Perruque rivale?

Grâce aux réalisations de R. Alekseev, ingénieur et organisateur de premier plan, le seul moyen de parvenir à des vitesses ultra-élevées sur l'eau est un ekranoplan.

Ekranoplan est une implémentation technique d'un principe bien connu: lorsque l'aile se déplace près d'une surface plane (écran), la portance augmente sensiblement avec une augmentation minimale de la résistance. Cette augmentation de la portance est appelée «effet d'écran». Cela vous permet d'augmenter la capacité de charge de l'aéronef par rapport à un objet se déplaçant loin de la surface, mais cela dépend fortement de la distance (relative) entre l'aile et l'écran et diminue rapidement avec l'augmentation de cette distance.

Malheureusement, lorsque l'aile se déplace près d'une surface agitée "agitée", le problème essentiel de la stabilité de ce mouvement se pose. L'instabilité oblige à maintenir une altitude suffisamment grande au-dessus de l'écran, ce qui réduit l'effet d'écran.

Cet effet dépend du rapport entre la hauteur du vol et la corde d’aile (sa taille dans le sens de la marche). Par conséquent, les concepteurs tentent d’augmenter l’accord, ce qui entraîne inévitablement, pour une zone donnée, une diminution de l’envergure (leur taille dans le sens du mouvement).

Cela est facile à voir, par exemple, sur la photo du modèle du plus récent WIG, récemment montré en impression. En fait, pour augmenter la hauteur du vol - avec une perte minimale d’effet écran - il est nécessaire de réduire l’allongement relatif de la voilure, principal facteur déterminant la qualité aérodynamique (rapport de portance et de traînée). Comme le montre la même photo, le nouveau rapport WIG d'accords et d'étendues est approximativement égal à 1, ce qui est totalement inacceptable, par exemple pour les avions.

(Il est intéressant de noter que la variante du biplan, qui se propose pour de faibles vitesses, est mise en œuvre pour la première fois dans le WIG nouvellement créé "The Seagull").

L’instabilité du mouvement sur la surface agitée est le principal inconvénient de la perruque lorsqu’elle l’utilise en mer. Selon l'auteur, cette lacune est déterminante pour l'utilisation de tels dispositifs en milieu marin. La pratique a montré que le simple fait de toucher une vague à pleine vitesse entraîne des dommages importants et peut provoquer un accident. Ainsi, lors des tests sur un ekranoplan expérimenté, "Orlyonok" a perdu une partie de la poupe et seule l'expérience personnelle et l'intuition de R. Alekseev, qui a repris le pilotage, ont empêché la destruction complète de l'ekranoplan.

L'utilisation de fonds, si peu fiables dans des conditions marines, est inacceptable.

Alternative

Dans les années 80, à la suite d'une recherche menée par l'Institut central de recherche nommé d'après l'académicien A.N. On a proposé à Krylov un nouveau type de navire à très grande vitesse, bien que moins rapide qu'un ekranoplan, mais offrant une fiabilité beaucoup plus grande.

Pour des vitesses environ 2 fois plus grandes que le début de vol plané, un trimaran super-planeur à coupe-vent (HRT) avec déchargement aérodynamique a été proposé.

Fig. 1. Type de PBT du nez

Le complexe hydrodynamique de ce navire comprend trois petites coques à extension aux contours brisés, avec un franc-bord minimum et une grande selle inversée de la proue du pont de chaque coque. Les coques sont disposées en triangle dans un plan et sont reliées à une aile manœuvrée en surface par des racks de largeur inférieure à la largeur de la caisse. En tant qu'hélices, des hélices qui traversent la surface sont suggérées, par exemple les hélices d'Arneson. Pour contrôler l'assiette dynamique et réduire le tangage, il est proposé d'utiliser des spoilers d'alimentation sur chaque coque.

Le complexe aérodynamique est une aile avec un intercepteur de poupe, située au-dessus des coques de poupe, qui permet au navire de s'auto-stabiliser pendant les rafales de vent contraire. L'aile est reliée au bâti de la coque avant par une superstructure profilée.

Il est prévu de placer les deux principales unités motrices dans les coques arrière et dans la centrale du navire - dans la coque avant. La charge utile est située dans l'aile et la superstructure du nez.

Sur la fig. La figure 2 montre une variante d'un PBT avec un déplacement de 300 tonnes à une vitesse de 100 nœuds.

Fig. 2. Traversier pour voitures et passagers (24 voitures, 100 personnes) à une vitesse de 100 nœuds, conception

Résultats du test clé

Les tests de remorquage ont montré que lorsque le nombre de Froude en déplacement était supérieur à 5, il existait une légère interaction hydrodynamique positive des coques et que les tests avaient été effectués avant le nombre de Froude 7.5. Par conséquent, les vitesses relatives qui sont 2 à 2,5 fois supérieures à la vitesse de début de vol plané, c’est-à-dire prises en compte dans la plage de vitesses calculée. 6,0 - 7,5.

À ces vitesses relatives, les planeurs ordinaires perdent la stabilité du mouvement longitudinal: en eaux calmes, commence le tangage spontané, la soi-disant «delphination» commence. Cependant, il n'a pas été observé sur le modèle RHT. La superstructure de l'aile sert probablement d'amortisseur suffisant.

Le principal résultat des essais en mer était l'absence de claquement dans toute la gamme de longueurs d'onde et à une vitesse pouvant atteindre 55%. Cela signifie une réduction significative, jusqu’à 7 à 10 fois, des accélérations verticales d’objets grandeur nature sur les vagues. Probablement, il n'y a pas de claquement parce que les coques reçoivent les sommets des vagues sur les ponts à voile inversé, ce qui réduit le roulis de quille.

Des essais en soufflerie nous ont permis d'estimer la qualité aérodynamique du RHT avec une forme d'aile initialement considérée égale à 5 (voir ci-dessous).

La conception sommaire des structures de coque en alliage léger a permis d’estimer leur masse, qui représente environ 30 à 35% du déplacement total.

Cas d'utilisation

Le schéma architectural et constructif proposé peut être appliqué dans une très large gamme de déplacements et de vitesses. Par exemple, dans la fig. La figure 3 montre un bateau record (avec une aile déserte) pour une vitesse d’environ 150 nœuds.

Fig. 3. RHT en tant que bateau autostabilisé pour la course

L'avantage de cet arrangement est que le bateau ne se retournera pas face à une rafale de vent contraire, contrairement aux catamarans de course existants.

La fig. 1 montre un mini-ferry pouvant accueillir 20 personnes à une vitesse de 50 nœuds, également avec une aile inhabitée. 4

Fig. 4. Ferry pour 20 personnes

La forme initialement envisagée de l’aile habitable vous permet de créer un bateau de surveillance transportant un hélicoptère, fig. 5

Fig. 5. Bateau de patrouille (150 tonnes, 70 nœuds)

À l’autre extrémité de la ligne de déplacement considérée se trouve le RHT transatlantique avec une vitesse de 130 nœuds et une intensité de vague calculée de 6 points, fig. 6

Fig. 6. Un navire à passagers pour 250 personnes. 130 noeuds, aile partiellement habitable

Les avantages et les inconvénients du PBT sont résumés dans le tableau ci-dessous.

En comparaison avec:Les avantagesInconvénients
EkranoplanGérabilité et sécurité accrues, efficacité accrue de la propulsionDes vitesses inférieures réalisables
AéroglisseurMoins cher, pas de bruit, plus de navigabilité.Plus de résistance au remorquage sur eau calme
Navire simple coque sur sous-marin automatiquement

ailes guidées

Plus de vitesse, moins de vibrations, moins cher, plus d'espace sur le pontNavigabilité légèrement pire
Rabotage de corps uniquePas de slemming, pas de dauphins, plus d'espace sur le pontPlus de poids corporel

constructions

Catamaran à voileDes vitesses plus réalisables, sans claquement, auto-stabilisationMoins étudié

Conclusion (recommandation)

Il semble évident que le contact constant avec l'eau procurera au navire à "ondes de dissection" ultrarapide proposé une grande sécurité en termes de tangage et de contrôlabilité.

Il est recommandé d’envisager des options pour un tel agencement lors de la conception de navires "ultra-rapides" aux fins diverses.

Regarde la vidéo: Ruby comedienne vous propose les perruques (Mars 2024).