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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
호버크라프트. 발명과 생산의 역사
"공기 윤활"의 도움으로 선박이나 보트의 속도를 높이려는 아이디어는 1916세기 말에 탄생했습니다. 그 본질은 다음과 같습니다. 강력한 팬이 선박의 평평한 바닥 아래에서 공기를 불어 넣으면 방수 기능이 감소합니다. 따라서 속도가 증가합니다. 그리고 공기가 측면으로 "도주"하지 않도록 선박의 선체에는 세로 용골 (스케그)이 장착되어야합니다. 오스트리아 공학자 다고베르트 뮐러 폰 토마뮬은 40년에 이 아이디어를 최초로 실현했습니다. 그가 만든 어뢰정은 시속 74,08km, 엔진 출력은 480마력에 가까운 XNUMX노트의 속도를 낼 수 있었습니다. 그런 다음 새로운 아이디어가 생겼습니다. 스케그는 고무 "스커트"로 대체되었습니다. 이제 강제 공기가 바닥 아래에서 훨씬 더 천천히 나오고 실제 에어 쿠션이 얻어졌습니다. 이 유형의 선박은 실제로 물 위에 떠 있고 해변으로 "크롤링"할 수 있으며 육지에서도 이동할 수 있습니다.
그러한 호버크라프트의 첫 번째 아이디어는 K.E. Tsiolkovsky는 1927년 그의 작품 "공기 저항과 빠른 기차"에서. 이것은 압축 공기 층인 에어 쿠션에 의존하여 콘크리트 도로를 돌진하는 바퀴 없는 급행입니다. 이 아이디어는 Novocherkassk Polytechnic Institute Vladimir Levkov의 부교수가 기차가 아니라 보트가 아닌 자신의 디자인을 만들도록 자극했습니다. 그리고 Stanislav Zigunenko가 World Pathfinder 잡지에 쓴 내용은 다음과 같습니다. , 프로펠러가 달린 전기 모터가 있었다."분지"아래에 공기를 펌핑하는 나사는 압력을 증가 시켰고 전체 구조는 그대로 바닥 위에 떠서 에어 쿠션에 기대었습니다. Levkov는이 가장 간단한 모델을 약 XNUMX 년 동안 테스트하여 제어 방법, 베개 높이를 이해하여 과도한 전력이 낭비되지 않고 미래 선박이 가능한 한 빠른 속도로 발전 할 수 있도록 노력했습니다 ... 1932년에 이미 교수였던 Levkov는 새로운 모델을 테스트하기 시작했습니다. 그녀는 길쭉한 눈물 모양, 두 개의 엔진을 가졌습니다 : 선수와 선미. 작은 호버크라프트가 공기 역학 실험실의 타일 바닥 위를 쉽게 미끄러졌습니다. 곧 모델의 모습이 다시 바뀌었습니다. 측면이 비스듬히 잘린 긴 거꾸로 된 상자처럼되었습니다. 경 사진 위치의 컷 아웃에서 프로펠러가있는 전기 모터가 강화되었습니다. 프로펠러에 의해 배출된 공기가 모형 몸체 아래에 쌓여 들어 올려집니다. 이 계획에 따르면 Levkov는 모든 최초의 대형 호버크라프트를 만들었습니다. 1934 년 봄, Levkov는 모스크바로 이사했습니다. 그는 MAI (Moscow Aviation Institute)에서 일하도록 초대 받았습니다. 그는 호버크라프트의 대형(길이 XNUMX미터 이상) 모형을 가져왔습니다. 구조 역학의 모든 규칙에 따라 설계되어 좋은 인상을 남겼습니다. 시공의 용이성과 모델의 아름다운 외관 마감이 인상적이었습니다. 그녀의 몸무게는 약 XNUMXkg에 불과했습니다. 모스크바 항공 연구소에서 모델을 테스트하기 위해 특별실이 지정되었습니다. 얕은 수영장이 있습니다. 작은 보트의 전기 모터에 전원을 공급하기 위해 두 개의 전선이 그 위에 늘어졌습니다. 그는 잘 날았다. 몇 초 만에 수영장 한쪽에서 다른 쪽으로 쉽게 옮겨졌습니다. 그런 다음 Levkov 교수가 이끄는 실험 설계국이 조직되었습니다. 1인승 보트 L-1935을 개발하기 시작했습니다. 시험은 XNUMX년 여름 모스크바 근처의 Pleshcheyevo 호수에서 시작되었습니다. 배의 무게는 1,5톤이었다. 나무 선체는 플랫폼으로 연결된 두 개의 좁은 보트로 구성되었습니다. 프로펠러가 장착된 두 대의 항공기 엔진이 플랫폼과 보트로 둘러싸인 공간으로 공기를 주입했습니다. 보트는 로터리 셔터 (블라인드, 모터 아래 강화)의 도움으로 제어되었습니다. 셔터가 수직 위치에 있으면 기류가 아래쪽으로 향하고 보트는 움직이지 않습니다. 블라인드가 뒤로 빗나가면 반력이 보트를 앞으로 움직이고 앞으로 빗나갔습니다. 역방향이 주어졌습니다. 또한 수직 및 수평 꼬리가 있어 비행선 제어에도 참여했습니다.
이 보트는 Levkov, 특히 L-5 보트의 지도력하에 만들어진 다른 비행선의 프로토 타입이되었습니다. 몸이 이미 금속인 두랄루민이었기 때문에 질량은 9톤에 달했습니다. 운전석 뒤에는 비행 정비공이 승객을 위한 공간을 마련했습니다. 첫째, 보트는 육지에서 테스트되었습니다. 우리는 그가 날아가는 것을 지켜보았다. 그런 다음 해상 시험이 시작되었습니다. 그들은 일반 보트로 차를 동반하려고했지만 곧 절망적으로 뒤처졌습니다. 그리고 측정 된 마일에서 스톱워치를 켰을 때 테스터는 자신의 눈을 믿을 수 없었습니다. 보트의 속도는 140 노트 이상, 즉 시속 약 XNUMXkm였습니다! 테스트는 또한 보트가 늪, 눈 덮인 들판 또는 얼음 위를 쉽게 통과할 수 있음을 보여주었습니다.
군대는 테스트 결과에 큰 관심을 갖게 되었고 Levkov 교수는 곧 호버크라프트를 위한 특별 설계국을 이끌었습니다. 최대 15톤의 선박이 건조되었습니다. 두 개의 엔진으로 최대 30 톤까지 더 큰 것이 설계되었습니다. 따라서 1954여 년 전에 소련에서는 XNUMX대의 작은 호버크라프트 함대가 건조되었습니다. 불행히도 위대한 애국 전쟁 중에 발트해에 있던 경험 많은 배가 죽었습니다. 승리 후 그러한 배의 개발이 계속되었습니다. 그러나 XNUMX년 초에 Levkov 교수가 사망했고 사업은 중단되었습니다. 호버크라프트 개발의 중요한 단계는 1955년 영국에서 Christopher Cockerell 교수가 공기 쿠션을 형성하기 위한 노즐 방식을 발명한 것입니다. 그는 또한 우리나라에서 즉시 높이 평가되는 유연한 울타리의 발명품을 소유하고 있습니다. 1959년, 한가운데 원통형 탑이 있는 이상한 선박이 영국 해협에 나타났습니다. 프랑스에서 시작하여 해협을 건넜습니다. 해안에 도착한 후 아무 일도 없었던 것처럼 계속 나아갔습니다. Cockerell이 설계한 배는 Levkovo보다 XNUMX배 무겁고 XNUMX배 더 빠릅니다. 이제 호버크라프트는 참신함이 아닙니다. 많은 국가에서 개선되고 있습니다. 그들은 매우 유망한 운송 수단으로 인식되고 있습니다. 그들은 영국 해협을 가로 질러 사람과 차량을 수송하는 민간 페리로 해군의 상륙정으로 사용됩니다. 가장 성공적인 해외 개발 중 하나는 1972년 영국에서 제작된 33톤 보트 BH-7 Wellington입니다. 14톤의 화물을 실을 수 있으며 동시에 약 60노트-시속 111,12km의 속도로 물 위를 날 수 있습니다. 소련에서는 해군 전문가들이 수륙 양용 선박의 엄청난 능력을 처음으로 인식했습니다. 휴식 후 Levkov가 시작한 작업은 계속되었지만 새로운 수준의 자금 조달이었습니다. 상륙함의 설계 및 생산을 위한 기지가 만들어졌습니다. 호버크라프트 제작 분야에서 러시아의 선두 기업은 Almaz Central Marine Design Bureau입니다. 상륙정 "Skat"은 최초의 연속 제작이었습니다. 그것은 49노트의 속도로 XNUMX명의 낙하산병을 태울 수 있었습니다. 이를 바탕으로 우주 비행사를 구출하기 위해 세 척의 배가 만들어졌습니다. 114톤의 배수량을 가진 Kalmar가 그 뒤를 이었습니다. 그는 최대 37노트의 속도로 55톤의 화물을 운반할 수 있었습니다. 전체적으로 배는 150개의 프로젝트에 따라 Almaz에서 연속적으로 건조되었습니다. 그 중 수륙양용 강습함 Zubr은 적재량 550톤, 총배수량 60톤, 전속력 40노트, 시속 2노트로 1000미터 높이의 바다를 항해한다. 전문가들은 80톤의 배수량이 그러한 선박의 배수량에 대한 한계가 아니며 실제로 최대 XNUMX노트의 속도를 달성할 수 있다고 믿습니다. 1987년 소련은 세계에서 가장 큰 호버크래프트인 보라 소형 로켓선을 만들었습니다. 그는 53지점의 폭풍우에도 아랑곳하지 않고, 바다가 잔잔하면 시속 98,16km인 XNUMX노트의 속도로 움직인다. "Almaz"는 다목적 호버크라프트 "Chilim"인 프로젝트 12270의 여객 호버크라프트 인 강 화물선 "Bober"와 같은 여러 민간 호버크라프트 프로젝트를 개발했습니다. 선박의 목적에 따라 변위 톤당 설치된 용량과 같은 중요한 매개 변수가 변경됩니다. 경제적 운영 지표가 우세하지 않은 군용 보트의 경우 이 수치는 톤당 65-120kW 범위입니다. 이러한 높은 출력 대 중량 비율은 잔잔한 물에서 또는 흥분이 거의 없는 상태에서 최대 속도의 크기로 인해 발생하지 않습니다. 이를 달성하기 위해 설치된 용량의 60-70%만 사용됩니다. 그 이유는 다릅니다. 파도에서 주어진 보장 속도를 달성해야 할 필요성입니다. 기상 조건으로 인한 비행 거부 가능성에도 불구하고 이 지표가 운영 효율성을 결정하는 민간 조선 실무에서는 침착한 물에서 30-36노트의 속도를 유지하면서 톤당 40-50kW로 증가할 수 있습니다. 항공 전통에 따라 첫 번째 호버크라프트는 리벳으로 만들어졌지만 해상에서의 작동 경험은 이러한 유형의 연결의 신뢰성이 낮음을 보여주었습니다. 1974년부터 선체가 용접되었습니다. 이를 위해 고강도 내 부식성 해양 알루미늄-마그네슘 합금이 만들어졌으며 다양한 섹션의 보강재가있는 프레스 패널 생산이 마스터되었습니다. 유연한 울타리를 만드는 분야에서 많은 연구가 수행되었습니다. 사용된 필라멘트 섬유의 특성, 필라멘트사의 비틀림 및 직조 유형, 함침 및 코팅 고무 혼합물의 조성에 대한 유연한 울타리 재료의 강도 및 내마모성의 의존성이 확립되었습니다. 최신 프로젝트의 선박에 사용된 고무 직물 재료는 선박의 내항성이 우수하고 수리 없이 장기간 운항할 수 있는 가능성을 제공합니다. 호버크라프트의 경우 프로펠러 블레이드의 특수 프로파일을 개발해야 했으며, 이를 통해 항공기 속도에 비해 낮은 속도에서 높은 효율성을 달성할 수 있었습니다. 변위가 100톤 이상인 모든 호버크라프트의 경우 피치가 변경될 때 프로펠러의 높은 신뢰성을 보장하는 단일 프로펠러 부싱이 개발되었습니다. 유연한 배리어의 내항성, 수륙양용성 및 내마모성에 결정적으로 중요한 것은 에어 쿠션을 통과하는 공기 흐름입니다. 공기 공급을 위해 우리 과학자들은 작은 크기로 고효율을 갖는 축 방향 및 원심 과급기의 특수 방식을 개발했습니다. 프로펠러, 과급기 및 기타 소비자를 구동하기 위해 고온 가스 터보 기어 장치가 만들어졌습니다. 무게, 크기 및 작동 매개변수 측면에서 이 장치는 여전히 세계 최고의 위치를 차지하고 있습니다. 고속선의 안전성은 주로 신뢰할 수 있고 입증된 교통 통제 시스템의 가용성에 의해 결정됩니다. 호버크라프트의 특징은 스티어링 기어가 물과 직접 접촉하지 않아 조종이 어렵고 선박이 날씨에 크게 의존하게 된다는 것입니다. 러시아에서는 공기 역학적 방향타, 제트 방향타(제트 노즐) 및 가변 피치 프로펠러를 포함한 다양한 선박 제어 체계가 개발 및 테스트되었습니다. 저자: Musskiy S.A.
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