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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Aerodeslizador. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. La idea de aumentar la velocidad de un barco o embarcación con la ayuda de la "lubricación por aire" nació a finales del siglo XIX. Su esencia era la siguiente. Si un ventilador potente sopla aire debajo del fondo plano del recipiente, la resistencia al agua disminuirá; por lo tanto, la velocidad aumentará. Y para que el aire no "se escape" hacia los lados, el casco del barco debe estar equipado con quillas longitudinales: quillas. El ingeniero austriaco Dagobert Müller von Thomamühl fue el primero en realizar esta idea en 1916. El torpedero que creó pudo desarrollar una velocidad de casi 40 nudos: 74,08 kilómetros por hora, la potencia del motor era de 480 caballos de fuerza. Entonces surgió una nueva idea: los skegs fueron reemplazados por una "falda" de goma. Ahora el aire forzado salió de debajo del fondo aún más lentamente, y se obtuvo un verdadero colchón de aire. Las embarcaciones de este tipo realmente flotan sobre el agua, pueden "arrastrarse" hasta la orilla e incluso moverse en tierra.
La primera idea de un aerodeslizador de este tipo fue expresada por K.E. Tsiolkovsky en 1927, en su obra "Resistencia del aire y tren rápido". Este es un expreso sin ruedas que se precipita sobre una carretera de concreto, confiando en un colchón de aire, una capa de aire comprimido. Esta idea llevó al profesor asociado del Instituto Politécnico de Novocherkassk Vladimir Levkov a crear su propio diseño, sin embargo, no un tren, sino un barco. Y esto es lo que escribe Stanislav Zigunenko en la revista World Pathfinder: "Comenzó, como de costumbre, con cálculos y modelos de construcción. La primera estructura construida por un joven científico aerodinámico parecía una cuenca invertida. Se supone que una cuenca ordinaria es el fondo , había un motor eléctrico con una hélice.El tornillo, bombeando aire, debajo del "recipiente" creó una mayor presión.Y toda la estructura, por así decirlo, flotaba sobre el piso, apoyándose en un colchón de aire. Durante unos cinco años, Levkov probó este modelo más simple, tratando de comprender cómo se podía controlar, qué tan alto debería ser la almohada, para que el exceso de energía no se desperdiciara y la futura embarcación desarrollara la mayor velocidad posible. . En 1932, Levkov, ya profesor, comenzó a probar un nuevo modelo. Tenía forma de lágrima alargada, dos motores: en proa y en popa. Un pequeño aerodeslizador se deslizaba sin esfuerzo sobre el suelo de baldosas del laboratorio aerodinámico. Pronto la apariencia del modelo volvió a cambiar. Se convirtió en una caja larga boca abajo con los lados cortados en ángulo. En los recortes en posición inclinada, se reforzaron los motores eléctricos con hélices. El aire expulsado por las hélices se acumuló debajo del cuerpo del modelo, levantándolo. De acuerdo con este esquema, Levkov creó todos los primeros grandes aerodeslizadores. En la primavera de 1934, Levkov se mudó a Moscú; fue invitado a trabajar en el Instituto de Aviación de Moscú (MAI). Trajo consigo un modelo grande (más de dos metros de largo) de un aerodeslizador. Diseñado de acuerdo con todas las reglas de la mecánica estructural, causó una buena impresión. Llamaba la atención la facilidad de construcción y el bello acabado exterior del modelo. Su peso era de sólo unos seis kilogramos. Para probar el modelo en el Instituto de Aviación de Moscú, se asignó una sala especial. Tiene una piscina poco profunda. Se extendieron dos cables sobre él para alimentar los motores eléctricos de un pequeño bote. Voló bien. En un par de segundos, se transfirió fácilmente de un lado a otro de la piscina. Luego se organizó la Oficina de Diseño Experimental, encabezada por el profesor Levkov. Se empezó a desarrollar una embarcación L-1 de tres plazas. Sus pruebas comenzaron en el verano de 1935 cerca de Moscú, en el lago Pleshcheyevo. La masa del barco era de 1,5 toneladas. Su casco de madera constaba de dos barcos estrechos conectados por una plataforma. Dos motores de aviones con hélices bombeaban aire en el espacio delimitado por la plataforma y los barcos. El barco se controló con la ayuda de persianas giratorias: persianas, reforzadas debajo de los motores. Con las persianas en posición vertical, el flujo de aire se dirigió hacia abajo y el bote quedó inmóvil. Si las persianas se desviaron hacia atrás, la fuerza reactiva movió el bote hacia adelante, se desvió hacia adelante, se dio marcha atrás. Además, había una cola vertical y horizontal, que también participaba en el control del hidroavión.
Este barco se convirtió en el prototipo de otros barcos voladores creados bajo el liderazgo de Levkov, en particular el barco L-5. Su masa alcanzaba las 9 toneladas, ya que su cuerpo ya era de metal, duraluminio. Detrás de la cabina del conductor y el mecánico de vuelo dispuso una habitación para pasajeros. Primero, el barco fue probado en tierra. Lo vimos volar. Luego comenzaron las pruebas de mar. Intentaron acompañar el automóvil con botes ordinarios, pero pronto se quedaron atrás sin remedio. Y cuando se encendió el cronómetro en la milla medida, los evaluadores no podían creer lo que veían: ¡resultó que la velocidad del bote era de más de setenta nudos, es decir, alrededor de 140 kilómetros por hora! Las pruebas también demostraron que el barco podía pasar con la misma facilidad sobre un pantano, sobre un campo cubierto de nieve o sobre hielo.
Los militares se interesaron mucho en los resultados de las pruebas, y el profesor Levkov pronto dirigió una oficina de diseño especial para aerodeslizadores. Se construyeron embarcaciones de hasta 15 toneladas. Se diseñaron incluso más grandes: hasta 30 toneladas con dos motores. Entonces, hace más de sesenta años, se construyó una pequeña flota de quince aerodeslizadores en la URSS. Desafortunadamente, durante la Gran Guerra Patria, los barcos experimentados que estaban en el Báltico murieron. Después de la victoria, se continuó con el desarrollo de tales barcos. Pero a principios de 1954, el profesor Levkov murió y el negocio se estancó. Una etapa importante en el desarrollo de los aerodeslizadores fue la invención en Inglaterra en 1955 por el profesor Christopher Cockerell de un esquema de toberas para formar un colchón de aire. También es dueño de la invención de las cercas flexibles, que inmediatamente fueron apreciadas en nuestro país. En 1959, apareció en el Canal de la Mancha una extraña embarcación con una torre cilíndrica en el centro. Partiendo de Francia, cruzó el estrecho. Habiendo llegado a la costa, como si nada hubiera pasado, siguió su camino. El barco diseñado por Cockerell era dos veces más pesado que el de Levkovo y tres veces más rápido. Ahora los aerodeslizadores no son una novedad. Se están mejorando en muchos países. Son reconocidos como un modo de transporte muy prometedor. Se utilizan como lanchas de desembarco en la marina, como transbordadores civiles que transportan personas y automóviles a través del Canal de la Mancha. Uno de los desarrollos extranjeros más exitosos es el barco de 1972 toneladas BH-33 Wellington, creado en Gran Bretaña en 7. Puede transportar 14 toneladas de carga y al mismo tiempo volar sobre el agua a una velocidad de unos 60 nudos, 111,12 kilómetros por hora. En la URSS, los especialistas de la Armada fueron los primeros en apreciar las enormes capacidades de los barcos anfibios. Después de la pausa, el trabajo iniciado por Levkov continuó, pero con un nuevo nivel de financiación. Se creó una base para el diseño y producción de barcos de desembarco. La empresa líder en Rusia en el campo de la creación de aerodeslizadores es la Oficina Central de Diseño Marino de Almaz. La lancha de desembarco "Skat" fue la primera construida en serie. Podía transportar cuarenta paracaidistas a una velocidad de 49 nudos. Sobre esta base, se crearon tres barcos para rescatar a los astronautas. Le siguió Kalmar, con un desplazamiento de 114 toneladas. Podía transportar carga de 37 toneladas, a velocidades de hasta 55 nudos. En total, los barcos se construyeron en serie en Almaz según diez proyectos. Entre ellos se encuentra el buque de asalto anfibio Zubr, que tiene una capacidad de carga de 150 toneladas, un desplazamiento total de 550 toneladas, una velocidad máxima de 60 nudos y 40 nudos en un mar de 2 metros de altura. Los expertos creen que un desplazamiento de 1000 toneladas no es el límite para el desplazamiento de tales barcos, y en la práctica se pueden alcanzar velocidades de hasta 80 nudos. En 1987, se creó el pequeño barco de misiles "Bora" en la URSS, el aerodeslizador más grande del mundo. No le importa ni una tormenta de ocho puntos, y si el mar está en calma, se mueve a una velocidad de 53 nudos, 98,16 kilómetros por hora. "Almaz" ha desarrollado una serie de proyectos de aerodeslizadores civiles: el buque de carga fluvial "Bober", el aerodeslizador de pasajeros del proyecto 12270, el aerodeslizador multipropósito "Chilim". Dependiendo del propósito de las embarcaciones, cambia un parámetro tan importante como la capacidad instalada por tonelada de desplazamiento. Para embarcaciones militares, donde los indicadores económicos de operación no tienen un valor predominante, esta cifra está en el rango de 65-120 kW por tonelada. Una relación potencia-peso tan alta no es causada por la magnitud de la velocidad máxima en aguas tranquilas o con poca emoción. Para lograrlo, solo se utiliza el 60-70 por ciento de la capacidad instalada. La razón es diferente: la necesidad de lograr una velocidad garantizada dada en las olas del mar. En la práctica de la construcción naval civil, donde este indicador determina la eficiencia de la operación, a pesar de posibles rechazos de vuelos debido a las condiciones climáticas, se puede aumentar a 30-36 kW por tonelada manteniendo una velocidad de 40-50 nudos en aguas tranquilas. Los primeros aerodeslizadores, siguiendo las tradiciones de la aviación, se crearon remachados, pero la experiencia de su operación en el mar mostró la baja confiabilidad de este tipo de conexión. Desde 1974, los cascos se han soldado. Para ellos, se crearon aleaciones marinas de aluminio y magnesio resistentes a la corrosión de alta resistencia y se dominó la producción de paneles prensados con refuerzos de varias secciones. Se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigación en el campo de la creación de cercas flexibles. Se establecieron las dependencias de la fuerza y la resistencia al desgaste de los materiales flexibles para vallas sobre la naturaleza de las fibras de filamento utilizadas, la torsión y el tipo de tejido de los hilos de filamento, las impregnaciones y la composición de las mezclas de caucho de revestimiento. Los materiales de tela de caucho utilizados en los barcos de los últimos proyectos proporcionan una buena navegabilidad de los barcos y la posibilidad de operación a largo plazo sin reparación. Para aerodeslizadores, fue necesario desarrollar un perfil especial de palas de hélice, lo que hizo posible lograr una alta eficiencia a velocidades bajas, en comparación con las de los aviones. Para todos los aerodeslizadores con un desplazamiento de más de 100 toneladas, se ha desarrollado un solo eje de hélice, lo que garantiza una alta fiabilidad de las hélices cuando cambia su paso. De importancia decisiva para la navegabilidad, la anfibiosidad y la resistencia al desgaste de una barrera flexible es el flujo de aire a través del colchón de aire. Para el suministro de aire, nuestros científicos han desarrollado esquemas especiales de sobrealimentadores axiales y centrífugos, que tienen una alta eficiencia con pequeñas dimensiones. Para impulsar hélices, supercargadores y otros consumidores, se crearon unidades de engranajes turbo de gas de alta temperatura. En términos de su peso, tamaño y parámetros operativos, estas unidades aún ocupan una posición de liderazgo en el mundo. La seguridad de una embarcación de alta velocidad está determinada en gran medida por la disponibilidad de sistemas de control de tráfico fiables y probados. Una característica de los aerodeslizadores es la falta de contacto directo de los dispositivos de dirección con el agua, lo que dificulta la maniobra y hace que el barco dependa mucho del clima. En Rusia, se han desarrollado y probado varios esquemas de control de barcos, incluidos timones aerodinámicos, timones de chorro (toberas de chorro) y hélices de paso variable. Autor: Musskiy S.A.
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