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HISTÓRIA DA TECNOLOGIA, TECNOLOGIA, OBJETOS AO REDOR DE NÓS
Hovercraft. História da invenção e produção
Diretório / A história da tecnologia, tecnologia, objetos ao nosso redor A ideia de aumentar a velocidade de um navio ou barco com a ajuda da "lubrificação de ar" nasceu no final do século XIX. Sua essência era a seguinte. Se um ventilador potente soprar ar sob o fundo plano da embarcação, a resistência à água diminuirá; daí a velocidade aumentará. E para que o ar não "escorra" para os lados, o casco do navio deve ser equipado com quilhas longitudinais - skegs. O engenheiro austríaco Dagobert Müller von Thomamühl foi o primeiro a realizar essa ideia em 1916. O torpedeiro que ele criou foi capaz de desenvolver uma velocidade de quase 40 nós - 74,08 quilômetros por hora, a potência do motor era de 480 cavalos. Então surgiu uma nova ideia: os skegs foram substituídos por uma "saia" de borracha. Agora o ar forçado saiu de baixo do fundo ainda mais lentamente, e uma verdadeira almofada de ar foi obtida. Embarcações deste tipo realmente pairam sobre a água, podem "rastejar" em terra e até mesmo se mover em terra.
A primeira ideia de tal hovercraft foi expressa por K.E. Tsiolkovsky em 1927, em sua obra "Resistência do ar e trem rápido". Este é um expresso sem rodas que corre por uma estrada de concreto, contando com uma almofada de ar - uma camada de ar comprimido. Essa ideia levou o professor associado do Instituto Politécnico de Novocherkassk, Vladimir Levkov, a criar seu próprio projeto, no entanto, não um trem, mas um barco. E aqui está o que Stanislav Zigunenko escreve na revista World Pathfinder: "Ele começou, como sempre, com cálculos e modelos de construção. A primeira estrutura construída por um jovem cientista aerodinâmico parecia uma bacia invertida. uma bacia comum deveria ser o fundo , havia um motor elétrico com uma hélice.O parafuso, bombeando ar, sob a "bacia" aumentava a pressão. E toda a estrutura, por assim dizer, flutuava acima do chão, apoiada em uma almofada de ar. Por cerca de cinco anos, Levkov testou esse modelo mais simples, tentando entender como ele poderia ser controlado, qual deveria ser a altura da almofada, para que a energia excessiva não fosse desperdiçada e a futura embarcação desenvolvesse a maior velocidade possível. . Em 1932, Levkov, já professor, começou a testar um novo modelo. Ela tinha uma forma alongada, em forma de lágrima, dois motores: na proa e na popa. Um pequeno hovercraft deslizou sem esforço sobre o piso de ladrilhos do laboratório aerodinâmico. Logo a aparência do modelo mudou novamente. Tornou-se como uma longa caixa de cabeça para baixo com os lados cortados em ângulo. Motores elétricos com hélices foram reforçados nos recortes em posição inclinada. O ar expelido pelas hélices se acumulava sob o corpo do modelo, levantando-o. De acordo com esse esquema, Levkov criou todos os primeiros grandes hovercrafts. Na primavera de 1934, Levkov mudou-se para Moscou - ele foi convidado a trabalhar no Instituto de Aviação de Moscou (MAI). Ele trouxe consigo um modelo grande (mais de dois metros de comprimento) de um hovercraft. Projetado de acordo com todas as regras da mecânica estrutural, causou boa impressão. A facilidade de construção e o belo acabamento externo do modelo foram marcantes. Seu peso era de apenas seis quilos. Para testar o modelo no Instituto de Aviação de Moscou, uma sala especial foi designada. Tem uma piscina rasa. Dois fios foram esticados sobre ele para alimentar os motores elétricos de um pequeno barco. Ele voou bem. Em alguns segundos, foi facilmente transferido de um lado da piscina para outro. Em seguida, foi organizado o Bureau de Design Experimental, chefiado pelo professor Levkov. Começou a desenvolver um barco de três lugares L-1. Seus testes começaram no verão de 1935 perto de Moscou, no Lago Pleshcheyevo. A massa do barco era de 1,5 toneladas. Seu casco de madeira consistia em dois barcos estreitos conectados por uma plataforma. Dois motores de aeronaves com hélices bombeavam ar para o espaço delimitado pela plataforma e pelos barcos. O barco foi controlado com a ajuda de persianas rotativas - persianas, reforçadas sob os motores. Com as venezianas na posição vertical, o fluxo de ar foi direcionado para baixo e o barco ficou imóvel. Se as persianas se desviaram para trás, a força reativa moveu o barco para frente, desviou para a frente - o reverso foi dado. Além disso, havia uma cauda vertical e horizontal, que também participava do controle do hidroavião.
Este barco tornou-se o protótipo de outros navios voadores criados sob a liderança de Levkov, em particular o barco L-5. Sua massa chegou a 9 toneladas, pois seu corpo já era de metal, duralumínio. Atrás da cabine do motorista e o mecânico de voo arranjaram um quarto para os passageiros. Primeiro, o barco foi testado em terra. Nós o vimos voar. Então começaram os testes no mar. Eles tentaram acompanhar o carro com barcos comuns, mas logo ficaram para trás irremediavelmente. E quando o cronômetro foi ligado na milha medida, os testadores não podiam acreditar em seus próprios olhos: descobriu-se que a velocidade do barco era superior a setenta nós, ou seja, cerca de 140 quilômetros por hora! Os testes também mostraram que o barco poderia facilmente passar por um pântano, por um campo coberto de neve ou gelo.
Os militares ficaram muito interessados nos resultados dos testes, e o professor Levkov logo chefiou um departamento de design especial para hovercraft. Embarcações de até 15 toneladas foram construídas. Ainda maiores foram projetados - até 30 toneladas com dois motores. Assim, mais de sessenta anos atrás, uma pequena frota de quinze hovercrafts foi construída na URSS. Infelizmente, durante a Grande Guerra Patriótica, barcos experientes que estavam no Báltico morreram. Após a vitória, o desenvolvimento de tais navios continuou. Mas no início de 1954, o professor Levkov morreu e o negócio parou. Um estágio importante no desenvolvimento do hovercraft foi a invenção na Inglaterra em 1955 pelo professor Christopher Cockerell de um esquema de bocal para formar uma almofada de ar. Ele também é dono da invenção de cercas flexíveis, que foram imediatamente apreciadas em nosso país. Em 1959, uma estranha embarcação apareceu no Canal da Mancha com uma torre cilíndrica no meio. Partindo da França, atravessou o estreito. Tendo chegado à costa, como se nada tivesse acontecido, continuou seu caminho. O navio projetado por Cockerell era duas vezes mais pesado que o de Levkovo e três vezes mais rápido. Agora hovercraft não é uma novidade. Eles estão sendo melhorados em muitos países. Eles são reconhecidos como um modo de transporte muito promissor. Eles são usados como embarcações de desembarque na marinha, como balsas civis que transportam pessoas e carros através do Canal da Mancha. Um dos desenvolvimentos estrangeiros de maior sucesso é o barco de 1972 toneladas BH-33 Wellington, criado na Grã-Bretanha em 7. Ele pode transportar 14 toneladas de carga e, ao mesmo tempo, voar sobre a água a uma velocidade de cerca de 60 nós - 111,12 quilômetros por hora. Na URSS, os especialistas da Marinha foram os primeiros a apreciar as enormes capacidades dos navios anfíbios. Após o intervalo, o trabalho iniciado por Levkov continuou, mas em um novo nível de financiamento. Foi criada uma base para o projeto e produção de navios de desembarque. A empresa líder na Rússia no campo da criação de hovercraft é o Almaz Central Marine Design Bureau. A embarcação de desembarque "Skat" foi a primeira construída em série. Podia transportar quarenta pára-quedistas a uma velocidade de 49 nós. Com base neles, três barcos foram criados para resgatar astronautas. Seguiu-se a Kalmar, com deslocamento de 114 toneladas. Ele poderia transportar carga pesando 37 toneladas, a velocidades de até 55 nós. No total, os navios foram construídos em série no Almaz de acordo com dez projetos. Entre eles está o navio de assalto anfíbio Zubr, que tem capacidade de carga de 150 toneladas, deslocamento total de 550 toneladas, velocidade máxima de 60 nós e 40 nós em mar de 2 metros de altura. Especialistas acreditam que um deslocamento de 1000 toneladas não é o limite para o deslocamento de tais navios, e na prática velocidades de até 80 nós podem ser alcançadas. Em 1987, a União Soviética criou o pequeno foguete Bora, o maior hovercraft do mundo. Ele não se importa nem com uma tempestade de oito pontos e, se o mar estiver calmo, ele se move a uma velocidade de 53 nós - 98,16 quilômetros por hora. A "Almaz" desenvolveu uma série de projetos de hovercraft civil - navio de carga fluvial "Bober", hovercraft de passageiros do projeto 12270, hovercraft multiuso "Chilim". Dependendo da finalidade das embarcações, um parâmetro tão importante quanto a capacidade instalada por tonelada de deslocamento muda. Para barcos militares, onde os indicadores econômicos de operação não têm valor predominante, esse valor está na faixa de 65-120 kW por tonelada. Uma relação potência-peso tão alta não é causada pela magnitude da velocidade máxima em águas calmas ou com pouca emoção. Para alcançá-lo, apenas 60-70 por cento da capacidade instalada é utilizada. O motivo é diferente - a necessidade de atingir uma determinada velocidade garantida nas ondas do mar. Na prática da construção naval civil, onde este indicador determina a eficiência da operação, apesar de possíveis recusas de voos devido às condições climáticas, pode ser aumentado para 30-36 kW por tonelada, mantendo uma velocidade de 40-50 nós em águas calmas. Os primeiros hovercrafts, seguindo as tradições da aviação, foram criados rebitados, mas a experiência de sua operação no mar mostrou a baixa confiabilidade desse tipo de conexão. Desde 1974, os cascos passaram a ser soldados. Para eles, foram criadas ligas de alumínio-magnésio marinhas de alta resistência à corrosão e a produção de painéis prensados com reforços de várias seções foi dominada. Uma grande quantidade de pesquisas foi realizada no campo da criação de cercas flexíveis. As dependências da resistência e resistência ao desgaste de materiais de vedação flexíveis sobre a natureza das fibras de filamento usadas, torção e tipo de tecelagem de fios de filamentos, impregnações e composição das misturas de borracha de revestimento foram estabelecidas. Os materiais de tecido de borracha usados nos navios dos projetos mais recentes proporcionam boa navegabilidade dos navios e a possibilidade de operação a longo prazo sem reparos. Para o hovercraft, foi necessário desenvolver um perfil especial de pás de hélice, o que possibilitou obter uma alta eficiência em baixas velocidades, em comparação com as aeronaves. Para todos os hovercrafts com deslocamento superior a 100 toneladas, foi desenvolvido um único cubo de hélice, o que garante alta confiabilidade das hélices ao alterar seu passo. De importância decisiva para a navegabilidade, anfíbio e resistência ao desgaste de uma barreira flexível é o fluxo de ar através da almofada de ar. Para o fornecimento de ar, nossos cientistas desenvolveram esquemas especiais de superalimentadores axiais e centrífugos, que possuem alta eficiência com pequenas dimensões. Para acionar hélices, superalimentadores e outros consumidores, foram criadas unidades turbo-gás de alta temperatura. Em termos de peso, tamanho e parâmetros operacionais, essas unidades ainda ocupam uma posição de liderança no mundo. A segurança de uma embarcação de alta velocidade é amplamente determinada pela disponibilidade de sistemas de controle de tráfego confiáveis e comprovados. Uma característica do hovercraft é a falta de contato direto dos dispositivos de direção com a água, o que dificulta a manobra e torna o navio muito dependente do clima. Na Rússia, vários esquemas de controle de navios foram desenvolvidos e testados, incluindo lemes aerodinâmicos, lemes de jato (bicos de jato) e hélices de passo variável. Autor: Musskiy S.A.
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