Rival WIG?

Takket være prestasjonene fra en fremragende ingeniør og arrangør R. Alekseev, er det i dag den eneste måten å oppnå ultra høye hastigheter på vannet, en ekranoplan.

Ekranoplan er en teknisk implementering av et kjent prinsipp: Når vingen beveger seg nær en flat overflate (skjerm), øker løftet merkbart med en minimal økning i motstanden. Denne økningen i heisen kalles "skjermeffekten". Det gir deg mulighet til å øke flyets bæreevne i forhold til et objekt som beveger seg langt fra overflaten, men det er sterkt avhengig av (relativ) avstand fra vingen til skjermen og avtar raskt ved å øke denne avstanden.

Dessverre, når vingen beveger seg nær en rystet "rastløs" overflate, oppstår det vesentlige problemet med stabiliteten av denne bevegelsen. Ustabiliteten tvinger en til å opprettholde en tilstrekkelig stor høyde over skjermen - som et resultat av hvilken skjermeffekten blir redusert.

Denne effekten avhenger av forholdet mellom flyets høyde og vingekordet (dens størrelse langs kjøreretningen). Derfor forsøker designere å øke akkordet, som for et gitt område uunngåelig fører til en nedgang i vingepanelet (deres størrelse over bevegelsesretningen).

Dette er lett å se, for eksempel på bildet av modellen til den nyeste WIG, som nylig ble vist på utskriften. Faktisk, for å øke flyets høyde - med minimalt tap av skjermeffekten - er det nødvendig å redusere vinkelens relative forlengelse, som er hovedfaktoren for å bestemme den aerodynamiske kvaliteten (forholdet mellom løft og trekk). Som det samme bildet viser, er det nye WIG-forholdet mellom akkord og spenning omtrent lik 1, noe som er helt uakseptabelt, for eksempel for fly.

(Det er interessant at varianten av biplanen, som tyder på lave hastigheter, blir implementert for første gang i den nylig opprettede WIG "Chaika").

Ustabiliteten av bevegelsen på den omrørte overflaten er den største ulempen ved parykken når den brukes i sjøen. Denne mangelen, ifølge forfatteren, er avgjørende i forhold til bruken av slike anordninger i marine miljøer. Øvelsen har vist at enda et trykk på en bølge i full fart fører til betydelig skade og kan forårsake en ulykke. Under testingen av en erfaren ekranoplan mistet "Orlyonok" en del av sternen, og kun personlig erfaring og intuisjon av R. Alekseev, som tok over piloten, forhindret ekranoplans fullstendig ødeleggelse.

Bruk av midler, så upålitelige i marine forhold, er uakseptabelt.

alternativ

På 80-tallet som et resultat av forskning fra det sentrale forskningsinstituttet oppkalt etter akademiker A.N. Krylov ble foreslått en ny type superhigh-speed fartøy, men mindre rask enn en ekranoplan, men gir mye større pålitelighet.

For hastigheter omtrent 2 ganger større enn begynnelsen av glidning, ble det foreslått en "bølge-skjæring" supergliding trimaran (RHT) med aerodynamisk lossing.

Fig. 1. Type PBT fra nesen

Det hydrodynamiske komplekset i dette fartøyet omfatter tre små forlengelsesskropper med brutte konturer, med en minimum fribord og en stor bakside av bauget på dekket på hvert skrog. Skjellene ligger i en trekant i plan og er koblet til en overflate bemannet vinge av stativer med en bredde mindre enn bredden på kroppen. Som propellere foreslås propellere som krysser overflaten, for eksempel Arnesons propellere. For å styre dynamisk trim og redusere pitching, foreslås det å bruke fôringsspoiler på hvert skrog.

Det aerodynamiske komplekset er en bemannet vinge med en stakkontaktor, plassert over sternskrogene, som gir fartøyet selvstabilisering under vindstødsvind. Vingen er forbundet med neseskroget med en strømlinet overbygning.

Det er planlagt å plassere de to hovedkraftaggregatene i de bakre skrogene og skipets kraftverk - i neseskroget. Lastbelastningen er plassert i vingen og nesestrukturen.

På fig. 2 viser en variant av en PBT med en forskyvning på 300 tonn med en hastighet på 100 knop.

Fig. 2. Bil- og passasjerferge (24 biler, 100 personer) med en hastighet på 100 knop, konseptuell design

Nøkkeltestresultater

Bugsertester viste at når Froude-nummeret i forskyvning er over 5, er det en liten positiv hydrodynamisk interaksjon mellom skrogene, og prøvene ble utført før Froude nummer 7.5. Derfor er relative hastigheter som er 2-2,5 ganger høyere enn hastigheten til starten av glidning, d.v.s. tatt som beregnet hastighetsområde. 6,0 - 7,5.

Ved disse relative hastighetene mister vanlige svingere stabiliteten til langsgående bevegelse: I roligt vann begynner spontan pitching, den såkalte "delfineringen" begynner. Det ble imidlertid ikke observert på RHT-modellen. Sannsynligvis fungerer vinge-overbygningen som en tilstrekkelig spjeld.

Hovedresultatet av sjøforsøkene var mangel på slamming i hele bølgelengdeområdet og i hastigheter opptil 55% fullført. Dette betyr en signifikant, opptil 7 - 10 ganger reduksjon av vertikale akselerasjoner av fullskala gjenstander på bølger. Sannsynligvis er det ingen slamming fordi skrogene får toppene av bølgene på dekk med omvendt ren, noe som reduserer kjølevalsing.

Test i en vindtunnel tillot oss å estimere den aerodynamiske kvaliteten til RHT med den opprinnelig vurderte vingeformen som lik 5 (se nedenfor).

Den sketchy designen av lettlegerte skrogstrukturer gjorde det mulig å estimere deres masse, som er om lag 30-35% av den totale forskyvningen.

Bruk saker

Den foreslåtte arkitektoniske og konstruktive ordningen kan brukes i et svært bredt spekter av forskyvninger og hastigheter. For eksempel, i fig. 3 viser en rekordbåt (med en øde vinge) for en hastighet på ca 150 knop.

Fig. 3. RHT som en racing selvstabilisert båt

Fordelen med dette arrangementet er at båten ikke vil vende seg om i en vindstød, som det gjør med eksisterende racingkatamaraner.

En mini-ferge for 20 personer med en hastighet på 50 knop, også med en ubeboet vinge, er vist på fig. 4.

Fig. 4. Ferge for 20 personer

Den opprinnelig vurderte form av beboelig vinge lar deg lage en patruljebåt med en helikopter, fig. 5.

Fig. 5. Patruljebåt (150 tonn, 70 knop)

I den andre enden av den angitte forskyvningslinjen er den transatlantiske RHT med en hastighet på 130 knop og en beregnet bølgelengde på 6 poeng, fig. 6.

Fig. 6. Et passasjerskip for 250 personer. 130 knop, delvis beboelig vinge

Fordelene og ulempene ved PBT er oppsummert i tabellen nedenfor.

Konklusjon (anbefaling)

Det synes åpenbart at konstant kontakt med vann vil gi fartøyet høy sikkerhet som tilbys av superfast "dissekerende bølger", både når det gjelder pitching og kontrollerbarhet.

Det anbefales å vurdere alternativer for en slik utforming når du designer "super-raske" fartøyer med ulike formål.

Se på videoen: REVIEW: TheFiveWitsWigs - Rin Matsuoka Wig Tornado Shark Relay Rival (November 2024).