28
29
мошттВ первом номере нашего журнала за 1962 год была помещена статья об аппаратах на воздушной подушке. За время, прошедшее'после ее опубликования, редакция получила много писем, в которых наши читатели просят рассказать о новых достижениях в этой области. Публикуемая статья В. Морева посвящена последним, наиболее интересным конструкциям аппаратов на воздушной подушке. спользовать воздушную подушку на транспорте впервые предложил знаменитый русский ученый К. Э. Циолковский в работе «Сопротивление воздуха и скорый поезд», опубликованной в 1926 году. Вот как он представлял себе дорогу из воздуха: «Трение поезда почти уничтожается избытком давления воздуха между полом вагона и плотно прилегающим к нему железнодорожным полотном. Необходима работа для накачивания воздуха, который непрерывно утекает по краям щели между вагоном и путем. Она невелика, между тем как подъемная сила поезда может быть громадной... Не нужно, конечно, колес и смазки...» Действительно, такому поезду не нужны ни колеса, ни мосты, ни тоннели, как и- утверждал Циолковский. Д орогу из воздуха, по которой поезд скользит, можно проложить над болотами и мелководными реками, в пустыне и над снежными просторами. Кроме того, по экономичности АВП (аппараты на воздушной подушке) значительно эффективнее вертолетов, сравнимы с автомобилями, способными двигаться по бездорожью, и самолетами, а при полетах на большие расстояния и на малых высотах превосходят все эти виды транспорта. Еще более ощутимо превосходство АВП над автомобилями и вертолетами в производительности. Это видно из графиков, приводимых на рис. 1дель должна иметь продолговатую форму со скругленными носом и кормой. В качестве конструкционных материалов используются легкие сплавы, стеклотекстолит, различные пластики. Небольшие аппараты пытаются даже делать целиком из надувной газонепроницаемой ткани. Наиболее трудная задача — создание надежного уплотнения по периметру аппарата. Предложены лабиринтные уплотнения, применяются резиновыеИщ шошюашто есть мгновенно увеличивать высоту полета, Маневренность же даром не дается. Например, наклон АВП на 5,5—6 градусов увеличивает мощность, потребную для поддержания его в воздухе, на 100 процентов (при отношении диаметра основания аппарата к высоте висения равном 20). Большого запаса по мощности требует также изменение высоты в полете или, что то же самое, толщины подушки. Как бы себя чувствовали 400 пассажиров океанского гиганта (такие проекты разрабатываются) над 6—7-метровыми волнами, если бы толщина воздушной подушки не менялась? Все указанные трудности в конечном итоге сводятся к обеспечению надежной управляемости и устойчивости АВП. Непреодоленные окончательно еще и сейчас, они являются одной из причин, задержавших широкое распространение этих аппаратов. Д ругим важным фактором, определяющим дальнейшее развитие АВП, как, впрочем, и других средств транспорта, является величина потребной энерговооруженности, то есть мощности, затрачиваемой на передвижение единицы полетного веса аппарата. В этой области многое сделано и многое еще предстоит сделать. Установлено, например, что для режима висения оптимальной является форма аппарата, круглая в плане. В этом случае отношение периметра днища к его площади минимально и утечка из воздушной подушки, а следовательно, и мощность, потребная для воспроизводства этой утечки, наименьшие. Для движения мо завесы, выискиваются оптимальные ге ­ ометрические и газодинамические параметры кольцевой струи. Как пример конструктивного решения можно назвать аппарат ВА-2, построенный в Англии специально для исследовательских и учебно-тренировочных целей. Эта машина неплохо зарекомендовала себя в полетах над водой, над землей и над снегом. Она предназначена для перевозки пяти пассажиров на расстояние до 120 км . Для привода тянущего воздушного винта используется поршневой авиационный двигатель мощностью 230 л. с. Максимальная скорость аппарата 100 км/час. Максимальный полетный вес 2940 кг. Габариты 9,2X4,6X3,1 м. Высота полета до 60 см. Воздушная подушка создается под днищем внутри кольцевой воздушной завесы. Воздух в сопла кольцевой завесы нагнетается двумя центробежными вентиляторами диаметром 1,73 м. Привод каждого из вентиляторов осуществляется через вертикальный вал и коническую передачу от поршневого авиационного двигателя мощностью 133 л. с. Уменьшение утечки из воздушной подушки обеспечивается юбкой из прорезиненной ткани длиной 30 см. Для лучшей устойчивости в полете воздушная подушка разделена на четыре части продольным и поперечным рядами сопел. Р ис . 2. Зависимость производительности от дальности полета для различных транспортных средств. Верхняя пунктирная линия соответствует полету АВП с взлетным весом 50 т на высоте 30 см со скоростью 130 км/час, нижняя — тому же АВП, летящему со скоростью 65 км/час на высоте 270 см.и 2.Но если у аппаратов на воздушной подушке такие преимущества, то почему их не строили раньше? Аэродинамика АВП очень сложна. Ведь к ним предъявляются самые разнообразные требования: способность моментально останавливаться, быстро менять направление движения, разворачиваться вокруг вертикальной оси, изменять наклон относительно продольной и поперечной осей, «подпрыгивать»,woРис. 1. Зависимость отно» шения потребной мощности к весу полезной нагрузки от дальности полета для различных транспортных средств. Верхняя пунктирная линия соответствует полету АВП с взлетным весом 50 т на высоте 270 см со скоростью 65 км/час, нижняя — тому же АВП, летящему со скоростью 130 км/час на высоте 30 см.I1200W003000Дальность, кмTWO 1800 Дальность, км300028 Р ис . 3. Схема аппарата на воздушной подушке ВА-2: а — общий вид; б — воздушный тракт; в — рулевое управление; г — основные конструктивные элементы.Л/Основным силовым элементом аппарата является поплавок. Поперечный и продольный набор жесткости позволяют ему выдерживать перегрузки до 8 g. Два убирающихся колеса служат для смягчения ударов при грубых посадках и движения по твердым дорогам. Торможение осуществляется при помощи колесных тормозов с раздельным приводом. Для удобства транспортировки боковые части поплавка, кили с рулями поворота, расположенные в потоке за винтом, и тяговая силовая установка сделаны легкосъемными. Два киля служат для обеспечения путевой устойчивости, два руля поворота — для изменения направления полета. Оптимальный угол атаки аппарата устанавливается дифференциальным изменением оборотов вентиляторов и интерцептором кормовых сопел. Угол крена регулируется боковыми заслонками в соплах. Вся система управления спарена и выведена на два передних места в кабине. Основные конструктивные элементы ВА-2 видны на рис. 3. При экспериментальных перевозках пассажиров, проведенных в Англии, использовался аппарат ВА-3. Длина его 17 м, ширина 8,2 и высота 5,4 м, С двадцатью четырьмя пассажирами на борту он весит 12 800 кг. Крейсерскую скорость (110 км/час) аппарат может развить уже через 20 секунд после старта ис этой скоростью пролететь без заправки 170 км. Высота полета на крейсерском режиме — около 20 см. Силовая установка состоит из четырех газотурбинных двигателей мощностью по 430 л. с. Два из них вращают толкающиевоздушные винты, а два служат для привода вентиляторов, нагнетающих воздух под днище аппарата, где и образуется так называемая воздушная подушка, на которую опирается и по которой движется аппарат. Говоря об аппаратах на воздушной подушке, нельзя умолчать о некоторых других интересных проектах, использующих этот принцип. За рубежом ведутся работы по применению воздушной подушки для взлета и посадки самолетов и космических кораблей, предлагается проект перевозки тяжелых грузов автопоездами со специальными «поддуваемыми» платформами, чтобы не разрушать дорогу. Оригинальной, на мой взгляд, является машина, предназначенная для сельскохозяйственных работ. Как видно из рис. 4, аппарат по внешнему виду напоминает автомобиль. Так оно и есть на самом деле. Но на рабочем режиме его колеса лишь слегка касаются грунта и служат только для управления. Весь же вес машины воспринимается воздушной подушкой, воздух в которую нагнетается двумя вентиляторами с приводом от специального бензинового двигателя. Утечке воздуха препятствует резиновая юбка. Ее высота над землей регулируется водителем в зависимости от режима работы. Незначительное давление на почву позволяет аппарату передвигаться по пахоте со скоростью до 16 км/час. Жидкое минеральное удобрение через пять форсунок разбрасывается из бункера емкостью 900 литров. Очевидно, аппарат можно приспособитьтакже для опрыскивания, опыления и других сельскохозяйственных работ. Интерес к аппаратам на воздушной подушке велик. Неправильно было бы считать, однако, что они полностью заменят автомобильный, железнодорожный и речной транспорт, как это делают некоторые не в меру ретивые сторонники АВП. Дороги из воздуха дополнят сеть наших транспортных артерий; она станет более полнокровной, обширной, гармоничной. В. МОРЕВ.Литература:Н. И. Н иколаев . Летающий вездеход. М., Военное изд-во Министерства обороны СССР. 1963. Л. А. Е горов , И. X. П ахте р, Б. Н. Ф иттерма в. Автомобили и другие транспортные средства на воздушной подушке за рубежом. М., изд-во ПИНТИМАШ, 1963.Р ис . 4. Аппарат на воздушной подушке для сельскохозяйственных работ.29