2 Режимы работы тс на воздушной подушке.

Транспортное средство на ВП может работать в 4 определенных режимах:

1. Режим «полного парения» над опорной поверхностью. В этом

соприкасается с опорной поверхностью. Значительное увеличение расхода воздуха в этом режиме приводит к незначительному уменьшению сопротивления движению. Важное значение здесь приобретает балластировка, устраняющая контакт отдельных участков ГО с опорной поверхностью.

Такой режим требует большой затраты мощности и повышенной управляемости аппарата.

2. Режим «интерференции», взаимодействия ГО с опорной поверхностью. В этом режиме корпус ТС на ВП поддерживается над опорной поверхностью, а ГО тащится по грунту в подогнутом состоянии. Этот режим определяется как основной режим низкоскоростного ТС на ВП. Волочение ГО создает сопротивление трения ГО о грунт и сопротивление, обусловленное деформацией объема ВП при взаимодействии ГО с препятствиями. Последний вид сопротивления значительно уменьшается вследствие многократного прохождения ТС на ВП по одному и тому же пути и не зависит от расхода воздуха на создание подъемной силы, в то время как сопротивление трения существенно зависит от расхода воздуха, пористости почвы, величины растительного покрова и неровностей.

3. Режим «частичного скольжения». При уменьшении расхода воздуха подъемная сила ВП становится меньше силы тяжести ТС на ВП. При этом корпус средства опирается на грунт. Происходит частичная разгрузка силы тяжести средства подъемной силой ВП. В этом режиме небольшое уменьшение расхода воздуха приводит к значительному увеличению сопро­тивления движению ТС на ВП, зависящего, в основном, от коэффициента трения материала о грунт.

4. Режим «полного скольжения». В этом режиме давление в ВП практически равно атмосферному давлению. Опорная поверхность воспринимает всю силу тяжести ТС на ВП. Это режим соответствует движению обычных саней.

3 Гибкое ограждение. Типы гибких ограждений

Конструкция ГО, правильно подобранная и отвечающая требованиям взаимодействия со средой, позволяет значительно уменьшить мощность, необходимую для создания ВП. Максимальная высота препятствия, которое может быть преодолено ТС на ВП в идеальном случае, равна высоте ГО до жесткой части корпуса (плюс зазор) между ГО и грунтом.

Основными требованиями к наземным ГО являются:

• стабильность расходных и аэродинамических характеристик на всех средах;

• наличие следящего эффекта, т. е. неизменность расходного зазора ГО — опорная поверхность в пределах изменения просвета;

• износостойкость, т. е. способность работать без ремонта и замены столько же, сколько и основные узлы ходовой части; способность преодолевать препятствия при движении по болоту, кустарникам, песку, льду и т. д.,

• а также оказывать минимальное сопротивление движению, надежно уплотнять рабочий зазор, быть легким, по возможности регулируемым;

• кроме того, ГО должны удерживать воздушную подушку при наименьших затратах мощности на ее создание; но иметь тенденций к затягиванию под днище корпуса;

• обеспечивать достаточную статическую остойчивость при заданном расположении центра масс аппарата.

Эти требования довольно противоречивы, и при разработке конструкции и определении параметров ограждений учитываются конкретные эксплуатационные требования к транспортному средству на ВП.

Всего выявлено 13 основных конструктивно-технологических типов ограждений ВП, из которых 4 типа относятся к группе жестких ограждений, а именно:

• жесткое периферийное сопло;

• скеговое ограждение;

• скеговое ограждение с торцовыми жесткими подвижными стенками;

• экранопланное ограждение динамически формируемой ВП.

Девять остальных типов относятся к многочисленной группе ГО:

• баллонно-пальцевое;

• баллонно-сегментное;

• камерно-секционированное однослойное;

• баллонно-камерное;

• баллонное закрытого типа;

• сегментное однослойное;

• ленточно-гусеничное;

• ограждение смешанного типа из жестких и гибких элементов.

Жесткие ограждения не получили применения в амфибийных аппаратах на ВП в связи с невозможностью копировать рельеф местности.

В настоящее время наибольшее развитие получили транспортные средства на ВП с надувными гибкими ограждениями.

Гибкие ограждения классифицируются по следующим признакам:

• месту расположения ГО под днищем ТС на ВП;

• схеме формирования воздушной подушки, создаваемой ГО;

• особенностям применения основных конструктивных элементов ГО.

Описание существующих прототипов

Ограждения с гибкими соплами впервые были применены на скоростном английском судне SRN5. Конструкция такого ограждения включает множество диафрагм, оттяжек, стропов, которые являются концентраторами напряжений, что ведет к снижению ресурса ограждения. К тому же система создания ВП с таким ограждением имеет низкий КПД из-за большого гидравлического сопротивления воздухоразводящих каналов и самих сопл. Перечисленные обстоятельства исключают возможность применения ГО с гибкими соплами в ТТС на ВП.

ГО типа «Бертен» (Франция) или многокамерное ограждение обеспечивает удержание за счет устойчивости формы конусных элементов при вертикальных и горизонтальных перемещениях.

Преимуществами ГО типа «Бертен» являются: простота конструкции ГО; большие поперечная и продольная устойчивости; большая устойчивость формы ГО на всех режимах хода. Вместе с тем ГО типа «Бертен» должны располагаться по всей площади днища ТС на ВП и требуют раздачи воздуха непосредственно в каждую камеру, что усложняет конструкцию средства в целом.

ГО фирмы Aerojet (Франция) является двухъярусным ограждением. Верхний ярус представляет собой закрытый гибкий ресивер, в нижнем ярусе к ресиверу крепятся закрытые секционированные элементы кольцевой формы. Такое гибкое ограждение обладает повышенными характеристиками остойчивости. Однако оно конструктивно сложно и требует так же, как и ГО типа «Бертен», сложной системы раздачи воздуха повышенного давления.

Работы по усовершенствованию ГО с целью обеспечения надежности, живучести и ремонтоспособности завершились появлением двухъярусных ограждений фирмы Britich Hovercraft Corporation (ВНС). Верхний ярус такого ГО представляет собой петлеобразный ресивер, в нижней части которого имеются отверстия для выхода воздуха. Нижний ярус — секционные эле­менты, независимо крепящиеся к гибкому ресиверу вплотную один к другому. Это позволяет им легко деформироваться при встрече с препятствиями, а в случае повреждения их можно менять без демонтажа гибкого ресивера. Ограждения фирмы ВНС применяются на скоростных амфибийных судах на ВП.

Другим типом широко применяющихся гибких ограждений является ограждение фирмы Hovercraft Development Ltd (HDL). Отличие этого ограждения от ограждения ВНС состоит в том, что верхний ярус выполнен не в виде полной петли, крепящейся обоими концами к жесткому корпусу, а в виде полупетли, верхний край которой закреплен на жестком корпусе, а к нижнему краю крепятся верхние кромки секционированных элементов (сегментов). Внутренние углы сегментов оттяжками крепятся к днищу аппарата. Такая конструкция ГО позволяет снизить энергетические затраты на поддержание воздушной подушки, обеспечивает простоту системы подачи воздуха в камеру ВП. При движении транспортного средства над твердой опорной поверхностью происходит деформация ограждения за счет де­формации верхнего яруса (изменение радиуса оболочки) и подлома сегментов.

Гибкое ограждение фирмы HDL отличается улучшенными следящими качествами по сравнению с другими типами ГО. Гибким ограждением этого типа была оборудована несамоходная платформа на ВП, используемая для транспортирования блоков массой до 250 т завода по производству сжиженного газа от места изготовления к строительной площадке на острове Дас (Персидский залив) на расстояние до 250 км.

Для создания ВП наземных транспортных средств нашли применение ГО баллонного типа. Конструктивно эти ограждения намного проще, чем рассмотренные выше. Однако они имеют следующие недостатки: увеличенный расход воздуха из камеры ВП, недостаточные следящие свойства. Модификация такого типа ГО с дополнительными сегментами в зоне ВП нашла применение в наземных и амфибийных транспортных средствах на ВП. Это несамоходные платформы отечественного производства грузоподъемностью 20, 40, 60 т. Гибкое ограждение баллонного типа применялось в навесном устройстве VIM 1-400 для транспортирования суперблока дожимной насосной станции массой 400 т (г. Тюмень).

В настоящее время наибольшее развитие получили транспортные минимальном оборудовании берега и подготовке трассы движения по суше. Устройство может использоваться в сочетании с поддоном как платформы большой грузоподъемности для перевозки различных массовых грузов по бездорожью.

В СК.Б «Трубопроводтрансмаш» разработан проект машины для выполнения земляных работ на болотах. Эта машина имеет один дизель мощностью 294,4 кВт. Дизельный вентиляторный блок вынесен максимально вперед для уравновешивания массы экскаватора и может перемещаться к центру при использовании платформы для транспортных операций. Экскаватор в это время снимается с платформы. Платформа оборудована четырьмя лебедками для самоперемещения ее во время копания экскава­тором.

Для обеспечения возможности I транспортирования тяжелых неделимых грузов (суперблоков) по грунтам низкой несущей способности (болоту, тундре, пойме рек) в летний период предложен способ, для осуществления которого применено навесное оборудование ВП или большегрузная платформа на ВП, платформа-якорь на ВП и амфибийный болотоход высокой проходимости. Из этих частей составляется транспортная система: болотоход—якорь—транспортируемый груз.

Система работает в такой последовательности. Болотоход перемещается по направлению движения, разматывая и выкладывая за собой трос самоперемещения лебедки — платформы — якоря, затем платформа выходит на режим разгрузки ВП и подтягивается к болотоходу, стоящему на тормозах, разматывая при этом и выкладывая за собой грузовой трос с другого барабана лебедки. Подтянувшись, платформа-якорь выключает систему ВП и внедряет в грунт аппарельное устройство. Далее включается на транспортируемом грузе система ВП и по сигналу оператора лебедкой платформы (грузовым барабаном) выбирается грузовой трос, тем самым производя подтягивание груза. По окончании подтягивания система ВП выключается. При подтягивании груза лебедкой платформы тягач-болотоход средства на ВП с надувными гибкими ограждениями баллонно-стеночного типа [А. с. 1292307 (СССР)]