Vďaka úspechom vynikajúceho inžiniera a organizátora R. Aleksejevi dnes jediným prostriedkom na dosiahnutie ultra vysokých rýchlostí na vode je ekranoplan.
Ekranoplan je technická realizácia známeho princípu: keď sa krídlo pohybuje v blízkosti rovnej plochy (sita), zdvíhanie sa výrazne zvyšuje s minimálnym nárastom odporu. Toto zvýšenie zdvihu sa nazýva "efekt obrazovky". Umožňuje vám zvýšiť únosnosť lietadla v porovnaní s objektom, ktorý sa pohybuje ďaleko od povrchu, ale silne závisí od (relatívnej) vzdialenosti od krídla k plátnu a rýchlo klesá so zvyšovaním tejto vzdialenosti.
Bohužiaľ, keď sa krídlo pohybuje v blízkosti rozrušeného, "nepokojného" povrchu, vzniká základný problém stability tohto pohybu. Nestabilita si vyžaduje udržiavanie dostatočne veľkej nadmorskej výšky nad obrazovkou - v dôsledku čoho sa redukuje efekt obrazovky.
Tento účinok závisí od pomeru výšky letu k akusu krídla (jeho veľkosť pozdĺž smeru jazdy). Preto sa dizajnéri snažia zväčšiť akord, ktorý pre danú oblasť nevyhnutne vedie k zníženiu rozpätia krídiel (ich veľkosť naprieč smerom pohybu).
To sa dá ľahko vidieť napríklad na fotografii modelu najnovšieho WIG, ktorý sa nedávno zobrazil v tlači. V skutočnosti, aby sa zvýšila výška letu - pri minimálnej strate sita - je potrebné znížiť relatívne predĺženie krídla, ktoré je hlavným faktorom určujúcim aerodynamickú kvalitu (pomer zdvihu a ťahu). Ako ukazuje tá istá fotka, nový pomer TWG akordov a rozpätie sa približne rovná 1, čo je úplne neprijateľné, napríklad pre lietadlá.
(Je zaujímavé, že variant dvojplošníka, ktorý sa naznačuje nízkou rýchlosťou, je prvýkrát zavedený v novovytvorenom WIG "Chaika").
Nestabilita pohybu na miešanom povrchu je hlavnou nevýhodou parochne pri jej používaní v mori. Tento nedostatok je podľa autora rozhodujúci vo vzťahu k používaniu takýchto pomôcok v morskom prostredí. Prax ukázala, že dokonca jeden dotyk vlny pri plnej rýchlosti vedie k značným škodám a môže spôsobiť nehodu. Počas testovania skúseného ekranoplanu "Orlyonok" stratil časť zádi a iba osobná skúsenosť a intuícia R. Aleksejeva, ktorý prevzal pilotáž, zabránil úplnému zničeniu ekranoplanu.
Využitie finančných prostriedkov, ktoré sú v námorných podmienkach nespoľahlivé, je neprijateľné.
alternatívne
V 80. rokoch v dôsledku výskumu Ústredného výskumného ústavu pomenovaného podľa akademika A.N. Krylovovi bol navrhnutý nový typ plavidla s vysokou rýchlosťou, hoci menej rýchle ako ekranoplan, ale poskytuje oveľa väčšiu spoľahlivosť.
Pri rýchlostiach približne dvojnásobne vyšších ako začiatok kĺzania bolo navrhnuté "vlnové rezanie" super-gliding trimaran (RHT) s aerodynamickým vyložením.
Hydrodynamický komplex tejto plavidla obsahuje tri malé predĺžené trupy s rozbitými obrysmi s minimálnym voľným bokom a veľkým opačným sedlom luku paluby každého trupu. Plášte sú umiestnené v trojuholníku v pláne a sú spojené s povrchovým posádkovým krídlom pomocou stojanov so šírkou menšou ako je šírka tela. Ako vrtule sú navrhnuté vrtule, ktoré prechádzajú cez povrch, napríklad Arnesonove vrtule. Na ovládanie dynamickej úpravy a zníženie sklonu sa navrhuje použiť na každom trupu kŕmidlá.
Aerodynamický komplex je krídlové krídlo s zadným záchytným zariadením, ktoré sa nachádza nad zátvorovými trupovami a ktoré poskytuje lodi samo-stabilizáciu počas poryvov vetra. Krídlo je spojené so stojanom nosného trupu so zjednodušenou nadstavbou.
Predpokladá sa umiestnenie dvoch hlavných pohonných jednotiek do zadných trupov a lodnej elektrárne - do nosného trupu. Užitočné zaťaženie sa nachádza v krídle a nosovej nadstavbe.
Na obr. Obrázok 2 znázorňuje variant PBT s výtlakom 300 ton pri rýchlosti 100 uzlov.
Kľúčové výsledky testov
Testy na ťahanie ukázali, že ak je počet Froude vo vytláčaní viac ako 5, existuje mierne pozitívna hydrodynamická interakcia trupov a testy boli vykonané pred Froude číslom 7.5. Z tohto dôvodu sa ako vypočítaný rozsah rýchlosti berú do úvahy relatívne rýchlosti, ktoré sú 2 až 2,5-krát vyššie ako rýchlosť začiatku kĺzania, t.j. 6,0 - 7,5.
Pri týchto relatívnych rýchlostiach strácajú obyčajné klzáky stabilitu pozdĺžneho pohybu: na pokojnej vode začne spontánne naklonenie, začína takzvaná "delfinácia". Na modeli RHT sa však nepozoroval. Pravdepodobne krídlová nadstavba slúži ako dostatočná klapka.
Hlavným výsledkom námorných skúšok bolo nedostatočné zablokovanie v celom rozsahu vlnových dĺžok a rýchlosťou až 55%. To znamená významné, až 7 - 10-násobné zníženie vertikálnych zrýchlení plných objektov na vlnách. Je pravdepodobné, že nedošlo k žiadnemu úderu, pretože trupy dostávajú vrcholy vĺn na palubách s reverznou šmykľavosťou, čo znižuje dráhu kýlu.
Testy v aerodynamickom tuneli nám umožnili odhadnúť aerodynamickú kvalitu RHT s pôvodným uvažovaným tvarom krídla rovným 5 (pozri nižšie).
Náčrtná konštrukcia konštrukcií trupu z ľahkých zliatin umožnila odhadnúť ich hmotnosť, ktorá predstavuje približne 30-35% celkového objemu.
Prípady použitia
Navrhovaná architektonická a konštruktívna schéma môže byť aplikovaná vo veľmi širokom rozsahu posunov a rýchlostí. Napríklad na obr. 3 znázorňuje rekordnú loď (s opuštěným krídlom) pre rýchlosť približne 150 uzlov.
Výhodou tohto usporiadania je to, že loď sa nebude vznášať nárazom vetra, ako to robí s existujúcimi pretekanými katamaránmi.
Mini-trajekt pre 20 osôb s rýchlosťou 50 uzlov, tiež s neobývaným krídlom, je znázornený na obr. 4.
Pôvodne posúdená forma obytného krídla vám umožňuje vytvoriť hliadkovú loď nesúcu vrtuľník, obr. 5.
Na druhom konci posudzovanej posuvnej čiary je transatlantická RHT s rýchlosťou 130 uzlov a vypočítaná intenzita vlny 6 bodov, obr. 6.
Výhody a nevýhody PBT sú zhrnuté v nasledujúcej tabuľke.
| V porovnaní s: | výhody | Nevýhody. |
| WIG | Zvýšená ovládateľnosť a bezpečnosť, zvýšená účinnosť pohonu | Nižšie dosiahnuteľné rýchlosti |
| Cushioncraft | Lacnejšie, žiadny hluk, väčšia schopnosť plavby. | Viac odolnosti voči vlečeniu na pokojnej vode |
| Jednoduchá loď na ponorke automaticky vedené krídla | Viac rýchlosti, menej vibrácií, lacnejšie, viac palubného priestoru | Mierne horšia spôsobilosť na plavbu |
| Samostatné hobľovanie | Žiadne slamming, žiadne delfíny, viac palubného priestoru | Viac telesnej hmotnosti vzory |
| Kĺzavý katamarán | Viac dosiahnuteľných rýchlostí, bez zablokovania, samostabilizácie | Menej študované |
Záver (odporúčanie)
Zdá sa byť zrejmé, že konštantný kontakt s vodou poskytne plavidlu vysokú bezpečnosť, ktorú poskytujú veľmi rýchle "pútavé vlny", čo sa týka vystupovania a ovládateľnosti.
Odporúča sa zvážiť možnosti takéhoto usporiadania pri navrhovaní "super rýchlych" plavidiel na rôzne účely.
