Что такое аэролодка?

Аэролодки – общее название легких глиссирующих судов, оснащенных воздушным маршевым винтом. В отличие от обычных катеров с гребным приводом, которым требуется определенная глубина, аэроботы способны передвигаться по мелководью, плавням, заболоченным водоемам, горным протокам, льду, снегу, преодолевать небольшие препятствия в виде плавающих бревен, коряг, порогов, торосов. Благодаря этим качествам амфибии на воздушной подушке популярны среди рыболовов, охотников, любителей активного отдыха. Техника может использоваться для транспортировки пассажиров либо небольших грузов в труднодоступных районах, патрулирования, спасательных операций.

Оглавление

1. История появления
2. Узлы и агрегаты аэролодки
3. Корпус
4. Донная защита
5. Силовая установка
6. Особенности винта для аэролодки
7. Как сделать аэролодку самому
8. Корпус
9. Защита дна
10. Двигатель
11. Винт
12. Диаметр
13. Форма
14. Ширина лопастей
15. Сечение
16. Защита винта
17. Преимущества СВП Славир перед обычными аэролодками
18. Динамические характеристики
19. Легкий старт
20. Комфорт

История появления

Первые теоретические разработки по созданию амфибийных лодок относятся к началу XVIII века. Ими занимался шведский ученый Эммануил Сведенборг, однако довести дело до конца ему не удалось. Настоящего технического прорыва человечеству пришлось ждать почти 200 лет. Прообразом современных глиссеров можно считать аэросани, проектированием которых занимались во многих странах: Германии, Австрии, Франции и др. России, славящейся своими лютыми зимами, бескрайними просторами и весьма скудной сетью дорог, такая техника была жизненно необходима. В 1904 году инженер Сергей Неждановский представил свое изобретение: сани на полозьях с пропеллером. Его модель была несовершенной и мало подходила для практического применения, однако она дала толчок для дальнейших разработок. И уже через 3 года московский завод ДУКС стал выпускать лыжные автомобили Юрия Меллера, которые оснащались моторами мощностью 3,5 л.с. и могли развивать скорость до 16,5 км/ч. В это же время внедряется ряд инновационных решений, актуальных и в настоящее время: установка кабины, крепление двигателя к винту, устройство управления посредством изменения вектора тяги. В 1912 году Игорь Сикорский создал модель, разгонявшуюся до умопомрачительной на то время скорости: 75 км/ч.

Свою лепту в эволюцию аэросаней внесли и военные. В первую мировую войну техника использовалась для разведки, связи и эвакуации раненных солдат. После Октябрьской революции Председателем комиссии по снабжению Красной армии А.Рыковым был создан целый комитет по построению вездеходной техники, в том числе и аэросаней.

Развитие гражданских модификаций в СССР приходится на 30-е годы. В Чувашии между городами Канаш и Чебоксары была проложена почтовая линия протяженностью 85 км, преодолеть которые в зимнее время могли только аэросани. В 1932 году по инициативе общества «Автодор» был создан отдел по строительству глиссеров и аэросаней. Самая массовая модель того времени ОСГА-6 воплотила в себе все передовые разработки. Она имела обтекаемый корпус, мягкий 6-месный салон с большими окнами, защиту винта. Техника использовалась для перевозки почтовых грузов, патрулирования. Во время операции по спасению экипажа застрявшего во льдах парохода «Челюскин» аэросани курсировали между местом посадки самолета и судном, снабжая потерпевших провиантом.

История XX – это чередование мирных отрезков времени с войнами. Уже в 1939 году аэросани снова пригодились на фронте. Во время финской кампании они использовались для разведки, эвакуации, а также десантирования отрядов лыжников, ехавших за машиной прицепом. Но главные события были впереди. Напав на СССР в 1941 году, Гитлер рассчитывал на блицкриг, однако у советского руководства были иные планы. Готовясь к долгой войне, Совет труда и обороны дал указание спроектировать и начать выпуск к зиме новой модели аэросаней. Боевое крещение двухместных НКЛ-26, вооруженных пулеметом Дегтярева, состоялось в январе 1942 года. В дальнейшем техника использовалась во многих операциях ВОВ, включая Сталинградскую битву и обеспечение продуктами блокадного Ленинграда. Велись разработки и по созданию настоящего снежного танка, но машина получилась слишком тяжелой, что негативно отразилось на ее проходимости. В итоге проект закрыли.

В послевоенные годы жители СССР увидели еще одну любопытную модификацию аэросаней. По сути это был установленный на полозья и оборудованный воздушным винтом кузов автомобиля «Победа».

В 1961 году конструкторским бюро Туполева представлена амфибийная модель А-3. Именно ее можно назвать первой аэролодкой. На аппарате был установлен авиационный двигатель мощностью 260 л.с. По воде машина с футуристическим внешним видом разгонялась до 80, а по снегу – до 100 км/ч. За счет воздушных потоков, приподнимавших судно над поверхностью, А-3 могло преодолевать разные препятствия, включая невысокий кустарник.

В настоящее время аэролодки выпускаются в разных пассажирских и грузовых модификациях. Современные модели способны брать на борт до 1,5 т груза, развивать скорость до 150 км/ч и более.

Узлы и агрегаты аэролодки

Основные элементы конструкции аэролодки:

• корпус;
• донная защита;
• силовая установка с воздушным винтом;

Корпус

Катера на воздушной подушке имеют плоскодонную конструкцию без киля. Это обеспечивает скольжение по поверхности без глубокого погружения, что важно на мелководье, а также возможность передвижения по снегу и льду. Наиболее распространенными являются корпуса подковообразной формы. Нижняя часть состоит из нескольких баллонов, изготовленных из ПВХ ткани плотностью порядка 1000 г/м², либо единого надувного отсека. В качестве бортовых ограничителей также используются воздушные баллоны. Приподнятый нос лодки на воздушной подушке закрывается тентом, а на корме устанавливается транец, к которому крепится маршевой винт.

Некоторые катера имеют кабины, но большинство моделей открытые, защитой от ветра и брызг на них служит лобовое стекло и тент. Консоль с рулевым управлением размещена на палубе.

Донная защита

Броня – один из важнейших элементов аэролодки. В ее задачу входит защита корпуса от механических повреждений и обеспечение скольжения. Изготавливают броню из гибкого прочного, стойкого к истиранию и температурным нагрузкам полимера. Чаще всего из сверхмолекулярного полиэтилена марок PE 500, PE 1000. Это материал с очень низким коэффициентом трения. Из него, к примеру, делают искусственный лед для катков, покрытия для горных и беговых лыж. Еще лучшими характеристиками обладает керамопласт, но его цена значительно выше.

Защита изготавливается не из цельного листа полимера, а из отдельных полос, которые накладываются друг на друга внахлест. Такое конструктивное решение имеет несколько обоснований. Оно:

• создает эффект чешуи, что увеличивает прочность конструкции и улучшает скольжение;
• позволяет при сборке плавно обойти обводы корпуса;
• дает возможность произвести частичную замену поврежденных элементов.

Защита закрывает не только дно лодки, но и баллоны, размещенные по бортам. Это важно, так как инерционные силы при торможении достаточно велики, и боковых ударов избежать не удастся.

Силовая установка

Мощность мотора определяется классом и назначением судна. В небольших рыбацких лодках она составляет 10-20 л.с., тогда как профессиональные транспортные катера оснащаются двигателями на 750 л.с. и более.

Аэролодка приводится в движение при помощи пропеллера. Для безопасности людей он монтируется в решетчатом кожухе. Маневрирование осуществляется при помощи рулей, изменяющих направление тяги.

Особенности винта для аэролодки

Воздушный винт – движитель аэролодки. Его задачей является преобразование крутящего момента мотора в тягу. Принцип действия пропеллера заключается в отбрасывании лопастями воздуха, вследствие чего впереди аппарата образуется область низкого давления, а позади – высокого. Это и приводит судно в движение. Основными характеристиками винта являются:

• диаметр;
• количество лопастей;
• размер, форма и сечение лопастей;
• угол установки лопастей.

Необходимые значения рассчитываются по аэродинамическим формулам, описывающим вращательные и поступательные движения пропеллера.

Одной из основных характеристик, влияющих на КПД движителя, является шаг (геометрический ход) винта. Это теоретическое расстояние, которое он прошел бы за один оборот в твердой среде (фактическое, называемое поступью, несколько больше за счет скольжения в воздухе). Шаг винта находится в прямой зависимости от угла установки лопастей, и на практике рассматривается именно эта величина. Сложность заключается в том, что максимальное КПД достигается только при определенных значениях шага в совокупности с режимом работы мотора. Увеличение или снижение оборотов приводит к потере эффективности. Используемые в настоящее время пропеллеры подразделяются на:

• Винты неизменяемого шага (ВНШ). Рассчитаны на одну скорость движения судна.
• Винты фиксируемого шага (ВФШ). Предусматривают изменение положения лопасти, но не во время движения. Это позволяет выбрать режим движения перед поездкой в зависимости от условий.
• Винты изменяемого шага (ВИШ). Изменение угла положения лопасти происходит автоматически во время движения. Это дает возможность судну двигаться на любых скоростях без потери КПД. Ряд моделей имеют опцию реверса (создания обратной тяги). Это облегчает торможение и маневрирование. Недостаток ВИШ заключается в сложности конструкции, которая содержит множество дополнительных элементов: гидравлический узел, насос, валы. В связи с этим на небольших аэролодках такие системы практически не применяются.

Как сделать аэролодку самому

Производители предлагают большой ассортимент аэролодок, но их цена довольно высока. В связи с этим в последние годы появилось много мастерских и народных умельцев, изготавливающих глиссеры в кустарных условиях. Динамические характеристики самодельных судов в ряде случаев сопоставимы с заводскими образцами, а стоимость таких лодок значительно меньше.

Корпус

Основа аэроглиссера – это плоскодонная лодка. Для ее изготовления используют пиломатериалы, листовой ПНД и пр. В классическом исполнении – это конструкция из ПВХ баллонов. Самый простой вариант – приобрести готовую надувную лодку, длиной 3,2-4,0 м.

Защита дна

При движении по чистой воде дно надувной лодки не нуждается в дополнительной защите. Но если речь идет о зимней поездке по льду без нее не обойтись. Для брони используют листы высокомолекулярного полиэтилена толщиной около 3 мм. Желательно собрать чешуйчатую конструкцию из 6-7 листов, укладывая их внахлест. Крепление защиты осуществляется посредством люверс ленты.

Двигатель

Для небольших рыбацких лодок в качестве силовых агрегатов могут использоваться лодочные моторы мощностью 10-30 л.с. Двигатель монтируется на стальную раму, которая крепится к транцу. Передача вращения на винт осуществляется либо непосредственно с вала мотора, либо через ременную передачу. Второй вариант предпочтительней, т.к. предполагает расположение двигателя внизу лодки, тогда как при прямой передаче мотор устанавливается примерно на метровой высоте, что чревато заваливанием судна на высокой скорости из-за смещения центра тяжести.

При выборе мотора важной характеристикой является количество оборотов. Окружная скорость на оконечностях лопастей винта должна находится в пределах 200-240 м/с. При превышении верхнего значения (примерно равного 0,7 скорости звука) происходит уплотнение воздуха на кромке лопасти, что приводит к резкому снижению КПД и ухудшению динамических характеристик. Это распространенная ошибка начинающих мастеров, которые собирают аэродинамические установки без расчетов. Исправить ситуации можно при помощи понижающего редуктора.

Винт

В продаже имеется достаточно много готовых моделей винтов, в том числе и с регулируемым шагом, однако при наличии достаточных знаний о конструкции этого элемента, его можно изготовить самостоятельно. Как правило, речь идет о двухлопастных винтах, выточенных из цельного деревянного бруса либо отдельных пластин с их последующей склейкой эпоксидным клеем.

Диаметр

В принципе, чем больше диаметр винта, тем лучше его динамические характеристики. Но с точки зрения удобства езды он не должен превышать ширину лодки. Таким образом, с учетом защитной рамы оптимальный диаметр винта – на 10 см меньше габарита судна.

Форма

По форме лопасти бывают:

• трапециевидными;
• криволинейными, близкими к овалу;
• саблевидными.

Криволинейная поверхность обладает лучшими аэродинамическими характеристиками. При этом саблевидная форма способствует снижению уровня шума. Однако учитывая, что рев мотора в любом случае громче винта, а выточка саблевидной формы достаточно сложна, лучше остановиться на овальном варианте с симметричным расположением кромок относительно продольной оси.

Ширина лопастей

Чем тоньше лопасти, тем лучше аэродинамические характеристики винта. В то же время ширина обеспечивает прочность. Таким образом, оптимальный размер лопасти в самом широком месте должен равняться примерно 0,1 D.

Сечение

Изменение угловых значений в сечении лопасти называется круткой винта. Общее правило гласит, что чем больше расчетная скорость судна, тем больше должна быть крутка. Соответственно на тихоходных лодках такие винты будут неэффективны. Полный расчет винта можно выполнить, воспользовавшись специальными программами. По полученным данным изготавливаются шаблоны, после чего лопасти обтачиваются.

Готовый винт нужно проверить на балансировку. Для этого его подващивают на оси в горизонтальном положении. Небольшие огрехи можно исправить шлифовкой или даже нанесением дополнительного слоя лака.

Защита винта

Винт на лодку устанавливается в защитном каркасе, закрытом с обеих сторон проволочной сеткой. Это обязательное условие безопасности. Попадание посторонних предметов (например, сорванной ветром шапки) на работающий пропеллер чревато его разломом и разлетом частей в разные стороны. Нельзя исключать и риск прямого поражения по неосторожности вращающимся винтом людей, что грозит тяжелыми увечьями.

Преимущества СВП Славир перед обычными аэролодками

Судостроительная компания «Амфибийная техника» выпускает амфибийные вездеходные катера на воздушной подушке под маркой «Славир». Линейка продукции включает катера пассажировместимостью от 4 до 12 человек и грузоподъемностью от 600 кг до 1,2 т. При внешнем сходстве с обычными аэролодками они имеют одно важное конструктивное отличие, а именно: воздушную подушку. Это добавляет судам на воздушной подушке «Славир» технических возможностей, а пассажирам комфорта.

Динамические характеристики

Отсутствие контакта с поверхностью исключает воздействие на днище сил трения. Диапазон использования СВП «Славир» значительно шире, чем обычных аэролодок. Они могут перемещаться не только воде, снегу и льду, но даже по песку или грунту. Смена поверхности проходит практически без потери скорости. За счет клиренса катера плавно без ударов и тряски проходят препятствия в виде волн, торосов, порогов, не подвержены эффекту дельфинирования

Легкий старт

При включении силового агрегата судно поднимается в воздух, после чего приводится в движение. Простой старт обеспечивается вне зависимости от типа поверхности и возможен даже при небольшом перегрузе катера.

Комфорт

Лишь некоторые глиссирующие аэролодки оборудуются кабинами. Это связано с точными расчетами по распределению масс на палубе. Даже незначительные отклонения от них негативно сказываются на динамических характеристиках. В большинстве случаев допускается лишь легкий тент. В отношении СВП таких ограничений нет. Ховеркрафты «Славир» полностью адаптированы для долгих поездок даже в зимнее время. Все катера имеют комфортабельные отапливаемые салоны, хорошо защищающие от ветра, брызг и шума силовой установки.