що проходить через повітряний тракт апарату, дорівнює об'ємній витраті повітря нагнітача

де:
F - площа периметра зазору між опорною поверхнею та нижньою кромкою корпусу апарату, через який повітря виходить з-під апарату, м 2 ; її можна визначити як добуток периметра огородження повітряної подушки Р величину зазору h e між огородженням і опорною поверхнею; зазвичай h 2 = 0,7÷0,8h, де h - висота ширяння апарату, м;

υ - швидкість витікання повітря з-під апарату; з достатньою точністю її можна розрахувати за такою формулою:

де Р в.п. - Тиск у повітряній подушці, Па; g - прискорення вільного падіння, м / с 2; у - густина повітря, кг/м 3 .

Потужність, необхідна для створення повітряної подушки в камерній схемі, визначається за наближеною формулою:

де Р в.п. - Тиск за нагнітачем (у ресивері), Па; η н - коефіцієнт корисної дії нагнітача.

Тиск у повітряній подушці та витрата повітря – основні параметри повітряної подушки. Їх величини залежать насамперед від розмірів апарату, тобто від маси та несучої поверхні, від висоти ширяння, швидкості руху, способу створення повітряної подушки та опору в повітряному тракті.

Найбільш економічні апарати на повітряній подушці – це АВП великих розмірівабо великих несучих поверхонь, при яких мінімальний тиск у подушці дозволяє отримати досить велику вантажопідйомність. Проте самостійне будівництво апарату великих розмірів пов'язані з труднощами транспортування і зберігання, і навіть обмежується фінансовими можливостями конструктора-любителя. При зменшенні розмірів АВП потрібно значне підвищення тиску повітряної подушці і, відповідно, збільшення споживаної потужності.

Від тиску повітряної подушці і швидкості закінчення повітря з-під апарату залежать, своєю чергою, негативні явища: забризкування під час руху над водою і запилення - під час руху над піщаною поверхнею чи сипучим снігом.

Очевидно, вдала конструкціяАВП є у сенсі компромісом між описаними вище суперечливими залежностями.

Щоб знизити витрати потужності на проходження повітря через повітряний канал від нагнітача в порожнину подушки, він повинен мати мінімальний аеродинамічний опір (рис. 3). Потерн потужності, неминучі при проходженні повітря каналами повітряного тракту, бувають подвійного роду: потерн на рух повітря у прямих каналах постійного перерізу і місцеві втрати - при розширенні та згинах каналів.

У повітряному тракті невеликих аматорських АВП втрати рух повітряних потоків вздовж прямих каналів постійного перерізу відносно невеликі внаслідок незначної протяжності цих каналів, і навіть ретельності обробки їх поверхні. Ці втрати можна оцінити за такою формулою:

де: - коефіцієнт втрат тиску на довжину каналу, розрахований за графіком, представленим на рис. 4, залежно від числа Рейнольдса Re = (υ d): v, υ - швидкість проходження повітря в каналі, м / с; l – довжина каналу, м; d - діаметр каналу, м (якщо канал має відмінне від круглого переріз, то d - діаметр еквівалентного за площею поперечного перерізу циліндричного каналу); v - коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря, м2/с.

Місцеві втрати потужності, пов'язані з сильним збільшенням або зменшенням перерізу каналів і значними змінами напряму потоку повітря, а також втрати на всмоктування повітря в нагнітач, сопла та кермів становлять основні витрати потужності нагнітача.

Тут М - коефіцієнт місцевих втрат, що залежить від числа Рейнольдса, яке визначається геометричними параметрамиджерела втрат та швидкістю проходження повітря (рис. 5-8).

Нагнітач в АВП повинен створювати певний тиск повітря в подушці повітря з урахуванням витрат потужності на подолання опору каналів повітряному потоку. У деяких випадках частина повітряного потоку використовується для утворення горизонтальної тяги апарату з метою забезпечення руху.

Повний тиск, створюваний нагнітачем, складається зі статичного та динамічного тиску:

Залежно від типу АВП, площі повітряної подушки, висоти підйому апарату та величини втрат складові компоненти p sυ і p dυ варіюються. Це визначає вибір типу та продуктивність нагнітачів.

У камерній схемі повітряної подушки статичний тиск p sυ , необхідне створення підйомної сили, можна прирівняти до статичного тиску за нагнітачем, потужність якого визначається за формулою, наведеною вище.

При розрахунку потрібної потужності нагнітача АВП з гнучкою огорожею повітряної подушки (соплова схема) статичний тиск за нагнітачем можна розрахувати за наближеною формулою:

де: Р в.п. - тиск у повітряній подушці під днищем апарату, кг/м 2 ; kp - коефіцієнт перепаду тиску між повітряною подушкою та каналами (ресивером), рівний k p =Р р:Р в.п. (Р р – тиск у повітряних каналах за нагнітачем). Розмір k p коливається не більше 1,25÷1,5.

Об'ємні витрати повітря нагнітачів можна розрахувати за формулою:

Регулювання продуктивності (витрати) нагнітачів АВП здійснюється найчастіше - шляхом зміни частоти обертання або (рідше) шляхом дроселювання потоку повітря в каналах за допомогою поворотних заслінок, що знаходяться в них.

Після того, як розрахована необхідна потужність нагнітача, необхідно знайти для нього двигун; найчастіше любителі використовують мотоциклетні двигуни, якщо потрібна потужність до 22 кВт. При цьому як розрахункова потужність приймається 0,7-0,8 максимальної потужності двигуна, що вказується в паспорті мотоцикла. Необхідно передбачити інтенсивне охолодження двигуна та ретельне очищення повітря, що надходить через карбюратор. Важливо також отримати установку з мінімальною масою, що складається з маси двигуна, передачі між нагнітачем та двигуном, а також маси самого нагнітача.

Залежно від типу АВП використовуються двигуни з робочим об'ємом від 50 до 750 см 3 .

У аматорських АВП застосовуються однаково як осьові нагнітачі, і відцентрові. Осьові нагнітачі призначаються для невеликих я. нескладних конструкцій, відцентрові - для АВП із значним тиском у повітряній подушці.

Осьові нагнітачі, як правило, мають чотири лопаті або більше (рис. 9). Їх зазвичай виготовляють з дерева (чотирилопатеві) або металу (нагнітачі з великою кількістю лопатей). Якщо вони з алюмінієвих сплавів, ротори можна відлити, а також застосувати зварювання; можна зробити їх зварної конструкціїіз сталевого листа. Діапазон тиску, що створюється осьовими чотирилопатевими нагнітачами, становить 600-800 Па (близько 1000 Па з великою кількістю лопатей); ККД цих нагнітачів досягає 90%.

Відцентрові нагнітачі роблять зварні конструкції з металу або формують зі склопластику. Лопаті виготовляють гнутими з тонкого листа або з профільованим поперечним перерізом. Відцентрові нагнітач створюють тиск до 3000 Па, а ККД їх досягає 83%.

Вибір тягового комплексу

Двигуни, що створюють горизонтальну тягу, можна розділити в основному на три типи: повітряний, водяний та колісний (рис. 10).

Під повітряним рушієм розуміється повітряний гвинт авіаційного типу в кільці-насадці або без нього, осьовий або відцентровий нагнітач, а також повітряно-реактивний рушій. У найпростіших конструкціях горизонтальну тягу іноді можна створити за допомогою нахилу АВП і використання горизонтальної складової сили повітряного потоку, що з'являється при цьому, що витікає з повітряної подушки. Повітряний рушій зручний для амфібійних апаратів, які не мають контакту з опорною поверхнею.

Якщо йдеться про АВП, що пересуваються лише над поверхнею води, то можна застосувати гребний гвинт або водометний рушій. У порівнянні з повітряними ці рушії дозволяють отримати значно більшу тягу на кожен кіловат витраченої потужності.

Орієнтовне значення тяги, що розвивається різними рушіями, можна оцінити за даними, наведеними на рис. 11.

При виборі елементів повітряного гвинта слід враховувати всі види опору, що у процесі руху АВП. Аеродинамічний опір розраховується за формулою

Опір води, обумовлений утворенням хвиль під час руху АВП по воді, можна обчислити за формулою

де:

V – швидкість руху АВП, м/с; G – маса АВП, кг; L – довжина повітряної подушки, м; ρ - щільність води, кг 2 /м 4 (при температурі морської води +4 ° С дорівнює 104, річковий - 102);

З х - коефіцієнт аеродинамічного опору, що залежить від форми апарату; визначається продуванням моделей АВП в аеродинамічних трубах. Приблизно можна прийняти C x =0,3÷0,5;

S - площа поперечного перерізу АВП - його проекції на площину, перпендикулярну до напрямку руху, м 2 ;

Е - коефіцієнт хвильового опору, що залежить від швидкості АВП (числа Фруда Fr = V: √ g L) і співвідношення розмірів повітряної подушки L: B (рис. 12).

Як приклад у табл. 2 наведено розрахунок опору в залежності від швидкості руху для апарата довжиною L=2,83 м і =1,41 м.

Знаючи опір руху апарата, можна обчислити потужність двигуна, необхідну для забезпечення його руху із заданою швидкістю (в даному прикладі 120 км/год), приймаючи ККД повітряного гвинта η р рівним 0,6, а ККД передачі від двигуна на гвинт η п =0 ,9:
Як повітряний рушій для аматорських АВП найчастіше застосовується дволопатевий гвинт (рис. 13).

Заготівля для гвинта може бути склеєна з фанерних, ясенових або соснових пластин. Кромка, а також кінці лопатей, які піддаються механічному впливу твердих частинок або піску, що всмоктуються разом із потоком повітря, захищаються оковкою з листової латуні.

Використовуються також і чотирилопатеві гвинти. Кількість лопатей залежить від умов експлуатації та призначення гвинта - для розвитку великої швидкості або створення значної сили тяги в момент старту. Достатню силу тяги може забезпечити і дволопатевий гвинт із широкими лопатями. Сила тяги, як правило, підвищується, якщо повітряний гвинт працює у профільованому кільці-насадці.

Готовий гвинт перед кріпленням на валу двигуна повинен бути відбалансований, головним чином статично. В іншому випадку, при його обертанні виникають вібрації, які можуть призвести до пошкодження всього апарата. Балансування з точністю до 1 г для любителів цілком достатньо. Крім балансування гвинта перевіряють його биття щодо осі обертання.

Загальне компонування

Однією з основних завдань конструктора є з'єднання всіх агрегатів одне функціональне ціле. Проектуючи апарат, конструктор зобов'язаний у межах корпусу передбачити місце для екіпажу, розміщення агрегатів підйомної та рушійної систем. Важливо при цьому використовувати як прототип конструкції вже відомих АВП. На рис. 14 та 15 представлені конструктивні схеми двох типових АВП аматорської споруди.

У більшості АВП корпус є несучим елементом, єдиною конструкцією. На ньому знаходяться агрегати головної енергетичної установки, повітряні канали, прилади керування та кабіна водія. Кабіни водіїв розмішаються в носовій чи центральній частині апарату залежно від того, де знаходиться нагнітач – за кабіною чи перед нею. Якщо АВП - багатомісний, кабіна знаходиться зазвичай у середній частині апарату, що дозволяє експлуатувати його з різною кількістюлюдей на борту без зміни центрування.

У невеликих аматорських АВП місце водія найчастіше відкрите, захищене спереду вітровим склом. В апаратах більше складної конструкції(туристського типу) кабіни закриті куполом із прозорого пластику. Для розміщення необхідного спорядження та запасів використовуються обсяги, що є по бортах кабіни та під кріслами.

При повітряних двигунах управління АВП здійснюється за допомогою або кермів, розміщених у потоці повітря за гвинтом, або напрямних пристроїв, укріплених у потоці повітря, що витікає з повітряно-реактивного рушія. Управління апаратом з місця водія може бути авіаційного типу - за допомогою рукояток або важелів керма керування, або як у автомобілі - кермовим колесом та педалями.

У аматорських АВП застосовуються два основні види паливних систем; з подачею палива самопливом та з бензонасосом автомобільного або авіаційного типу. Деталі паливної системи, такі як клапани, фільтри, масляна система разом з бачками (якщо застосовується чотиритактний двигун), маслорадіатори, фільтри, система водяного охолодження (якщо це двигун з водяним охолодженням), - підбираються зазвичай з існуючих авіаційних або автомобільних деталей.

Вихлопні гази від двигуна завжди виводяться в кормову частину апарату і ніколи – у подушку. Щоб зменшити шум, що виникає під час експлуатації АВП, особливо поблизу населених пунктів, використовуються глушники автомобільного типу.

У найпростіших конструкціях нижня частина корпусу служить як шасі. Роль шасі можуть виконувати дерев'яні полозья (або полоз), що приймають він навантаження при зіткненні з поверхнею. У туристських АВП, що відрізняються більшою масою, ніж спортивні, монтуються колісні шасі, які полегшують переміщення АВП під час стоянок. Зазвичай застосовуються два колеса, встановлених по бортах або вздовж поздовжньої осі АВП. Колеса мають контакт із поверхнею лише після припинення роботи підйомної системи, коли АВП стосується поверхні.

Матеріали та технологія виготовлення

Для виготовлення АВП дерев'яної конструкціїзастосовують високоякісні соснові пиломатеріали, подібні до використовуваних в авіабудуванні, а також березову фанеру, ясенову, букову та липову деревину. Для склеювання дерева застосовують водостійкий клей із високими фізико-механічними якостями.

Для гнучких огорож переважно використовують технічні тканини; вони повинні бути виключно міцними, стійкими до атмосферного впливу та вологості, а також до тертя. У Польщі найчастіше використовують вогнестійку тканину, покриту пластиковим поліхлорвінілом.

Важливо виконати правильно розкрій і забезпечити ретельне з'єднання полотнищ між собою, а також кріплення їх до апарату. Для кріплення оболонки гнучкої огорожі до корпусу застосовують металеві планки, які за допомогою болтів рівномірно притискають тканину до корпусу апарату.

Конструюючи форму гнучкого огородження повітряної подушки, не слід забувати про закон Паскаля, який говорить: тиск повітря поширюється в усіх напрямках з однаковою силою. Тому оболонка гнучкої огорожі в надутому стані повинна мати форму циліндра або сфери або їх поєднання.

Конструкція та міцність корпусу

На корпус АВП передаються сили від вантажу, що перевозиться апаратом, вага механізмів силової установки і т. д., а також діють навантаження від зовнішніх сил, ударів днища про хвилю і тиску в повітряній подушці. Несуча конструкція корпусу аматорського АВП найчастіше є плоским понтоном, який підтримується тиском у повітряній подушці, а в режимі плавання забезпечує плавучість корпусу. На корпус діють зосереджені сили, що згинають і крутні моменти від двигунів (рис. 16), а також гіроскопічні моменти від частин механізмів, що обертаються, що виникають при маневруванні АВП.

Найбільшого поширення набули два конструктивні типи корпусів аматорських АВП (або їх комбінації):

ферменної конструкції, коли загальна міцність корпусу забезпечується за допомогою плоских або просторових ферм, а обшивка призначається тільки для утримання повітря в повітряному тракті та створення обсягів плавучості;
з несучою обшивкою, коли загальна міцність корпусу забезпечується зовнішньою обшивкою, що працює спільно з поздовжнім та поперечним набором.

Прикладом АВП із комбінованою схемою конструкції корпусу є спортивний апарат "Калібан-3" (рис. 17), побудований любителями Англії та Канади. Центральний понтон, що складається з поздовжнього та поперечного набору з несучою обшивкою, забезпечує загальну міцність корпусу та плавучість, а бортові частини утворюють повітроводи (бортові ресивери), які виконані з легкою обшивкою, закріпленою на поперечному наборі.

Конструкція кабіни та її скління повинна забезпечувати можливість швидкого виходу водія та пасажирів із кабіни, особливо у разі аварії чи пожежі. Розташування скла повинно забезпечувати водієві гарний огляд: лінія спостереження повинна знаходитися в межах від 15° до 45° вгору горизонтальній лінії; бічний огляд має бути не менше 90° на кожний борт.

Передача потужності на гвинт та нагнітач

Найбільш прості для аматорського виготовлення клинопасова і ланцюгова передачі. Однак ланцюгова передача використовується тільки для приводу повітряних гвинтів або нагнітачів, осі обертання яких розташовані горизонтально, та й то лише в тому випадку, якщо є можливість підібрати відповідні мотоциклетні зірочки, тому що їх виготовлення досить складне.

У разі клинопасової передачі для забезпечення довговічності ременів діаметри шківів слід вибирати максимальними, проте при цьому окружна швидкість ременів не повинна перевищувати 25 м/с.

Конструкція підйомного комплексу та гнучкої огорожі

Підйомний комплекс складається з нагнітального агрегату, повітряних каналів, ресивера та гнучкої огородження повітряної подушки (у соплових схемах). Канали, якими повітря подається від нагнітача в гнучку огорожу, повинні бути спроектовані з урахуванням вимог аеродинаміки і забезпечувати мінімальні втрати тиску.

Гнучкі огорожі аматорських АВП зазвичай мають спрощену форму та конструкцію. На рис. 18 показані приклади конструктивних схем гнучких огорож і спосіб перевірки форми гнучкого огородження після його монтажу на корпусі апарату. Огородження цього типу мають гарну еластичність, а завдяки закругленій формі не чіпляються через нерівність опорної поверхні.

Розрахунок нагнітачів, як осьових, і відцентрових, досить складний і може бути виконаний лише за використанні спеціальної литературы.

Кермовий пристрій, як правило, складається з кермового колеса або педалей, системи важелів (або тросикової проводки), з'єднаних з вертикальним кермом напрямку, а іноді і з горизонтальним кермом - кермом висоти.

Орган управління може бути виготовлений у вигляді автомобільного або мотоциклетного керма. Враховуючи, проте, специфіку конструкції та експлуатації АВП як літального апарату, частіше використовують авіаційну конструкцію органів управління у вигляді важеля чи педалей. У найпростішому вигляді (рис. 19) при нахилі рукоятки вбік рух передається за допомогою закріпленого на трубі важеля до елементів штуртросової проводки і далі на кермо. Рухи рукоятки вперед і назад, можливі завдяки шарнірному закріпленню, передаються через штовхач, що проходить усередині труби, до проводки керма висоти.

При педальному управлінні незалежно від його схеми необхідно передбачати можливість переміщення або сидіння або педалей для регулювання відповідно до індивідуальними особливостямиводія. Важелі виготовляють найчастіше з дюралюмінію, труби передачі кріпляться до корпусу за допомогою кронштейнів. Рух важелів обмежується прорізами вирізів у напрямних, укріплених на бортах апарату.

Приклад конструкції керма напрямку у разі розміщення його в потоці повітря, що відкидається рушієм, показано на рис. 20.

Рулі напрямки можуть бути або повністю поворотними, або складатися з двох частин - неповоротної (стабілізатора) і поворотної (пере руля) при різних відсоткових співвідношеннях хорд цих частин. Профілі перерізу керма будь-яких типів мають бути симетричними. Стабілізатор керма зазвичай нерухомо закріплюють на корпусі; головним несучим елементом стабілізатора є лонжерон, якого підвішується на шарнірах перо руля. Рулі висоти, що дуже рідко зустрічаються в аматорських АВП, конструюються за тими ж принципами і іноді навіть бувають точно такими ж, як і керма напряму.

Конструктивні елементи, що передають рух від органів управління до кермів і дросельних заслінок двигунів, зазвичай складаються з важелів, стрижнів, тросиків і т. п. За допомогою стрижнів, як правило, передаються зусилля в обох напрямках, тоді як тросики працюють тільки на тягу. Найчастіше на аматорських АВП використовують комбіновані системи- з тросиками та штовхачами.

Від редакції

Все більш пильною увагою любителів водно-моторного спорту та туризму користуються судна на повітряній подушці. За порівняно невеликих витрат потужності вони дозволяють досягти високих швидкостей; для них доступні річки, що меліють і важкопрохідні; судно на повітряній подушці може ширяти і над землею, і треба льодом.

Вперше з питаннями проектування малих СВП ми знайомили читачів ще у 4 випуску (1965 р.), помістивши статтю Ю. А. Будницького «Парячі суди». Опубліковано короткий нарис розвитку зарубіжних СВП, що включає і опис ряду спортивно-прогулянкових сучасних 1- і 2-місних СВП. З досвідом самостійного будівництва такого апарату рижаніном О. О. Петерсонсом редакція знайомила в. Публікація про цю аматорську конструкцію викликала особливо великий інтерес у наших читачів. Багато хто з них захотів побудувати таку саму амфібію і просили вказати необхідну літературу.

Цього року видавництво «Суднобудування» випускає книгу польського інженера Єжи Беня «Моделі та аматорські судна на повітряній подушці». У ній ви знайдете виклад основ теорії освіти повітряної подушки та механіки руху на ній. Автор наводить розрахункові співвідношення, які необхідні при самостійному проектуваннінайпростіших СВП, знайомить з тенденціями та перспективами розвитку цього типу судів. У книзі наведено багато прикладів конструкцій аматорських апаратів на повітряній подушці (АВП), побудованих у Великій Британії, Канаді, США, Франції, Польщі. Книга адресована широкому колу любителів самостійного будівництва судів, судномоделістам, водномоторникам. Текст її багато ілюстрований кресленнями, малюнками та фотографіями.

У журналі публікується скорочений переклад розділу цієї книги.

Чотири найбільш популярні закордонні СВП

Американське СВП «Ейрскет-240»

Двомісне спортивне СВП із поперечним симетричним розташуванням місць. Механічна установка – автомоб. дв. «Фольксваген» потужністю 38 кВт, що приводить у обертання осьовий чотирилопатевий нагнітач і дволопатевий повітряний гвинт у кільці. Управління СВП за курсом здійснюється за допомогою важеля, пов'язаного із системою кермів, розміщених у потоці за повітряним гвинтом. Електроустаткування 12 В. Пуск двигуна – електростартерний. Розміри апарату 4,4 x1, 98х1, 42 м. Площа повітряної подушки - 7,8 м 2 ; діаметр повітряного гвинта 1,16 м, повна маса – 463 кг, максимальна швидкість на воді 64 км/год.

Американське СВП фірми «Скіммерс інкорпорейтед»

Своєрідне одномісне СВП-мотороллер. Конструкція корпусу ґрунтується на ідеї використання автомобільної камери. Мотор двоциліндровий мотоциклетний потужністю 4,4 квт. Розміри апарату 2,9 х1, 8х0, 9 м. Площа повітряної подушки - 4,0 м 2; повна вага - 181 кг. Максимальна швидкість – 29 км/год.

Англійське СВП «Ейр Райдер»

Цей двомісний спортивний апарат - одні з найбільш популярних судноутворювачів-аматорів. Осьовий нагнітач приводиться у обертання мотоцикл, дв. робочим об'ємом 250 см 3 . Повітряний гвинт - дволопатевий, дерев'яний; працює від окремого двигуна потужністю 24 кВт. Електроустаткування напругою 12 В з авіаційним акумулятором. Пуск двигунів – електростартерний. Апарат має розміри 3,81 х1, 98х2, 23 м; кліренс 0,03 м; підйом 0,077 м; площа подушки 6,5 м 2; маса порожня 181 кг. Розвиває на воді швидкість 57 км/год; на суші - 80 км/год; долає ухили до 15 °.

У таблиці 1. наведено дані одномісної модифікації апарату.

Англійське СВП «Ховеркет»

Легке туристське судно на п'ять-шість осіб. Існують дві модифікації: «МК-1» та «МК-2». Відцентровий нагнітач діаметром 1,1 м приводиться у обертання від автомоб. дв. "Фольксваген" робочим об'ємом 1584 см 3 і споживає потужність 34 кВт при 3600 об/хв.

У модифікації «МК-1» рух здійснюється за допомогою повітряного гвинта діаметром 1,98 м, що обертається другим таким же двигуном.

У модифікації "МК-2" для горизонтальної тяги використаний автомоб. дв. "Порше 912" об'ємом 1582 см 3 і потужністю 67 кВт. Управління апаратом здійснюється за допомогою аеродинамічних кермів, поміщених у потоці за повітряним гвинтом. Електрообладнання напругою 12 В. Розміри апарату 8,28 х3, 93х2, 23 м. Площа повітряної подушки 32 м 2 , повна маса апарату 2040 кг, швидкість пересування модифікації «МК-1» - 47 км/год, «МК-2» - 55 км/год.

Примітки

1. Спрощена методика підбору повітряного гвинта по відомого значенняопору, частоті обертання та швидкості поступального руху наведена в .

2. Розрахунки клинопасових та ланцюгових передач можна виконати, користуючись загальноприйнятими у вітчизняному машинобудуванні нормами.