Завдяки досягненням видатного інженера і організатора Р. Алексєєва, сьогодні єдиним засобом досягнення надвисоких швидкостей на воді вважається екраноплан.
Екраноплан - це технічна реалізація давно відомого принципу: при русі крила поблизу плоскої поверхні (екрана) помітно зростає підйомна сила - при мінімальному зростанні опору. Це збільшення підйомної сили називають "екранним ефектом". Він дозволяє збільшити вантажопідйомність літального апарату в порівнянні з об'єктом, що рухається далеко від поверхні, але сильно залежить від (відносного) відстані від крила до екрану і швидко падає при збільшенні цієї відстані.
На жаль, під час руху крила у схвильованої, "неспокійної" поверхні виникає істотна проблема стійкості цього руху. Нестійкість змушує витримувати чималу висоту польоту над екраном - внаслідок чого знижується екранний ефект.
Цей ефект залежить від відношення висоти польоту до хорди крила (його розміру вздовж напрямку руху). Тому проектувальники намагаються збільшити хорду, що при заданій площі неминуче призводить до зниження розмаху крил (їх розміру поперек напрямку руху).
Це легко помітити, наприклад, на фото моделі новітнього екраноплана, недавно показаної у пресі. Фактично заради збільшення висоти польоту - з мінімальною втратою екранного ефекту - доводиться зменшувати відносне подовження крила, яке є основним чинником, що визначає аеродинамічна якість (співвідношення підйомної сили і опору). Як показує той же фото, у нового екраноплана співвідношення хорди і розмаху приблизно дорівнює 1, що абсолютно неприйнятно, наприклад, для літаків.
(Цікаво, що напрошується для невисоких швидкостей варіант біплана вперше реалізується в недавно створеному екраноплані "Чайка").
Нестійкість руху у схвильованої поверхні є основним недоліком екраноплана при його використанні в море. Саме цей недолік, на думку автора, є вирішальним щодо використання таких апаратів в морських умовах. Практика показала, що навіть один дотик хвилі на повному ходу призводить до значного пошкодження і може стати причиною аварії. Так, при випробуваннях досвідченого екраноплана "Орлятко" втратили частину корми, і тільки особистий досвід і інтуїція Р. Алексєєва, яка взяла пілотування на себе, запобігли повне руйнування екраноплана.
Використання засобу, настільки ненадійного в морських умовах, неприпустимо.
альтернатива
У 80-і роки в результаті досліджень ЦНДІ імені академіка А.Н. Крилова був запропонований новий тип надшвидкісного судна, хоча і менш швидкохідного, ніж екраноплан, але забезпечує набагато більшу надійність.
Для швидкостей, приблизно в 2 рази більші, ніж початок глиссирования, був запропонований "розсікає хвилі" супер-гліссірующій тримаран (РВТ) з аеродинамічній розвантаженням.
Гідродинамічний комплекс цього судна включає три корпуси малого подовження з ламаними обводами, з мінімальним надводним бортом і великий зворотного седловатость носової частини палуби кожного корпусу. Корпуси розташовані трикутником в плані і з'єднані з надводним населеним крилом стійками з шириною, меншою ширини корпусу. Як рушіїв пропонуються перетинають поверхню гребні гвинти, наприклад, рушії Арнесон. Для управління динамічним дифферентом і помірно качки пропонується використання кормових інтерцепторів на кожному корпусі.
Аеродинамічний комплекс являє собою жиле крило з кормовим Інтерцептор, розміщене над кормовими корпусами, що забезпечує судну самостабілізації при поривах зустрічного вітру. Крило пов'язано зі стійкою носового корпусу обтічної надбудовою.
Передбачається розміщення двох головних силових агрегатів в кормових корпусах і суднової електростанції - в носовому корпусі. Корисне навантаження розміщується в крилі і носової надбудови.
На рис. 2 показаний варіант РВТ водотоннажністю 300 т зі швидкістю 100 вузлів.
Основні результати випробувань
Буксирувальні випробування показали, що при числі Фруда за водотоннажністю понад 5 спостерігається невелике позитивне гідродинамічний взаємодія корпусів, а випробування виконані були до числа Фруда 7.5. Тому в якості розрахункового діапазону швидкостей прийняті відносні швидкості, в 2-2.5 рази перевищують швидкості початку глиссирования, тобто 6.0 - 7.5.
Звичайні глісери при цих відносних швидкостях втрачають стійкість поздовжнього руху: на тихій воді починається мимовільна кільова качка, так зване "дельфінірованіе". Однак воно не спостерігалося на моделі РВТ. Ймовірно, крило-надбудова є достатньою демпфером.
Головним результатом морехідних випробувань була відсутність слемінг у всьому діапазоні довжини хвиль і при швидкостях до 55% повної. Це означає істотне, до 7 - 10 разів, зниження вертикальних прискорень натурних об'єктів на хвилюванні. Ймовірно, слемінг немає тому, що корпуси приймають верхівки хвиль на палуби зі зворотним седловатость, що і знижує кільову качку.
Випробування в аеродинамічній трубі дозволили оцінити аеродинамічний якість РВТ з розглянутої спочатку формою крила як рівне 5 (див. Нижче).
Ескізне конструювання легкосплавних корпусних конструкцій дозволило оцінити їх масу, що становить близько 30-35% повної водотоннажності.
варіанти використання
Запропонована архітектурно-конструктивна схема може бути застосована в дуже широкому діапазоні водотоннажність і швидкостей. Наприклад, на рис. 3 показаний рекордний катер (з нежилим крилом) для швидкості близько 150 вузлів.
Перевага такого компонування полягає в тому, що катера не перевернеться при пориві зустрічного вітру, як це відбувається з існуючими гоночними катамаранами.
Міні-паром на 20 осіб зі швидкістю 50 вузлів, також з нежилим крилом, показаний на рис. 4.
Спочатку розглянута форма жилого крила дозволяє створити патрульний катер, який несе вертоліт, рис. 5.
З протилежного боку лінійки розглянутих водотоннажністю - трансатлантичний РВТ зі швидкістю 130 вузлів і розрахункової інтенсивністю хвилювання 6 балів, рис. 6.
Переваги та недоліки РВТ зведені нижче в таблицю
| У порівнянні з: | переваги | Недоліки. |
| екранопланом | Підвищена керованість і безпеку, підвищений Пропульсивную ККД | Менші досяжні швидкості |
| Судном на повітряній подушці | Дешевше, немає шуму, більше мореплавство. | Більше буксирне опір на тихій воді |
| Однокорпусним судном на підводних автоматично керованих крилах | Великі швидкість, менше вібрація, дешевше, більше площа палуб | Трохи гірше мореплавство |
| однокорпусним глісером | Немає слемінг, немає дельфінірованія, більше площа палуб | Більше вага корпусних конструкцій |
| глиссирующих катамараном | Більше досяжні швидкості, немає слемінг, самостабілізації | менш вивчений |
Висновок (рекомендація)
Видається очевидним, що постійний контакт з водою забезпечить запропонованого надшвидкісного "розсікати хвилі" судну високу безпеку як щодо качки, так і керованості.
Рекомендується розгляд варіантів такої компоновки при проектуванні "надшвидкісних" судів різних призначень.
