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STORIA DELLA TECNOLOGIA, DELLA TECNOLOGIA, DEGLI OGGETTI INTORNO A NOI
Hovercraft. Storia dell'invenzione e della produzione
Elenco / La storia della tecnologia, della tecnologia, degli oggetti che ci circondano L'idea di aumentare la velocità di una nave o di una barca con l'aiuto della "lubrificazione dell'aria" è nata alla fine del XIX secolo. La sua essenza era la seguente. Se una potente ventola soffia aria sotto il fondo piatto della nave, la resistenza all'acqua diminuirà; quindi la velocità aumenterà. E affinché l'aria non "scappi" ai lati, lo scafo della nave deve essere dotato di chiglie longitudinali - skeg. L'ingegnere austriaco Dagobert Müller von Thomamühl fu il primo a realizzare questa idea nel 1916. La torpediniera da lui creata era in grado di sviluppare una velocità di quasi 40 nodi - 74,08 chilometri orari, la potenza del motore era di 480 cavalli. Poi è nata una nuova idea: gli skeg sono stati sostituiti con una "gonna" di gomma. Ora l'aria forzata usciva da sotto il fondo ancora più lentamente, e si otteneva un vero cuscino d'aria. Le navi di questo tipo si librano davvero sopra l'acqua, possono "strisciare" a terra e persino spostarsi a terra.
La prima idea di un tale hovercraft è stata espressa da K.E. Tsiolkovsky nel 1927, nella sua opera "Resistenza aerea e treno veloce". Questo è un espresso senza ruote che corre su una strada di cemento, facendo affidamento su un cuscino d'aria, uno strato di aria compressa. Questa idea ha spinto il professore associato del Politecnico di Novocherkassk Vladimir Levkov a creare il proprio progetto, tuttavia, non un treno, ma una barca. Ed ecco cosa scrive Stanislav Zigunenko sulla rivista World Pathfinder: "Ha iniziato, come al solito, con calcoli e modelli di costruzione. La prima struttura costruita da un giovane scienziato aerodinamico sembrava un bacino rovesciato. Un normale bacino dovrebbe essere il fondo , c'era un motore elettrico con un'elica.La vite, pompando aria, sotto il "bacino" creava una maggiore pressione e l'intera struttura, per così dire, galleggiava sopra il pavimento, appoggiandosi a un cuscino d'aria. Per circa cinque anni, Levkov ha testato questo modello più semplice, cercando di capire come controllarlo, quanto dovrebbe essere alto il cuscino, in modo che la potenza in eccesso non venga sprecata e la futura nave svilupperebbe la velocità più alta possibile .. . Nel 1932 Levkov, già professore, iniziò a testare un nuovo modello. Aveva una forma allungata a goccia, due motori: a prua ea poppa. Un piccolo hovercraft scivolò senza sforzo sul pavimento piastrellato del laboratorio aerodinamico. Presto l'aspetto del modello cambiò di nuovo. Divenne come una lunga scatola capovolta con i lati tagliati ad angolo. I motori elettrici con eliche sono stati rinforzati negli intagli in posizione inclinata. L'aria espulsa dalle eliche si accumulava sotto il corpo del modello, sollevandolo. Secondo questo schema, Levkov creò tutti i primi grandi hovercraft. Nella primavera del 1934, Levkov si trasferì a Mosca: fu invitato a lavorare presso il Moscow Aviation Institute (MAI). Ha portato con sé un grande modello (lungo più di due metri) di un hovercraft. Progettato secondo tutte le regole della meccanica strutturale, ha fatto bella figura. Colpiscono la leggerezza del design e la bella finitura esterna del modello. Il suo peso era solo di circa sei chilogrammi. Per testare il modello presso il Moscow Aviation Institute, è stata assegnata una stanza speciale. Ha una piscina poco profonda. Su di esso sono stati tesi due fili per alimentare i motori elettrici di una piccola imbarcazione. Ha volato bene. In un paio di secondi, è stato facilmente trasferito da un lato all'altro della piscina. Quindi è stato organizzato l'Experimental Design Bureau, guidato dal professor Levkov. Ha iniziato a sviluppare una barca a tre posti L-1. Le sue prove iniziarono nell'estate del 1935 vicino a Mosca, sul lago Pleshcheyevo. La massa della barca era di 1,5 tonnellate. Il suo scafo in legno era costituito da due barche strette collegate da una piattaforma. Due motori aeronautici con eliche hanno forzato l'aria nello spazio limitato dalla piattaforma e dalle barche. La barca è stata guidata con l'aiuto di persiane rotanti - persiane, rinforzate sotto i motori. Con le persiane in posizione verticale, il flusso d'aria era diretto verso il basso e la barca restava immobile. Se le tende deviavano indietro, la forza reattiva spostava la barca in avanti, deviava in avanti - veniva data la retromarcia. Inoltre, c'era una coda verticale e orizzontale, che partecipava anche al controllo dell'idrovolante.
Questa barca divenne il prototipo di altre navi volanti create sotto la guida di Levkov, in particolare la barca L-5. La sua massa raggiunse le 9 tonnellate, poiché il suo corpo era già di metallo, duralluminio. Dietro la cabina di guida e il meccanico di volo hanno sistemato una stanza per i passeggeri. Innanzitutto, la barca è stata testata a terra. Lo abbiamo visto volare. Poi sono iniziate le prove in mare. Hanno cercato di accompagnare l'auto con barche normali, ma presto sono rimasti indietro senza speranza. E quando il cronometro è stato acceso al miglio misurato, i tester non potevano credere ai propri occhi: si è scoperto che la velocità della barca era di oltre settanta nodi, cioè circa 140 chilometri all'ora! I test hanno anche dimostrato che la barca potrebbe facilmente passare su una palude, su un campo innevato o sul ghiaccio.
I militari divennero molto interessati ai risultati dei test e presto il professor Levkov diresse uno speciale ufficio di progettazione per l'hovercraft. Furono costruite navi fino a 15 tonnellate. Sono stati progettati anche quelli più grandi - fino a 30 tonnellate con due motori. Quindi più di sessant'anni fa, in URSS fu costruita una piccola flotta di quindici hovercraft. Sfortunatamente, durante la Grande Guerra Patriottica, le barche esperte che si trovavano nel Baltico morirono. Dopo la vittoria, lo sviluppo di tali navi continuò. Ma all'inizio del 1954, il professor Levkov morì e l'attività si fermò. Una fase importante nello sviluppo dell'hovercraft fu l'invenzione in Inghilterra nel 1955 da parte del professor Christopher Cockerell di uno schema di ugelli per formare un cuscino d'aria. Possiede anche l'invenzione delle recinzioni flessibili, subito apprezzate nel nostro paese. Nel 1959 una strana nave apparve nel Canale della Manica con una torre cilindrica al centro. Partendo dalla Francia, ha attraversato lo stretto. Raggiunta la costa, come se nulla fosse, riprese il suo cammino. La nave progettata da Cockerell era due volte più pesante di quella di Levkovo e tre volte più veloce. Ora gli hovercraft non sono una novità. Sono in fase di miglioramento in molti paesi. Sono riconosciuti come un mezzo di trasporto molto promettente. Sono usati come mezzi da sbarco nella marina, come traghetti civili che trasportano persone e automobili attraverso la Manica. Uno degli sviluppi esteri di maggior successo è la barca da 1972 tonnellate BH-33 Wellington, creata in Gran Bretagna nel 7. Può trasportare 14 tonnellate di carico e allo stesso tempo volare sull'acqua a una velocità di circa 60 nodi - 111,12 chilometri orari. In URSS, gli specialisti della Marina furono i primi ad apprezzare le enormi capacità delle navi anfibie. Dopo la pausa, il lavoro iniziato da Levkov è continuato, ma con un nuovo livello di finanziamento. È stata creata una base per la progettazione e la produzione di navi da sbarco. L'impresa leader in Russia nel campo della creazione di hovercraft è l'Almaz Central Marine Design Bureau. Il mezzo da sbarco "Skat" è diventato il primo costruito in serie. Poteva trasportare quaranta paracadutisti a una velocità di 49 nodi. Sulla loro base, sono state create tre barche per salvare gli astronauti. È stato seguito da Kalmar, con un dislocamento di 114 tonnellate. Poteva trasportare merci del peso di 37 tonnellate, a velocità fino a 55 nodi. In totale, le navi sono state costruite in serie ad Almaz secondo dieci progetti. Tra questi c'è la nave d'assalto anfibia Zubr, che ha una capacità di carico di 150 tonnellate, un dislocamento totale di 550 tonnellate, una velocità massima di 60 nodi e 40 nodi in un mare di 2 metri di altezza. Gli esperti ritengono che un dislocamento di 1000 tonnellate non sia il limite per lo spostamento di tali navi e in pratica si possono raggiungere velocità fino a 80 nodi. Nel 1987 fu creata in URSS la piccola nave missilistica "Bora", il più grande hovercraft del mondo. Anche una tempesta di otto punti non lo infastidisce e, se il mare è calmo, si muove a una velocità di 53 nodi - 98,16 chilometri orari. "Almaz" ha sviluppato una serie di progetti di hovercraft civile - nave da carico fluviale "Bober", hovercraft passeggeri del progetto 12270, hovercraft multiuso "Chilim". A seconda dello scopo delle navi, un parametro così importante come la capacità installata per tonnellata di dislocamento cambia. Per le barche militari, dove gli indicatori economici di funzionamento non sono predominanti, questa cifra è compresa tra 65 e 120 kW per tonnellata. Un rapporto peso/potenza così elevato non è causato dall'ampiezza della velocità massima in acque calme o con poca eccitazione. Per raggiungerlo, viene utilizzato solo il 60-70 percento della capacità installata. Il motivo è diverso: la necessità di raggiungere una determinata velocità garantita nelle onde del mare. Nella pratica della cantieristica civile, dove questo indicatore determina l'efficienza dell'operazione, nonostante eventuali rifiuti di volo dovuti alle condizioni meteorologiche, può essere aumentato a 30-36 kW per tonnellata mantenendo una velocità di 40-50 nodi in acque calme. I primi hovercraft, seguendo le tradizioni aeronautiche, furono creati rivettati, ma l'esperienza del loro funzionamento in mare ha mostrato la bassa affidabilità di questo tipo di connessione. Dal 1974 gli scafi sono stati saldati. Per loro sono state create leghe di alluminio-magnesio marine resistenti alla corrosione ad alta resistenza ed è stata padroneggiata la produzione di pannelli stampati con irrigidimenti di varie sezioni. Una grande quantità di ricerca è stata condotta nel campo della creazione di recinzioni flessibili. Sono state stabilite le dipendenze della forza e della resistenza all'usura dei materiali di recinzione flessibili dalla natura delle fibre dei filamenti utilizzati, dalla torsione e dal tipo di tessitura dei filati, dalle impregnazioni e dalla composizione delle miscele di gomma di rivestimento. I materiali in tessuto di gomma utilizzati sulle navi degli ultimi progetti garantiscono una buona navigabilità delle navi e la possibilità di operazioni a lungo termine senza riparazioni. Per l'hovercraft era necessario sviluppare un profilo speciale delle pale dell'elica, che consentisse di ottenere un'elevata efficienza a velocità basse rispetto agli aerei. Per tutti gli hovercraft con una cilindrata superiore a 100 tonnellate è stato sviluppato un unico mozzo dell'elica, che garantisce un'elevata affidabilità delle eliche quando si cambia passo. Di importanza decisiva per la navigabilità, l'anfibio e la resistenza all'usura di una barriera flessibile è il flusso d'aria attraverso il cuscino d'aria. Per la fornitura d'aria, i nostri scienziati hanno sviluppato schemi speciali di compressori assiali e centrifughi, che hanno un'elevata efficienza con dimensioni ridotte. Per azionare eliche, compressori e altri consumatori, sono stati creati riduttori per turbine a gas ad alta temperatura. In termini di peso, dimensioni e parametri operativi, queste unità occupano ancora una posizione di leadership nel mondo. La sicurezza di un'imbarcazione ad alta velocità è in gran parte determinata dalla disponibilità di sistemi di controllo del traffico affidabili e collaudati. Una caratteristica dell'hovercraft è la mancanza di contatto diretto dei dispositivi di governo con l'acqua, che rende difficile la manovra e rende la nave molto dipendente dalle condizioni meteorologiche. In Russia sono stati sviluppati e testati vari schemi di controllo delle navi, inclusi timoni aerodinamici, timoni a getto (ugelli a getto) ed eliche a passo variabile. Autore: Musskiy SA
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