Неудовлетворительное состояние сети автомобильных дорог и практически полное отсутствие дорожной инфраструктуры на большинстве региональных трасс заставляет искать транспортные средства, функционирующие на иных физических принципах. Одним из таких средств является судно на воздушной подушке, способное перемещать людей и грузы в условиях бездорожья.
Транспорт на воздушной подушке, носящий звучный технический термин «ховеркрафт», отличается от традиционных моделей лодок и автомобилей не только способностью к перемещению по любой поверхности (водоем, поле, болото и т. п.), но и возможностью развивать приличную скорость. Единственное требование, предъявляемое к такой «дороге», она должна быть более или менее ровной и относительно мягкой.
Однако использование воздушной подушки катером-вездеходом требует довольно серьезных энергетических затрат, что в свою очередь влечет существенное увеличение расхода топлива. Функционирование судов на воздушных подушках (СВП) основано на сочетании следующих физических принципов:
- Малое удельное давление СВП на поверхность почвы или воды.
- Высокая скорость движения.
Этот фактор имеет довольно простое и логическое объяснение. Площадь контактных поверхностей (днища аппарата и, к примеру, почвы) соответствует или превышает площадь СВП. Говоря техническим языком, транспортное средство динамически создает опорную тягу необходимой величины.
Избыточное давление, создаваемое в специальном устройстве, отрывает машину от опоры на высоту 100−150 мм. Именно эта подушка из воздуха прерывает механический контакт поверхностей и минимизирует сопротивление поступательного движения СВП в горизонтальной плоскости.
Несмотря на способность к быстрому и, что самое важное, экономичному передвижению, сфера применения ховеркрафта на поверхности земли существенно ограничена. Для него абсолютно не пригодны асфальтированные участки, твердые породы с присутствием промышленного мусора или твердых камней, поскольку значительно возрастает риск повреждения основного элемента СВП - днища подушки.
Таким образом, оптимальным маршрутом ховеркрафта можно считать такой, где необходимо много плыть и местами немного ехать. В некоторых странах, например, в Канаде, транспортные средства на воздушной подушке используют спасатели. По некоторым данным, аппараты такой конструкции имеются они на вооружении армий некоторых стран-членов НАТО.
Почему возникает желание изготовить судно на воздушной подушке своими руками? Причин несколько:
Именно поэтому большого распространения СВП не получили. Действительно, в качестве дорогой игрушки можно приобрести квадроцикл или аэросани. Другой вариант - сделать лодку-автомобиль самостоятельно.
Выбирая рабочую схему, необходимо определиться с конструкцией корпуса, оптимально соответствующей заданным техническим условиям. Заметим, СВП своими руками с чертежами сборки самодельных элементов создать вполне реально.
Готовыми чертежами самодельных судов на воздушной подушке изобилуют специализированные ресурсы. Анализ практических испытаний показывает, что самым успешным вариантом, удовлетворяющим условиям, возникающим при движении по воде и грунту, являются подушки, сформированные камерным способом.
Выбирая материал для главного конструктивного элемента транспортного средства на воздушной подушке - корпуса, учитывайте несколько важных критериев. Во-первых, это простота и легкость обработки. Во-вторых, небольшой удельный вес материала. Именно этот параметр обеспечивает принадлежность СВП к категории «амфибий», то есть отсутствие риска затопления в случае аварийной остановки судна.
Как правило, для изготовления корпуса используют 4-х миллиметровую фанеру, а надстройки выполняют из пенопласта. Это существенно снижает собственный вес конструкции. После оклейки наружных поверхностей пеноплексом и последующей окраски, модель приобретает первоначальные черты внешнего вида оригинала. Для остекления кабины применяют полимерные материалы, а остальные элементы выгибают из проволоки.
Изготовление так называемой юбки, потребует наличия плотной водонепроницаемой ткани из полимерного волокна. После раскроя детали сшиваются двойным плотным швом, а склейка производится посредством водостойкого клея. Это обеспечивает не только высокую степень надежности конструкции, но и позволяет скрыть от посторонних глаз монтажные стыки.
Конструкция силовой установки предполагает наличие двух двигателей
: маршевого и нагнетающего. Они оснащаются бесколлекторными электрические моторы и винты двухлопастного типа. Специальный регулятор осуществляет процесс управления ими.
Питающее напряжение подается с двух аккумуляторных батарей, суммарная емкость которых составляет 3 000 миллиампер в час. При максимальном уровне заряда СВП может эксплуатироваться в течение 25−30 минут.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
В России существуют целые сообщества людей, который собирают и разрабатывают любительские СВП. Это очень интересное, но, к сожалению, сложное и далеко не дешевое занятие.
Изготовление корпуса КВП
Известно, что суда на воздушной подушке испытывают гораздо меньшие нагрузки, чем обычные глиссирующие лодки и катера. Всю нагрузку на себя берет гибкое ограждение. Кинетическая энергия при движении не передается на корпус и это обстоятельство делает возможным монтаж любого корпуса, без сложных рассчетов прочности. Единственное ограничение для корпуса любительского КВП - вес. Это обязательно следует учитывать при выполнении теоретических чертежей.
Так же важным аспектом является степень сопротивления встречному воздушному потоку. Ведь аэродинамические характеристики напрямую влияют на расход топлива, который, даже у любительских СВП, сравним с расходом среднего внедорожника. Профессиональный аэродинамический проект стоит больших денег, поэтому конструкторы-любители делают все "на глаз", просто заимствуюя линии и формы у лидеров автопрома или авиации. Про авторские права в данном случае можно не думать.
Для изготовления корпуса будущего катера можно использовать рейки из ели. В качестве обшивки - фанеру толщиной 4 мм, которая крепится при помощи эпоксидного клея. Оклейка фанеры плотной тканью (например, стеклотканью) нецелесообразна в виду значительного увеличения веса конструкции. Это наиболее технологически не сложный способ.
Наиболее искушенные представители сообщества создают корпуса из стеклопластика по собственным компьютерным 3d-моделям или на глаз. Для начала создается прототип и материала типа пенопласта с которого снимается матрица. Далее корпуса делаются точно так же, как лодки и катера из стеклопластика.
Непотопляемости корпуса можно достигнуть множеством способов. Например при помощи установки в бортовые отсеки перегородок, непроницаемых для воды. А еще лучше - можно заполнить эти отсеки пенопластом. Можно установить под гибкое ограждение надувные баллоны, на подобии лодок ПВХ.
Силовая установка СВП
Основной вопрос - сколько, и он встречает конструктора на всем пути проектирования силовой системы. Сколько двигателей, сколько должна весить рама и двигатель, сколько вентиляторов, сколько лопастей, сколько оборотов, сколько градусов сделать угол атаки и в конце концов сколько это будет стоить. Именно данный этап является наиболее затратным, ведь в кустарных условиях невозможно соорудить двигатель внутреннего сгорания или лопасть вентилятора с нужным КПД и уровнем шума. Такие вещи приходится покупать, и стоят они не дешего.
Сложнейшим этапом сборки оказался монтаж гибкого ограждения катера, удерживающего воздушную подушку точно под корпусом. Известно, что из-за постоянного контакта с пересеченной местностью она склонна к быстрому износу. Поэтому для ее создания была использована брезентовая ткань. Сложная конфигурация стыков ограждения потребовала расхода такой ткани в количестве 14 метров. Его износостойкость можно увеличить за счет пропитки резиновым клеем с добавлением алюминиевой пудры. Такое покрытие имеет огромное практическое значение. В случае износа или разрывов гибкого ограждения его можно без труда восстановить. По аналогии с наращиванием автомобильного протектора. По словам автора проекта, перед тем как приступить к изготовлению ограждения, следует запастись максимальным терпением.
Установка готового ограждения, как и сборка самого корпуса, должны выполняться при условии нахождения будущего катера вверх килем. После раскантовки корпуса можно устанавливать силовую установку. Для этой операции понадобится шахта размерами 800 на 800. После того как система управления будет подведена к двигателю, наступает наиболее волнительный во всем процессе момент - испытание катера в реальных условиях.
Качество дорожной сети в нашей стране оставляет желать лучшего. Строительство транспортной инфраструктуры на некоторых направлениях нецелесообразно по экономическим причинам. С перемещением людей и грузов в таких местностях отлично справятся транспортные средства, работающие на иных физических принципах. Полноразмерные суда на воздушной подушке своими руками в кустарных условиях не построить, а вот масштабные модели - вполне возможно.
Транспортные средства этого вида способны перемещаться по любому относительно ровному покрытию. Это могут быть и чистое поле, и водоем, и даже болото. Стоит заметить, что на таких непригодных для другого транспорта покрытиях СВП способно развивать достаточно высокую скорость. Основным недостатком такого транспорта является необходимость больших энергозатрат на создание воздушной подушки и, как следствие, большой расход топлива.
Физические принципы работы СВП
Высокая проходимость транспортных средств такого типа обеспечивается низким удельным давлением, которое оно оказывает на поверхность. Это объясняется довольно просто: площадь контакта транспортного средства равна или даже превышает площадь самого транспортного средства. В энциклопедических словарях СВП определяются как суда с динамически создаваемой опорной тягой.
Крупные и маломерные суда на воздушной подушке зависают над поверхностью на высоте от 100 до 150 мм. В специальном устройстве под корпусом создается избыточно давление воздуха. Машина отрывается от опоры и теряет с ней механический контакт, в результате чего сопротивление движению становится минимальным. Основные затраты энергии идут на поддержание воздушной подушки и разгон аппарата в горизонтальной плоскости.
Составление проекта: выбор рабочей схемы
Для изготовления действующего макета СВП необходимо выбрать эффективную для заданных условий конструкцию корпуса. Чертежи судов на воздушной подушке можно найти на специализированных ресурсах, где размещены патенты с подробным описанием разных схем и способов их реализации. Практика показывает, что одним из самых удачных вариантов для таких сред, как вода и твердый грунт, является камерный способ формирования воздушной подушки.
В нашей модели будет реализована классическая двухмоторная схема с одним нагнетающим силовым приводом и одним толкающим. Малоразмерные суда на воздушной подушке своими руками изготовленные, по сути, являются игрушками-копиями больших аппаратов. Однако они наглядно демонстрируют преимущества использования таких средств передвижения перед остальными.
Изготовление корпуса судна
При выборе материала для корпуса судна основными критериями являются простота в обработке и невысокий удельный вес. Самодельные суда на воздушной подушке относятся к категории амфибийных, а значит, в случае его несанкционированной остановки не произойдет затопления. Корпус судна выпиливается из фанеры (толщиной 4 мм) по заранее подготовленному лекалу. Для выполнения этой операции используется лобзик.
Самодельное судно на воздушной подушке имеет надстройки, которые для снижения веса лучше сделать из пенополистирола. Для придания им большего внешнего сходства с оригиналом снаружи производится оклеивание деталей пеноплексом и окрашивание. Стекла кабины делаются их прозрачного пластика, а остальные детали вырезаются из полимеров и выгибаются из проволоки. Максимальная детализация – ключ к сходству с прототипом.
Выделка воздушной камеры
При изготовлении юбки используется плотная ткань из полимерного водонепроницаемого волокна. Раскрой осуществляется по чертежу. Если у вас нет опыта переноса эскизов на бумагу вручную, то их можно распечатать на широкоформатном принтере на плотной бумаге, а потом вырезать обычными ножницами. Подготовленные детали сшиваются между собой, швы должны быть двойными и плотными.
Суда на воздушной подушке, своими руками выполненные, до включения нагнетающего двигателя опираются корпусом на грунт. Юбка частично сминается и располагается под ним. Склеивание деталей производится водостойким клеем, стык закрывается корпусом надстройки. Такое соединение обеспечивает высокую надежность и позволяет сделать монтажные стыки незаметными. Из полимерных материалов выполняется и другие внешние детали: ограждение диффузора винта и тому подобное.
Силовая установка
В составе силовой установки присутствует два двигателя: нагнетающий и маршевый. В модели используются бесколлекторные электромоторы и двухлопастные винты. Дистанционное управление ими осуществляется при помощи специального регулятора. Источником питания для силовой установки являются два аккумулятора суммарной емкостью в 3000 mAh. Их заряда достаточно для получасового использования модели.
Самодельные суда на воздушной подушке управляются дистанционно по радиоканалу. Все компоненты системы - радиопередатчик, приемник, сервоприводы - заводского изготовления. Установка, подключение и тестирование их производится в соответствии с инструкцией. После включения питания выполняется пробный прогон двигателей с постепенным увеличением мощности до образования устойчивой воздушной подушки.
Управление моделью СВП
Суда на воздушной подушке, своими руками изготовленные, как уже отмечалось выше, имеют дистанционное управление по УКВ-каналу. На практике это выглядит следующим образом: в руках владельца находится радиопередатчик. Запуск двигателей выполняется нажатием на соответствующую кнопку. Управление скоростью и изменение направления движения производятся джойстиком. Машинка проста в маневрировании и достаточно точно выдерживает курс.
Испытания показали, что СВП уверенно перемещается по относительно ровной поверхности: по воде и по суше с одинаковой легкостью. Игрушка станет любимым развлечением для ребенка в возрасте от 7-8 лет с достаточно развитой мелкой моторикой пальцев рук.
Что такое “ховеркрафт”?
Технические данные аппарата
Какие нужны материалы?
Как изготовить корпус?
Какой нужен двигатель?
Судно на воздушной подушке своими руками
Что такое “ховеркрафт”?
Технические данные аппарата
Какие нужны материалы?
Как изготовить корпус?
Какой нужен двигатель?
Как построить сухопутный катер на воздушной подушке
Окончательной конструкцией, как и неформальным названием нашей поделки, мы обязаны коллеге из газеты «Ведомости». Увидев один из испытательных «взлетов» на парковке издательства, она воскликнула: «Да это же ступа Бабы-яги!» Такое сравнение нас несказанно обрадовало: ведь мы как раз искали способ оснастить наш катер на воздушной подушке рулем и тормозом, и способ нашелся сам собой - мы дали в руки пилоту метлу!
На вид это одна из самых глупых поделок, которые мы когда-либо создавали. Но, если вдуматься, она представляет собой весьма зрелищный физический эксперимент: оказывается, слабенький воздушный поток от ручной воздуходувки, предназначенной для сметания невесомых жухлых листьев с дорожек, способен вознести над землей человека и с легкостью перемещать его в пространстве. Несмотря на весьма внушительный вид, построить такой катер проще простого: при четком соблюдении инструкций это потребует всего пару часов непыльной работы.
Вертолет и шайба
Вопреки распространенному заблуждению, катер опирается вовсе не на 10-сантиметровый слой сжатого воздуха, иначе это был бы уже вертолет. Воздушная подушка представляет собой что-то вроде надувного матраса. Полиэтиленовая пленка, которой затянуто днище аппарата, заполняется воздухом, растягивается и превращается в подобие надувного круга.
Пленка очень плотно прилегает к поверхности дороги, образуя широкое пятно контакта (практически по всей площади днища) с отверстием в центре. Из этого отверстия поступает воздух под давлением. По всей площади контакта между пленкой и дорогой образуется тончайший слой воздуха, по которому аппарат легко скользит в любом направлении. Благодаря надувной юбке даже небольшого количества воздуха достаточно для хорошего скольжения, так наша ступа гораздо больше похожа на шайбу в аэрохоккее, чем на вертолет.
Ветер под юбкой
Обычно мы не печатаем в рубрике «мастер-класс» точных чертежей и настоятельно рекомендуем читателям подключать к процессу творческое воображение, как можно больше экспериментируя с конструкцией. Но это не тот случай. Несколько попыток слегка отступить от популярного рецепта стоили редакции пары дней лишней работы. Не повторяйте наших ошибок - четко следуйте инструкции.
Катер должен быть круглым, как летающая тарелка. Судну, опирающемуся на тончайшую прослойку воздуха, необходим идеальный баланс: при малейшем дефекте развесовки весь воздух будет выходить с недогруженной стороны, а более тяжелый борт всем весом ляжет на землю. Симметричная круглая форма днища поможет пилоту легко находить баланс, слегка изменяя положение тела.
Для изготовления днища возьмите 12-миллиметровую фанеру, с помощью веревки и маркера начертите круг диаметром 120 см и выпилите деталь электрическим лобзиком. Юбка делается из полиэтиленовой душевой шторки. Выбор шторки - пожалуй, самый ответственный этап, на котором решается судьба будущей поделки. Полиэтилен должен быть как можно более толстым, но строго однородным и ни в коем случае не армированным тканью или декоративными лентами. Клеенка, брезент и прочие воздухонепроницаемые ткани не подходят для постройки судна на воздушной подушке.
В погоне за прочностью юбки мы совершили нашу первую ошибку: плохо тянущаяся клеенчатая скатерть не смогла плотно прижаться к дороге и сформировать широкое пятно контакта. Площади небольшого «пятнышка» не хватило, чтобы заставить тяжелую машину скользить.
Оставлять припуск, чтобы впустить под плотную юбку больше воздуха, - не выход. При надувании такая подушка образует складки, которые будут выпускать воздух и препятствовать образованию равномерной пленки. А вот плотно прижатый к днищу полиэтилен, растягиваясь при нагнетании воздуха, образует идеально гладкий пузырь, плотно облегающий любые неровности дороги.
Скотч - всему голова
Изготовить юбку несложно. Надо расстелить полиэтилен на верстаке, накрыть сверху круглой фанерной заготовкой с предварительно просверленным отверстием для подачи воздуха и тщательно закрепить юбку мебельным степлером. С задачей справится даже самый простой механический (не электрический) степлер с 8-миллиметровыми скобами.
Армированный скотч - очень важный элемент юбки. Он укрепляет ее там, где необходимо, сохраняя эластичность остальных участков. Обратите особое внимание на усиление полиэтилена под центральной «пуговицей» и в области отверстий для подачи воздуха. Скотч накладывайте с 50%-ным перекрытием и в два слоя. Полиэтилен должен быть чистым, иначе скотч может отклеиться.
Недостаточное усиление в центральной части стало причиной забавной аварии. Юбка порвалась в районе «пуговицы», и наша подушка превратилась из «бублика» в полукруглый пузырь. Пилот с округлившимися от удивления глазами вознесся на добрые полметра над землей и спустя пару мгновений рухнул вниз - юбка окончательно лопнула и выпустила весь воздух. Именно этот инцидент привел нас к ошибочной мысли использовать вместо душевой шторки клеенку.
Еще одно заблуждение, постигшее нас в процессе строительства катера, заключалось в уверенности, что мощности много не бывает. Мы раздобыли большую ранцевую воздуходувку Hitachi RB65EF с объемом двигателя 65 см 3 . У этой зверь-машины есть одно веское преимущество: она комплектуется гофрированным шлангом, с помощью которого очень легко подключить вентилятор к юбке. А вот мощность 2,9 кВт - явный перебор. Полиэтиленовой юбке нужно давать ровно такой объем воздуха, которого будет достаточно для подъема машины на 5−10 см над землей. Если переборщить с газом, полиэтилен не выдержит давления и порвется. Именно так и случилось с нашей первой машиной. Так что будьте уверены: если в вашем распоряжении есть хоть какая-нибудь воздуходувка, она подойдет для проекта.
Полный вперед!
Обычно у судов на воздушной подушке есть как минимум два винта: один маршевый, сообщающий машине поступательное движение вперед, и один вентилятор, нагнетающий воздух под юбку. Как же наша «летающая тарелка» будет двигаться вперед, и сможем ли мы обойтись одной воздуходувкой?
Этот вопрос мучил нас ровно до первых успешных испытаний. Оказалось, юбка так хорошо скользит по поверхности, что даже малейшего изменения баланса достаточно, чтобы аппарат сам собой поехал в ту или иную сторону. По этой причине устанавливать на машину кресло нужно только на ходу, чтобы правильно сбалансировать машину, и лишь затем привинтить ножки к днищу.
Мы попробовали вторую воздуходувку в качестве маршевого двигателя, но результат не впечатлил: узкое сопло дает быстрый поток, но объема проходящего через него воздуха недостаточно, чтобы создать мало-мальски заметную реактивную тягу. Что вам действительно понадобится при движении, так это тормоз. Вот на эту роль идеально подходит метла Бабы-яги.
Назвался судном - полезай в воду
К сожалению, наша редакция, а вместе с ней и мастерская располагаются в каменных джунглях, вдали даже от самых скромных водоемов. Поэтому мы не смогли спустить наш аппарат на воду. А ведь теоретически все должно работать! Если постройка катера станет для вас дачным развлечением в жаркий летний день, испытайте его на мореходность и поделитесь с нами рассказом о своих успехах. Разумеется, выводить катер на воду нужно с пологого берега на крейсерском дросселе, с полностью надутой юбкой. Допустить потопление никак нельзя - погружение в воду означает неминуемую гибель воздуходувки от гидроудара.
Что говорит закон об оплате за капитальный ремонт, есть ли льготы пенсионерам? Компенсация взносов - сколько должны платить пенсионеры? С начала 2016 года вступил в силу Федеральный Закон № 271 «О капитальном ремонте в […] Увольнение по собственному желанию Увольнение по собственному желанию (другими словами, по инициативе работника) - одно из самых распространенных оснований расторжения трудового договора. Инициатива прекращения трудовых […]
Однажды зимой, когда я, прогуливаясь по берегу Даугавы, разглядывал занесенные снегом лодки, у меня родилась мысль - создать всесезонное средство передвижения, т. е. амфибию
, которую можно было бы использовать и в зимнее время.
После долгих раздумий выбор мой пал на двухместный аппарат на воздушной подушке . Сначала ничего, кроме огромного желания создать такую конструкцию, у меня не было. Доступная мне техническая литература обобщала опыт создания только больших СВП, а по малым аппаратам прогулочно-спортивного назначения никаких данных найти я не смог, тем более что нашей промышленностью такие СВП не выпускаются. Итак, надеяться можно было только на собственные силы и опыт (о моем катере-амфибии на базе мотолодки «Янтарь» в свое время сообщалось в «КЯ»; см № 61).
Предвидя, что в будущем у меня могут найтись последователи, а при положительных результатах моим аппаратом может заинтересоваться и промышленность, я решил конструировать его на базе хорошо освоенных и имеющихся в продаже двухтактных двигателей.
В принципе аппарат на воздушной подушке испытывает существенно меньшие нагрузки, чем традиционный глиссирующий корпус катера; это позволяет конструкцию его делать более легкой. В то же время появляется и дополнительное требование: корпус аппарата должен иметь малое аэродинамическое сопротивление. Это необходимо учесть при разработке теоретического чертежа.
| Основные данные амфибии на воздушной подушке | |
|---|---|
| Длина, м | 3,70 |
| Ширина, м | 1,80 |
| Высота борта, м | 0,60 |
| Высота воздушной подушки, м | 0,30 |
| Мощность подъемной установки, л. с. | 12 |
| Мощность тяговой установки, л. с. | 25 |
| Полезная грузоподъемность, кг | 150 |
| Общий вес, кг | 120 |
| Скорость, км/ч | 60 |
| Расход топлива, л/ч | 15 |
| Емкость топливного бака, л | 30 |
1 - руль; 2 - приборный щиток; 3 - продольное сиденье; 4 - подъемный вентилятор; 5 - кожух вентилятора; 6 - тяговые вентиляторы; 7 - шкив вала вентилятора; 8 - шкив двигателя; 9 - тяговый двигатель; 10 - глушитель; 11 - створки управления; 12 - вал вентиляторов; 13 - подшипники вала вентиляторов; 14 - ветровое стекло; 15 - гибкое ограждение; 16 - тяговый вентилятор; 17 - кожух тягового вентилятора; 18 - подъемный двигатель; 19 - глушитель подъемного двигателя;
20 - электростартер; 21 - аккумулятор; 22 - топливный бак.
Набор корпуса я изготовил из еловых реек сечением 50х30 и обшил 4-миллиметровой фанерой на эпоксидном клее. Оклейку стеклотканью не делал, опасаясь увеличения веса аппарата. Для обеспечения непотопляемости в каждый из бортовых отсеков поставил по две водонепроницаемые переборки, а также заполнил отсеки пенопластом.
Выбрана двухмоторная схема силовой установки, т. е. один из двигателей работает на подъем аппарата, создавая избыточное давление (воздушную подушку) под его днищем, а второй обеспечивает движение - создает тягу по горизонтали. Подъемный двигатель исходя из расчета должен был иметь мощность 10-15 л. с. Наиболее подходящим по основным данным оказался двигатель от мотороллера «Тула-200», но поскольку ни крепления, ни подшипники его не удовлетворяли по конструктивным соображениям, пришлось отлить из алюминиевого сплава новый картер. Этот двигатель приводит в движение 6-лопастной вентилятор диаметром 600 мм. Суммарный вес подъемной силовой установки вместе с креплениями и электростартером получился около 30 кг.
Одним из самых сложных этапов оказалось изготовление юбки - гибкого ограждения подушки, которое быстро изнашивается при эксплуатации. Применена имеющаяся в продаже брезентовая ткань шириной 0,75 м. Из-за сложной конфигурации стыков потребовалось около 14 м такой ткани. Полоса разрезалась на куски длиной, равной длине борта, с припуском на довольно сложную форму стыков. После придания необходимой формы стыки сшивались. Края ткани крепились к корпусу аппарата дюралевыми полосами 2х20. Установленное гибкое ограждение для повышения износостойкости я пропитал резиновым клеем, в который добавил алюминиевой пудры, придающей нарядный вид. Такая технология дает возможность реставрировать гибкое ограждение при аварии и по мере износа, подобно наращиванию протектора автомобильной шины. Надо подчеркнуть, что изготовление гибкого ограждения не просто отнимает много времени, но требует особой аккуратности и терпения.
Сборка корпуса и установка гибкого ограждения выполнялись в положении вверх килем. Затем корпус раскантовали и в шахте размером 800х800 установили подъемную силовую установку. Была подведена система управления установкой, и вот наступил самый ответственный момент; ее опробование. Оправдаются ли расчеты, поднимет ли сравнительно маломощный двигатель такой аппарат?
Уже при средних оборотах двигателя амфибия вместе со мной приподнялась и зависла на высоте около 30 см от земли. Запаса подъемной силы оказалось вполне достаточно, чтобы прогретый двигатель на полных оборотах поднимал даже четверых. В первые же минуты этих испытаний стали выявляться особенности аппарата. После соответствующей центровки он свободно передвигался на воздушной подушке в любом направлении даже от небольшого приложенного усилия. Создавалось впечатление, будто он плывет по водной поверхности.
Успех первого испытания подъемной установки и корпуса в целом окрылил меня. Закрепив лобовое стекло, я приступил к монтажу тяговой силовой установки. Вначале казалось целесообразным воспользоваться большим опытом постройки и эксплуатации аэросаней и установить двигатель с воздушным винтом сравнительно большого диаметра на кормовой палубе. Однако следовало учесть, что при таком «классическом» варианте существенно повысился бы центр тяжести столь малого аппарата, что неминуемо отразилось бы на его ходовых качествах и - главное - на безопасности. Поэтому я решил применить два тяговых двигателя, полностью аналогичных подъемному, и установил их в кормовой части амфибии, но не на палубе, а по бортам. После того, как я изготовил и смонтировал привод управления мотоциклетного типа и установил тяговые воздушные винты относительно малого диаметра («вентиляторы»), первый вариант аппарата на воздушной подушке был готов к ходовым испытаниям.
Для перевозки амфибии за автомашиной «Жигули» был изготовлен специальный трейлер, и вот летом 1978 г. я погрузил на него свой аппарат и доставил его на луг у озера под Ригой. Настал волнующий момент. В окружении друзей и любопытных я занял место водителя, завел подъемный двигатель, и мой новый катер повис над лугом. Завел оба тяговых двигателя. При увеличении числа их оборотов амфибия стала перемещаться по лугу. И тут стало ясно, что многолетнего опыта управления автомобилем и мотолодкой явно недостаточно. Все прежние навыки не годятся. Надо осваивать методы управления аппаратом на воздушной подушке, который может до бесконечности кружиться на одном месте, подобно юле. С увеличением скорости увеличивался и радиус поворота. Любые неровности поверхности вызывали поворот аппарата.
Освоившись с управлением, я направил амфибию по пологому берегу к поверхности озера. Оказавшись над водой, аппарат сразу же начал терять скорость. Тяговые двигатели стали поочередно глохнуть, заливаемые брызгами, вырывавшимися из-под гибкого ограждения воздушной подушки. При прохождении заросших участков озера вентиляторы втягивали камыши, кромки их лопастей выкрашивались. Когда же я выключил двигатели, а затем решил попробовать взять старт с воды, то ничего не вышло: аппарат мой так и не смог вырваться из «ямы», образованной подушкой.
В общем, то была неудача. Однако первое поражение не остановило меня. Я пришел к выводу, что при существующих характеристиках для моего аппарата на воздушной подушке недостаточна мощность тяговой установки; именно поэтому он не мог двинуться вперед при старте с глади озера.
За зиму 1979 г. я полностью переделал амфибию, уменьшив длину ее корпуса до 3,70 м, а ширину - до 1,80 м. Сконструировал и совершенно новую тяговую установку, полностью защищенную и от брызг, и от контакта с травой и камышом. Для упрощения управления установкой и снижения ее веса применен один тяговый двигатель вместо двух. Использована силовая головка 25-сильного подвесного мотора «Вихрь-М» с полностью переделанной системой охлаждения. Замкнутая система охлаждения объемом 1,5 л заполнена тосолом. Крутящий момент двигателя передается на расположенный поперек аппарата «гребной» вал вентиляторов при помощи двух клиновых ремней. Шестилопастные вентиляторы нагоняют воздух в камеру, из которой он вырывается (попутно охлаждая двигатель) за корму через квадратное сопло, снабженное створками управления. С аэродинамической точки зрения такая тяговая установка, видимо, не очень-то совершенна, но она довольно надежна, компактна и создает тягу около 30 кгс, оказавшуюся вполне достаточной.
В середине лета 1979 г. мой аппарат снова был перевезен на тот же луг. Освоившись с управлением, я направил его к озеру. На этот раз, оказавшись над водой, он продолжал движение, не теряя скорости, словно по поверхности льда. Легко, без помех, преодолевал отмели и камыши; особенно приятно было двигаться над заросшими участками озера, здесь не оставалось даже туманного следа. На прямом участке один из владельцев с мотором «Вихрь-М» пошел параллельным курсом, но вскоре отстал.
Особое удивление вызвал описываемый аппарат у любителей подледного лова, когда я продолжил испытания амфибии зимой на льду, который был покрыт слоем снега толщиной около 30 см. На льду было настоящее раздолье! Скорость можно было увеличить до максимальной. Точно ее не замерял, но опыт автоводителя позволяет утверждать, что она приближалась к 100 км/ч. При этом амфибия свободно преодолевала глубокие следы от мотонарт.
Рижской телестудией был снят и показан небольшой фильм, после чего я стал получать много запросов от желающих построить подобный амфибийный аппарат.
Ховеркрафт – это транспортное средство, способное перемещаться как по воде, так и по суше. Подобное средство передвижения совсем не сложно сделать своими руками.
Это аппарат, где совмещены функции автомобиля и лодки. В результате этого получилось судно на воздушной подушке (СВП), обладающее уникальными характеристиками проходимости, без потерь скорости при движении по воде благодаря тому, что корпус судна перемещается не по воде, а над ее поверхностью. Это дало возможность двигаться по воде гораздо быстрее, за счет того, что сила трения водных масс не оказывает никакого сопротивления.
Хотя судно на воздушной подушке и обладает рядом достоинств, его область применения не получила столь широкого распространения. Дело в том, что не по любой поверхности этот аппарат может передвигаться без особых проблем. Для него нужна мягкая песчаная или грунтовая почва, без наличия камней и других преград. Наличие асфальта и других твердых оснований может привести в негодность днище судна, которое создает воздушную подушку при движении. В связи с этим, “ховеркрафты” используются там, где нужно больше плыть и меньше ехать. Если наоборот, то лучше воспользоваться услугами автомобиля-амфибии с колесами. Идеальные условия их применения – это труднопроходимые болотистые места, где кроме судна на воздушной подушке (СВП) никакой другой транспорт проехать не сможет. Поэтому СВП и не получили столь широкого распространения, хотя подобным транспортом пользуются спасатели некоторых стран, таких как Канада, например. По некоторым данным, СВП находятся на вооружении стран НАТО.
Как приобрести подобный транспорт или как его сделать своими руками?
Ховеркрафт – это дорогой вид транспорта, средняя цена которого доходит до 700 тыс. рублей. Транспорт типа “скутер” стоит раз в 10 дешевле. Но при этом следует учитывать тот факт, что транспорт заводского изготовления всегда отличается лучшим качеством, по сравнению с самоделками. Да и надежность транспортного средства выше. К тому же, заводские модели сопровождаются заводскими гарантиями, чего не скажешь о конструкциях, собранных в гаражах.
Заводские модели всегда были ориентированы на узкопрофессиональное направление, связанное либо с рыбалкой, либо с охотой, либо со специальными службами. Что касается самодельных СВП, то они встречаются крайне редко и тому есть свои причины.
К таким причинам следует отнести:
- Довольно высокую стоимость, а также дорогое обслуживание. Основные элементы аппарата быстро изнашиваются, что требует их замены. Причем каждый такой ремонт выльется в копеечку. Подобный аппарат позволит себе купить только богатый человек, да и то он подумает лишний раз, стоит ли с ним связываться. Дело в том, что такие мастерские – это такое же редкое явление, как и само транспортное средство. Поэтому, выгоднее приобрести гидроцикл или квадроцикл для перемещения по воде.
- Работающее изделие создает много шума, поэтому передвигаться можно только в наушниках.
- При движении против ветра существенно падает скорость и значительно увеличивается расход горючего. Поэтому, самодельные СВП – это скорее демонстрация своих профессиональных способностей. Судном не только нужно уметь управлять, но и уметь его ремонтировать, без существенных затрат средств.
Процесс изготовления СВП своими руками
Во-первых, собрать в домашних условиях хорошее СВП не так-то и просто. Для этого необходимо иметь возможности, желание и профессиональные навыки. Не помешает и техническое образование. Если отсутствует последнее условие, то лучше от постройки аппарата отказаться, иначе можно разбиться на нем при первом же испытании.
Все работы начинаются с эскизов, которые потом трансформируются в рабочие чертежи. При создании эскизов следует помнить, что этот аппарат должен быть максимально обтекаемым, чтобы не создавать лишнего сопротивления при движении. На этом этапе следует учитывать тот фактор, что это, практически, воздушное средство передвижения, хотя оно и находится очень низко к поверхности земли. Если все условия взяты во внимание, то можно приступать к разработке чертежей.
На рисунке представлен эскиз СВП Канадской службы спасения.
Технические данные аппарата
Как правило, все судна на воздушной подушке способны развивать приличную скорость, которую не сможет развить никакая лодка. Это если учесть, что лодка и СВП имеют одинаковую массу и мощность двигателя.
При этом, предложенная модель одноместного судна на воздушной подушке рассчитана на пилота весом от 100 до 120 килограммов.
Что касается управления транспортным средством, то оно довольно специфичное и в сравнении с управлением обычной моторной лодкой никак не вписывается. Специфика связана не только с наличием большой скорости, но и способом передвижения.
Основной нюанс связан с тем, что на поворотах, особенно на больших скоростях, судно сильно заносит. Чтобы подобный фактор свести к минимуму, необходимо на поворотах наклоняться в сторону. Но это кратковременные трудности. Со временем техника управления осваивается и на СВП можно показывать чудеса маневренности.
Какие нужны материалы?
В основном понадобится фанера, пенопласт и специальный конструкторский набор от ”Юниверсал Ховеркрафт”, куда входит все необходимое для самостоятельной сборки транспортного средства. В комплект входит изоляция, винты, ткань для воздушной подушки, специальный клей и другое. Этоn набор можно заказать на официальном сайте, заплатив за него 500 баксов. В комплект также входит несколько вариантов чертежей, для сборки аппарата СВП.
Поскольку чертежи уже имеются, то форму судна следует привязать к готовому чертежу. Но если имеется техническое образование, то, скорее всего, будет построено судно не похожее ни на какой из вариантов.
Днище судна изготавливается из пенопласта, толщиной 5-7 см. Если нужен аппарат для перевозки больше, чем одного пассажира, то снизу крепится еще один такой лист пенопласта. После этого, в днище делаются два отверстия: одно предназначается для потока воздуха, а второе для обеспечения подушки воздухом. Вырезаются отверстия с помощью электрического лобзика.
На следующем этапе осуществляют герметизацию нижней части транспортного средства от влаги. Для этого, берется стекловолокно и клеится на пенопласт с помощью эпоксидного клея. При этом, на поверхности могут образоваться неровности и воздушные пузыри. Чтобы от них избавиться, поверхность покрывается полиэтиленом, а сверху еще и одеялом. Затем, на одеяло ложится еще один слой пленки, после чего она фиксируется к основанию скотчем. Из этого “бутерброда” лучше выдуть воздух, воспользовавшись пылесосом. По истечении 2-х или 3-х часов эпоксидная смола застынет и днище будет готовым к дальнейшим работам.
Верх корпуса может иметь произвольную форму, но учитывать законы аэродинамики. После этого приступают к креплению подушки. Самое главное, чтобы в нее поступал воздух без потерь.
Трубу для мотора следует использовать из стирофома. Здесь главное, угадать с размерами: если труба будет слишком большой, то не получится той тяги, которая необходима для подъема СВП. Затем следует уделить внимание креплению мотора. Держатель для мотора – это своеобразный табурет, состоящий из 3-х ножек, прикрепленных к днищу. Сверху этой “табуретки” и устанавливается двигатель.
Какой нужен двигатель?
Имеется два варианта: первый вариант – это применение двигателя от компании “Юниверсал Ховеркрафт” или использование любого подходящего движка. Это может быть двигатель от бензопилы, мощности которого вполне хватит для самодельного устройства. Если хочется получить более мощное устройство, то следует брать и более мощный двигатель.
Желательно использовать лопасти заводского изготовления (те, что в наборе), так как они требуют тщательной балансировки и в домашних условиях это сделать достаточно сложно. Если этого не сделать, то разбалансированные лопасти разобьют весь двигатель.
Насколько надежным может быть СВП?
Как показывает практика, заводские судна на воздушной подушке (СВП) приходится ремонтировать где-то один раз в полгода. Но это неполадки несущественные и не требуют серьезных затрат. В основном, отказывает подушка и система подачи воздуха. Вообще-то, вероятность того, что самодельное устройство развалится в процессе эксплуатации, очень мала, если “ховеркрафт” собран грамотно и правильно. Чтобы это случилось, нужно на большой скорости налететь на какое-нибудь препятствие. Несмотря на это, воздушная подушка все же способна защитить устройство от серьезных поломок.
Спасатели, работающие на подобных аппаратах в Канаде, ремонтируют их быстро и грамотно. Что касается подушки, то ее реально отремонтировать в условиях обычного гаража.
Подобная модель будет надежной, если:
- Используемые материалы и детали были надлежащего качества.
- На аппарате установлен новый двигатель.
- Все соединения и крепления выполнены надежно.
- Изготовитель обладает всеми необходимыми навыками.
Если СВП изготавливается как игрушка для ребенка, то в данном случае желательно, чтобы присутствовали данные хорошего конструктора. Хотя и это не показатель для того, чтобы детей сажать за руль этого транспортного средства. Это ведь не автомобиль и не лодка. Управлять СВП не так просто, как кажется.
С учетом этого фактора, нужно сразу приступать к изготовлению двухместного варианта, чтобы контролировать действия того, кто будет сидеть за рулем.
Этот катер является скоростным судном, способным передвигаться над гладью воды и над любой ровной твердой поверхностью: болото, песок, снег. Идея судна на воздушной подушке появилась еще в XVIII веке. Но только в 1926 году русский ученый и изобретатель Циолковский разработал принцип передвижения на воздушной подушке. А через почти 10 лет инженером В. Левковым был сконструирован первый такой аппарат. К сожалению, проект был полностью уничтожен в годы Второй Мировой Войны. «Парящий аппарат», на основе, которого построены все современные суда, был создан британским изобретателем Кокереллом. Первый корабль модели SR-N1, построенный в 1959 году, пересек Английский канал всего за 20 минут. Сейчас катера используются в военных целях, в экспедициях по труднодоступным местам, в сложных климатических условиях, а также как развлекательный аттракцион для туристов.
Принцип действия воздушной подушки
Подушка образуется в результате аккумуляции сжатого воздуха под дном корабля. Он поднимает катер над водой и сушей. Благодаря подаваемому воздуху снижается сила трения. Это позволяет аппарату беспрепятственно двигаться над поверхностями.
Существует несколько видов воздушной подушки:
- Вид, при котором воздушные потоки, собирающийся за счет воздушного винта, свободно обволакивает дно вокруг корабля. Сильные потоки воздуха заставляют выше парить катер.
- Скеговые катера оснащены узкими корпусами – скегами. Они экономят воздух. Такое судно может плыть исключительно над водой.
- Катера с сопловым видом передвигаются за счет аккумуляции воздуха из специальных сопел. Подушка ограждается струями воды, образующимися в соплах.
Также подушки разделяются по способу образования:
- Статическое устройство образуется с помощью внешнего вентилятора;
- Динамическая воздушная подушка – продукт повышенного давления в днище, которое образуется при движении катера над поверхностью.
Технические возможности
Технические характеристики катера достаточно обширные. Такие лодки подойдут и для активного отдыха, и для исследовательских экспедиций, и для участия в военных действиях.
- Высокая скорость при небольшом расходе топлива. При крейсерской скорости около 60 км/час расход топлива 20 литров.
- Катер может передвигаться практически по любой поверхности: вода, песок, болото, снег и даже по траве и асфальту.
- Средняя грузоподъёмность пассажирского катера составляет 1-1,5 тонны.
- Катера могут функционировать в любое время года и в любых погодных условиях, даже во время ледохода.
Десантный катер “Кальмар”
При таких характеристиках все же катер имеет ограничения использования. Во-первых, это судно не может преодолевать твердые преграды свыше 35 сантиметров. Например, столкновение с корягой или бревном будет стоить судоходному аппарату понижением давления в днище или повреждением гибкого ограждения судна. Во-вторых, катер не выдерживает высоких волн. Это затрудняет движение и даже может его потопить. В-третьих, проходимость по густым и высоким зарослям также может вызвать трудности передвижения.
Катера-амфибии
Судна-амфибии – это компактные судна, передвигающиеся обычно за счет воздушных винтов. Они расположены сверху корпуса. Благодаря винтовым кольцевым насадкам снижается шум от их работы, и происходит увеличение тяговой силы. Чтобы судно передвигалось быстрее, корпус амфибии облегчен. Он создан из алюминия, а рубка управления стеклопластиковая. Силовая установка обычно дизельная или бензиновая и охлаждается воздухом. Легкий корпус с мощной силовой установкой делают катер быстроходным. Яркими представителями катеров-амфибий можно считать:
- Нептун 3 с двигателем Rotax-582UL;
- Пегас 4М – модель Rotax912;
- Хивус-4 с силовой установкой ВАЗ-21213;
- Кайман оснащен двигателем Subaru. Его мощность – 260 лошадиных сил;
- Гепард, на котором установлен двигатель 3М3-53-11.
Катер “Гепард”
Развитие российских катеров
Развитие российских катеров можно условно разделить на несколько этапов. Первый этап начинается с 1937 по 1940 годы с проектирования катеров серии «Л» инженером Левковым. К сожалению, вес построенные и испытанные корабли не выдержали суровых боевых условий войны 1940-1945 года, и были уничтожены.
Важным этапом развития судов является конструкторская идея английского профессора Коккерела, который предложил в 1955 г. нагнетать воздух с помощью сопел. В дальнейшем основные сконструированные суда основывались на его изобретении.
Ведущее судостроительное бюро «Алмаз» стало главным местом развития советских катеров с воздушной подушкой. Первым серийным катером организации, который был создан в 1969 году, стал десантный штурмовик «Скат». Далее он стал основой для модификаций «Мурена» и «Омар». В следующие годы был создан десантный катер «Кальмар».
Десантный катер на воздушной подушке “Зубр”
В 1988 году был создан быстроходный самый большой катер в мире «Зубр» с грузоподъёмностью в 150 тонн.
Все технологии, применяемые в строительстве военных судов, были учтены и в гражданских катерах. Но в дальнейшем, проанализировав весь предыдущий опыт создания плавательных средств, конструкторы пришли к выводу, что проект убыточен. И было решено использовать более экономичные дизельные двигатели.
Представители гражданских судов
Катер «Барс» предназначен для поисково-спасательных работ и транспортировки пассажиров в труднодоступные места. Его длина составляет 6,8 метра, а ширина – 3,5 метра. Катер вмещает от 6 до 8 человек с водителем. Он развивает скорость до 80 км/час. Имеет один бензиновый двигатель модели М-14В26 мощностью 325 лошадиных сил.
Катер на воздушной подушке «Гепард» – это четырехместное алюминиевое судно. Используется спасателями, речной полицией, почтовыми службами. Силовая установка включает в себя автомобильный двигатель ЗМЗ-53-11 и два винта с кольцевой насадкой, что делает катер низкошумным. Развивает скорость до 60 км/час.
Представители военных судов
Десантные катера имеют военное назначение и призваны высаживать десант, военный груз, оружие в труднодоступных местах. Это могут быть болотистые или заснеженные местности, скрытые пляжи и бухты. Тактические суда могут наносить вооруженные удары и оказывать огневую поддержку другим судам.
Десантный катер проекта 1205 «Скат» – первый серийный проект конструкторского бюро «Алмаз». Судно рассчитано на перевозку 40 солдат. Длина корабля – 21,4 метра, ширина – 7,3 метра, а осадка – 50 сантиметров. На «Скате» установлено две газовые турбины ТВД-10М и одна ТДВ-10. Катер развивает скорость до 49 узлов. Дальность плавания составляет 200 миль. Экипаж корабля – 4 человека. Десантный катер вооружен четырьмя 30-мм гранатомета БП-30 «Пламя» и двумя 7,62-мм пулеметами Калашникова. Также на борту установлено радиолокационное оборудование «Кивач-1».
Катер на воздушной подушке “Зубр”
Десантный катер на воздушной подушке «Зубр» – пока самый крупный катер в своем роде. Он предназначен для выброса десанта, грузов, а также для перевозки и постановки мин и огневой поддержки других судов. Он способен передвигаться по земле и болоту, обходить рвы и минные заграждения. Длин судна составляет 57 метров, а ширина – 25,6 метра. Благодаря пяти газотурбинным двигателям общей мощностью 50 тысяч лошадиных сил, он достигает максимальной скорости до 60 узлов.
Вооружение составляет:
- Две пусковые установки А-22 «Огонь» с неуправляемыми ракетами
- Две 30-мм установки АК-630 и система управления огнем МР-123
- Восемь комплектов зенитно-ракетного комплекса «Игла».
Корпус катера обычно состоит из внешней и внутренней оболочек. Наружная оболочка – это наклоненные на 50 градусов борта без дна. Они плоские по ширине и немного выпуклые вверху. Нос катера скругленный. Есть открытые катера и катера с закрытой кабиной. Внутри кабины установлено рулевое оборудование и средства связи.
Десантные суда имеют более мощные газотурбинные двигатели различных моделей. Например, на «Кальмаре» установлена модель АЛ-20К, а на американском LCAC – Allied-Signal TF-40B. Малые катера пассажирского вида оснащены автомобильными дизельными или бензиновыми двигателями различных моделей. Это и ВАЗ-21213, и Subaru, и Rotax и ЗМЗ-53.
В катерах на воздушной подушке установлены на корпусе воздушные винты. Они в зависимости от размера судна бывают: 4, 6 и 9-лопастные с фиксированным шагом. Количество винтов варьируется от 1 до 4.
Мягкое ограждение или «юбка» достаточно эластичная. Это отдельные части, сшитые из плотной, но легкой ткани. Полотно имеет водоотталкивающие и водонепроницаемые свойства, не замерзает. Обычно используется прорезиненный капрон.
Противошумная защита судна обеспечивается:
- Амортизацией двигателей
- Наличием эластичных муфт
- Глушителями выхлопных газов
- Конструкция рубки имеет три слоя
- Использованием звукоизоляционного материала между салоном и отсеком топливного бака.
Материал корпуса бывает: алюминиевым и композитным. Военные катера на воздушных подушках изготовлены из прочных сплавов алюминия. Пассажирские катера на воздушной подушке изготавливаются из высокотехнологичных и прочных композитных материалов. Все крепежи и металлические элементы созданы их нержавеющей стали.
Обычно малые катера достаточно просто ремонтируются специалистами или экипажем. Мелкий ремонт есть возможность сделать самостоятельно. Для этого необходимо иметь на борту специальный ремонтный набор. Суда крупнее ремонтируются специально обученной бригадой судоремонтников.
Качество дорожной сети в нашей стране оставляет желать лучшего. Строительство на некоторых направлениях нецелесообразно по экономическим причинам. С перемещением людей и грузов в таких местностях отлично справятся транспортные средства, работающие на иных физических принципах. Полноразмерные суда на своими руками в кустарных условиях не построить, а вот масштабные модели - вполне возможно.
Транспортные средства этого вида способны перемещаться по любому относительно ровному покрытию. Это могут быть и чистое поле, и водоем, и даже болото. Стоит заметить, что на таких непригодных для другого транспорта покрытиях СВП способно развивать достаточно высокую скорость. Основным недостатком такого транспорта является необходимость больших энергозатрат на создание воздушной подушки и, как следствие, большой расход топлива.
Физические принципы работы СВП
Высокая проходимость транспортных средств такого типа обеспечивается низким удельным давлением, которое оно оказывает на поверхность. Это объясняется довольно просто: площадь контакта транспортного средства равна или даже превышает площадь самого транспортного средства. В энциклопедических словарях СВП определяются как суда с динамически создаваемой опорной тягой.
Крупные и на воздушной подушке зависают над поверхностью на высоте от 100 до 150 мм. В специальном устройстве под корпусом создается воздуха. Машина отрывается от опоры и теряет с ней механический контакт, в результате чего сопротивление движению становится минимальным. Основные затраты энергии идут на поддержание воздушной подушки и разгон аппарата в горизонтальной плоскости.
Составление проекта: выбор рабочей схемы
Для изготовления действующего макета СВП необходимо выбрать эффективную для заданных условий конструкцию корпуса. Чертежи судов на воздушной подушке можно найти на специализированных ресурсах, где размещены патенты с подробным описанием разных схем и способов их реализации. Практика показывает, что одним из самых удачных вариантов для таких сред, как вода и твердый грунт, является камерный способ формирования воздушной подушки.
В нашей модели будет реализована классическая двухмоторная схема с одним нагнетающим силовым приводом и одним толкающим. Малоразмерные суда на воздушной подушке своими руками изготовленные, по сути, являются игрушками-копиями больших аппаратов. Однако они наглядно демонстрируют преимущества использования таких средств передвижения перед остальными.
Изготовление корпуса судна
При выборе материала для корпуса судна основными критериями являются простота в обработке и невысокий на воздушной подушке относятся к категории амфибийных, а значит, в случае его несанкционированной остановки не произойдет затопления. Корпус судна выпиливается из фанеры (толщиной 4 мм) по заранее подготовленному лекалу. Для выполнения этой операции используется лобзик.
Самодельное судно на воздушной подушке имеет надстройки, которые для снижения веса лучше сделать из пенополистирола. Для придания им большего внешнего сходства с оригиналом снаружи производится оклеивание деталей пеноплексом и окрашивание. Стекла кабины делаются их прозрачного пластика, а остальные детали вырезаются из полимеров и выгибаются из проволоки. Максимальная детализация - ключ к сходству с прототипом.
Выделка воздушной камеры
При изготовлении юбки используется плотная ткань из полимерного водонепроницаемого волокна. Раскрой осуществляется по чертежу. Если у вас нет опыта переноса эскизов на бумагу вручную, то их можно распечатать на широкоформатном принтере на плотной бумаге, а потом вырезать обычными ножницами. Подготовленные детали сшиваются между собой, швы должны быть двойными и плотными.
Суда на воздушной подушке, своими руками выполненные, до включения нагнетающего двигателя опираются корпусом на грунт. Юбка частично сминается и располагается под ним. Склеивание деталей производится водостойким клеем, стык закрывается корпусом надстройки. Такое соединение обеспечивает высокую надежность и позволяет сделать монтажные стыки незаметными. Из полимерных материалов выполняется и другие внешние детали: ограждение диффузора винта и тому подобное.
Силовая установка
В составе силовой установки присутствует два двигателя: нагнетающий и маршевый. В модели используются бесколлекторные электромоторы и двухлопастные винты. Дистанционное управление ими осуществляется при помощи специального регулятора. Источником питания для силовой установки являются два аккумулятора суммарной емкостью в 3000 mAh. Их заряда достаточно для получасового использования модели.
Самодельные суда на воздушной подушке управляются дистанционно по радиоканалу. Все компоненты системы - радиопередатчик, приемник, сервоприводы - заводского изготовления. Установка, подключение и тестирование их производится в соответствии с инструкцией. После включения питания выполняется пробный прогон двигателей с постепенным увеличением мощности до образования устойчивой воздушной подушки.
Управление моделью СВП
Суда на воздушной подушке, своими руками изготовленные, как уже отмечалось выше, имеют дистанционное управление по УКВ-каналу. На практике это выглядит следующим образом: в руках владельца находится радиопередатчик. Запуск двигателей выполняется нажатием на соответствующую кнопку. Управление скоростью и изменение направления движения производятся джойстиком. Машинка проста в маневрировании и достаточно точно выдерживает курс.
Испытания показали, что СВП уверенно перемещается по относительно ровной поверхности: по воде и по суше с одинаковой легкостью. Игрушка станет любимым развлечением для ребенка в возрасте от 7-8 лет с достаточно развитой мелкой моторикой пальцев рук.
Ховеркрафт – это транспортное средство, способное перемещаться как по воде, так и по суше. Подобное средство передвижения совсем не сложно сделать своими руками.
Это аппарат, где совмещены функции автомобиля и лодки. В результате этого получилось судно на воздушной подушке (СВП), обладающее уникальными характеристиками проходимости, без потерь скорости при движении по воде благодаря тому, что корпус судна перемещается не по воде, а над ее поверхностью. Это дало возможность двигаться по воде гораздо быстрее, за счет того, что сила трения водных масс не оказывает никакого сопротивления.
Хотя судно на воздушной подушке и обладает рядом достоинств, его область применения не получила столь широкого распространения. Дело в том, что не по любой поверхности этот аппарат может передвигаться без особых проблем. Для него нужна мягкая песчаная или грунтовая почва, без наличия камней и других преград. Наличие асфальта и других твердых оснований может привести в негодность днище судна, которое создает воздушную подушку при движении. В связи с этим, “ховеркрафты” используются там, где нужно больше плыть и меньше ехать. Если наоборот, то лучше воспользоваться услугами автомобиля-амфибии с колесами. Идеальные условия их применения – это труднопроходимые болотистые места, где кроме судна на воздушной подушке (СВП) никакой другой транспорт проехать не сможет. Поэтому СВП и не получили столь широкого распространения, хотя подобным транспортом пользуются спасатели некоторых стран, таких как Канада, например. По некоторым данным, СВП находятся на вооружении стран НАТО.
Как приобрести подобный транспорт или как его сделать своими руками?
Ховеркрафт – это дорогой вид транспорта, средняя цена которого доходит до 700 тыс. рублей. Транспорт типа “скутер” стоит раз в 10 дешевле. Но при этом следует учитывать тот факт, что транспорт заводского изготовления всегда отличается лучшим качеством, по сравнению с самоделками. Да и надежность транспортного средства выше. К тому же, заводские модели сопровождаются заводскими гарантиями, чего не скажешь о конструкциях, собранных в гаражах.
Заводские модели всегда были ориентированы на узкопрофессиональное направление, связанное либо с рыбалкой, либо с охотой, либо со специальными службами. Что касается самодельных СВП, то они встречаются крайне редко и тому есть свои причины.
К таким причинам следует отнести:
- Довольно высокую стоимость, а также дорогое обслуживание. Основные элементы аппарата быстро изнашиваются, что требует их замены. Причем каждый такой ремонт выльется в копеечку. Подобный аппарат позволит себе купить только богатый человек, да и то он подумает лишний раз, стоит ли с ним связываться. Дело в том, что такие мастерские – это такое же редкое явление, как и само транспортное средство. Поэтому, выгоднее приобрести гидроцикл или квадроцикл для перемещения по воде.
- Работающее изделие создает много шума, поэтому передвигаться можно только в наушниках.
- При движении против ветра существенно падает скорость и значительно увеличивается расход горючего. Поэтому, самодельные СВП – это скорее демонстрация своих профессиональных способностей. Судном не только нужно уметь управлять, но и уметь его ремонтировать, без существенных затрат средств.
Процесс изготовления СВП своими руками
Во-первых, собрать в домашних условиях хорошее СВП не так-то и просто. Для этого необходимо иметь возможности, желание и профессиональные навыки. Не помешает и техническое образование. Если отсутствует последнее условие, то лучше от постройки аппарата отказаться, иначе можно разбиться на нем при первом же испытании.
Все работы начинаются с эскизов, которые потом трансформируются в рабочие чертежи. При создании эскизов следует помнить, что этот аппарат должен быть максимально обтекаемым, чтобы не создавать лишнего сопротивления при движении. На этом этапе следует учитывать тот фактор, что это, практически, воздушное средство передвижения, хотя оно и находится очень низко к поверхности земли. Если все условия взяты во внимание, то можно приступать к разработке чертежей.
На рисунке представлен эскиз СВП Канадской службы спасения.
Технические данные аппарата
Как правило, все судна на воздушной подушке способны развивать приличную скорость, которую не сможет развить никакая лодка. Это если учесть, что лодка и СВП имеют одинаковую массу и мощность двигателя.
При этом, предложенная модель одноместного судна на воздушной подушке рассчитана на пилота весом от 100 до 120 килограммов.
Что касается управления транспортным средством, то оно довольно специфичное и в сравнении с управлением обычной моторной лодкой никак не вписывается. Специфика связана не только с наличием большой скорости, но и способом передвижения.
Основной нюанс связан с тем, что на поворотах, особенно на больших скоростях, судно сильно заносит. Чтобы подобный фактор свести к минимуму, необходимо на поворотах наклоняться в сторону. Но это кратковременные трудности. Со временем техника управления осваивается и на СВП можно показывать чудеса маневренности.
Какие нужны материалы?
В основном понадобится фанера, пенопласт и специальный конструкторский набор от ”Юниверсал Ховеркрафт”, куда входит все необходимое для самостоятельной сборки транспортного средства. В комплект входит изоляция, винты, ткань для воздушной подушки, специальный клей и другое. Этоn набор можно заказать на официальном сайте, заплатив за него 500 баксов. В комплект также входит несколько вариантов чертежей, для сборки аппарата СВП.
Поскольку чертежи уже имеются, то форму судна следует привязать к готовому чертежу. Но если имеется техническое образование, то, скорее всего, будет построено судно не похожее ни на какой из вариантов.
Днище судна изготавливается из пенопласта, толщиной 5-7 см. Если нужен аппарат для перевозки больше, чем одного пассажира, то снизу крепится еще один такой лист пенопласта. После этого, в днище делаются два отверстия: одно предназначается для потока воздуха, а второе для обеспечения подушки воздухом. Вырезаются отверстия с помощью электрического лобзика.
На следующем этапе осуществляют герметизацию нижней части транспортного средства от влаги. Для этого, берется стекловолокно и клеится на пенопласт с помощью эпоксидного клея. При этом, на поверхности могут образоваться неровности и воздушные пузыри. Чтобы от них избавиться, поверхность покрывается полиэтиленом, а сверху еще и одеялом. Затем, на одеяло ложится еще один слой пленки, после чего она фиксируется к основанию скотчем. Из этого “бутерброда” лучше выдуть воздух, воспользовавшись пылесосом. По истечении 2-х или 3-х часов эпоксидная смола застынет и днище будет готовым к дальнейшим работам.
Верх корпуса может иметь произвольную форму, но учитывать законы аэродинамики. После этого приступают к креплению подушки. Самое главное, чтобы в нее поступал воздух без потерь.
Трубу для мотора следует использовать из стирофома. Здесь главное, угадать с размерами: если труба будет слишком большой, то не получится той тяги, которая необходима для подъема СВП. Затем следует уделить внимание креплению мотора. Держатель для мотора – это своеобразный табурет, состоящий из 3-х ножек, прикрепленных к днищу. Сверху этой “табуретки” и устанавливается двигатель.
Какой нужен двигатель?
Имеется два варианта: первый вариант – это применение двигателя от компании “Юниверсал Ховеркрафт” или использование любого подходящего движка. Это может быть двигатель от бензопилы, мощности которого вполне хватит для самодельного устройства. Если хочется получить более мощное устройство, то следует брать и более мощный двигатель.
Желательно использовать лопасти заводского изготовления (те, что в наборе), так как они требуют тщательной балансировки и в домашних условиях это сделать достаточно сложно. Если этого не сделать, то разбалансированные лопасти разобьют весь двигатель.
Насколько надежным может быть СВП?
Как показывает практика, заводские судна на воздушной подушке (СВП) приходится ремонтировать где-то один раз в полгода. Но это неполадки несущественные и не требуют серьезных затрат. В основном, отказывает подушка и система подачи воздуха. Вообще-то, вероятность того, что самодельное устройство развалится в процессе эксплуатации, очень мала, если “ховеркрафт” собран грамотно и правильно. Чтобы это случилось, нужно на большой скорости налететь на какое-нибудь препятствие. Несмотря на это, воздушная подушка все же способна защитить устройство от серьезных поломок.
Спасатели, работающие на подобных аппаратах в Канаде, ремонтируют их быстро и грамотно. Что касается подушки, то ее реально отремонтировать в условиях обычного гаража.
Подобная модель будет надежной, если:
- Используемые материалы и детали были надлежащего качества.
- На аппарате установлен новый двигатель.
- Все соединения и крепления выполнены надежно.
- Изготовитель обладает всеми необходимыми навыками.
Если СВП изготавливается как игрушка для ребенка, то в данном случае желательно, чтобы присутствовали данные хорошего конструктора. Хотя и это не показатель для того, чтобы детей сажать за руль этого транспортного средства. Это ведь не автомобиль и не лодка. Управлять СВП не так просто, как кажется.
С учетом этого фактора, нужно сразу приступать к изготовлению двухместного варианта, чтобы контролировать действия того, кто будет сидеть за рулем.
Краткая история создания и основные принципы работы судна на воздушной подушке
Аппараты на воздушной подушке - суда, катера, поддерживающие себя над опорной (земной или водной) поверхностью с помощью воздушной подушки, создаваемой судовыми вентиляторами. В отличие от обычных судов и колесного транспорта суда на воздушной подушке (СВП) не имеют физического контакта с поверхностью, над которой движутся. А в отличие от летательных аппаратов (самолётов, экранолётов, экранопланов) они не могут подняться над этой поверхностью на высоту, превышающую некоторую часть их горизонтального размера.
При заданных массе и скорости СВП требуется мощность в 3–4 раза больше, чем автомобилю; столько же они проигрывают и обычным судам. Однако для движения СВП требуется в 2–4 раза меньшая мощность, чем для полета самолетов или вертолетов.
Эффективное применение СВП
Аппараты на воздушной подушке находят применение в тех случаях, когда не может быть эффективно использован автомобильный, железнодорожный и обычный водный транспорт. Ховеркрафт может переправить десантные группы с большого десантного корабля на берег со скоростью, достигающей 60 узлов (100 км/ч).
В отличие от обычных средств переправы СВП могут не останавливаться около берега, а пройти дальше и даже преодолеть 5%-й подъем или препятствие высотой до трети высоты юбки. Эти транспортные средства могут использоваться на мелководье, в засоренных и арктических водах, в условиях открытой местности.
Идея движения на воздушной подушке
Идею движения на воздушной подушке впервые сформулировал шведский ученый Э. Сведенборг (1716). Ранее, чем в других странах, техникой СВП занялись в Австрии и России.
Основные типы судов на воздушной подушке
Существуют три типа СВП:
- камерного;
- соплощелевого;
- и многорядного соплового.
Во всех схемах между аппаратом и опорной поверхностью с помощью мощных турбореактивных двигателей и высоконапорных вентиляторов создается воздушная подушка.
Камерный тип
В простейшей из схем - камерной - под куполообразное днище (в успокоительную камеру) установленный по центру вентилятор подает воздух.
Соплощелевой тип
В соплощелевой схеме подушка создается потоком воздуха из кольцевого сопла, образованного юбкой и центральной частью с плоским днищем. Воздушная завеса по периметру судна препятствует выходу воздуха из подушки. Один из вариантов соплощелевой схемы – схема с периметрической водяной завесой, пригодная для движения над водной поверхностью.
Многорядный сопловой
В многорядной сопловой схеме подушка образуется рядами кольцевых рециркуляционных сопел с разными уровнями создаваемого давления. В последних двух случаях для создания подушки требуются менее мощные вентиляторы.
Отдельные разработки
Компания «Форд мотор» предложила создать СВП «Левапед», у которого воздушная подушка очень тонкая, как в своеобразном газовом подшипнике, и он может двигаться только над специальной гладкой поверхностью типа рельсового пути.
Канадское отделение фирмы «Авро» разрабатывает СВП соплощелевого типа с настолько мощными вентиляторами, что он может подниматься и лететь как реактивный самолет.
Создание тяги и управление
Поступательное движение судна на воздушной подушке (СВП) может обеспечиваться:
- горизонтальными соплами, в которые поступает воздух от подъемных вентиляторов;
- наклоном (дифферентом) судна в направлении движения так, чтобы возникла горизонтальная составляющая силы тяги;
- установкой воздухозаборников подъемных вентиляторов в направлении движения таким образом, чтобы при всасывании воздуха также возникала нужная сила тяги;
- обычными воздушными винтами. Иногда движущая сила создается комбинацией этих методов. Наиболее эффективно создание тяги с помощью воздушных винтов, однако вращающиеся винты на СВП представляют опасность и для пассажиров, и для команды.
Принцип торможения СВП
Режим торможения СВП, как и поворот без бокового заноса, обеспечиваются поворотом потока тяговых устройств. Для улучшения путевой устойчивости ставят вертикальные стабилизаторы, как у самолетов. Высота подъема регулируется основными вентиляторами ховеркрафта.
