Типы СВП и типы ограждений их подушек

У судов на воздушной подушке богатая и интересная история развития. Причина в их технологической сложности. С виду может показаться, что создать СВП просто и отчасти это так. Действительно, можно легко создать нечто парящее над землей опирающееся на гибкое ограждение. Но что насчет надежности, экономичности, проходимости, уровня шума и безопасности? С момента изобретения принципа динамического поддержания всегда стоял вопрос оптимизации всего перечисленного.

Любой авиационный инженер подтвердит вам, что расчет математической модели динамики воздушных потоков - очень сложная вещь. Даже современные компьютеры могут просчитывать лишь некоторые упрощенные модели. В случае с СВП рассчитывать нужно динамику воздушных потоков в замкнутом контуре! Ограждение дает вибрации и многократные отражения воздушных масс. Вдобавок ко всему прочему все это происходит под давлением. Нагнетательный двигатель загоняет под катер десятки кубических метров воздуха. Задача невероятно сложная и потому занимала умы многих выдающихся конструкторов.

В результате мы имеем несколько устоявшихся технологий, по которым создают СВП. В первую очередь суда на воздушной подушке можно сгруппировать по типам гибкого ограждения(ГО).

Типы гибкого ограждения судов на воздушной подушке

Видов ГО на самом деле достаточно много: классическое сегментное, баллонное, скеговое, скеговое-гибридное, классическое двухуровневое и секционное. У каждого типа свои преимущества и недостатки и в погоне за универсальным ГО производители постоянно что-то изобретают, но так или иначе конструктивно это будет что-то из перечисленного.

Баллонное гибкое ограждение

Самый простой типа - баллонное ГО. Это простое гибкое ограждение, которое действительно напоминает "юбку". Его достоинства, это простота и дешевизна. Все помнят знаменитый фильм с Джеки Чаном "Разборка в Бронксе". Главный герой фильма боролся с бандитами, которые захватили судно на воздушной подушке. Джеки вывел из строя судно на воздушной подушке, пропоров гибкое ограждение при помощи большой пилы. Это было как раз гибкое ограждение баллонного типа.

Баллонное ГО не любит повреждений. Но это не главный его недостаток. Главный недостаток в том, что на нем можно ходить только по относительно ровным поверхностям. Если гибкое ограждение наедет на крупное препятствие, например бревно с радиусом ствола сантиметров 50, оно сразу же потеряет герметичность, давление и, как следствие, способность перемещаться.

Сегментное гибкое ограждение

Инженерная мысль, работая в этом направлении, пришла к выводу, что можно разделить ГО на сегменты так, что если даже препятствие и поднимет несколько частей ограждения, то другие все равно будут плотно прижаты к поверхности. Так появилось ГО сегментного типа. Внешне, похоже, что гибкое ограждение порезали на лоскуты и оно не позволит начать движение. Но если завести двигатель, становится понятно, что сегменты сделаны в виде гибких ковшей. Раздуваясь, они плотно прилегают к друг-другу. Вроде бы между сегментами есть щели, но их форма специально разработана так, что закручивающиеся потоки воздуха не дают воздуху в центре подушки вырываться сквозь эти щели. К слову это доказывает, что расчет математических моделей гибких ограждений невероятно сложен и скорее всего это направление имеет еще множество нераскрытых технологических тайн.

Действительно, если провести ладонью вдоль надутого гибкого ограждения сегментного типа вы практически не почувствуете вырывающихся потоков. Решение проблемы было настолько не очевидным и шокирующим, что моментально стало новым стандартом в направлении СВП-строения.

Преимуществ у такого ограждения множество. Сегменты позволяют преодолевать крупные препятствия без потери давления. При повреждении нескольких сегментов соседние имеют запас объема и могу заместить вышедших из стоя "бойцов". Замена нескольких сегментов всегда проще, чем ремонт единого гибкого ограждения причем это можно сделать в полевых условиях. Опять же купить или самостоятельно изготовить несколько сегментов не составит труда.

Но, радость после первых испытаний быстро прошла. Оказалось, что и у такой схемы есть недостатки. С первой проблемой испытатели столкнулись, когда заглушили двигатель над водной поверхностью. Оказалось, что в ковши-сегменты вода заливается легко, а вот выходить обратно она не желает. Не то что бы это совсем не возможно. Оценить эффективность наполнение сегментного ГО над водой можно в 30%. То есть над водой выход на подушку может обеспечить лишь треть веса максимальной нагрузки.

Когда сегментный подход попытались применить на крупных военных и промышленных судах выяснился второй недостаток. Сегментная подушка имеет ограничение на высоту. Сегменты нельзя сделать любой длины, так как они начинают подламываться. В этом плане цельное гибкое ограждение эффективнее. Но, тем не менее, простое сегментное ограждение плотно заняло нишу судов пассажировместимостью до 10 мест.

Классическое двухуровневое гибкое ограждение

Решение проблемы сегментного ГО было следующим - сегменты стали цеплять не к корпусу, а к такому же ГО, но только баллонного типа. То есть предлагалось сделать два уровня ограждение. Верхний уровень - баллон, нижний - сегменты. Получаем классическую двухуровневую схему ГО. Баллон давал выйти на нужную высоту и позволял легко выходить на подушку над водной поверхностью. При этом сегменты улучшали проходимость и защищали дорогой баллон от повреждений и износа.

Секционное гибкое ограждение

Отдельно можно поговорить о секционном ГО. Идея довольно проста - пространство под днищем катера разделяется на секции. Если по какой-то причине давление в одной из секций пропало, то судно останется стоять на остальных "столбах" давления. Эта технология применяется в основном на крупных промышленных и военных судах. Спасает от ситуаций, когда судно наезжает на скрытую подземную полость и весь воздух начинает уходить туда. Это может быть открытый люк колодца, подземная пещера или вырытый человеком окоп. Такая схема ГО позволит пройти по такому препятствию.

Скеговое гибкое ограждение

Отдельной веткой развития пошла история судов на территории сначала Советского Союза, а после Российской Федерации. Идея была в следующем - взять два скега от катамарана и сделать гибкие перегородки спереди и сзади. Получили герметичное гибкое ограждение. Технология весьма спорна и не обладает полноценной амфибийностью. Снег, лед и вода - стихия скеговых СВП. СВП скегового типа имеют более мощные двигатели и как следствие менее экономичны, но обладают неплохой динамикой.

Частично эту проблему решают гибридные скеги, которые как бы заворачиваются в гибкое ограждение. Что дает скегам дополнительную эластичность, а значит повышает амфибийные качества. Так же делает скеги устойчивыми к повреждениям. Ремонт скег удовольствие не дешевое. Гибридная схема частично позволяет избежать этой проблемы.