Pateicoties izcilam inženierim un organizatoram R. Aleksejevam, šodien vienīgais veids, kā sasniegt ultra-augstus ātrumus uz ūdens, ir ekranoplan.
Ekranoplāns ir labi zināms principa tehnisks īstenojums: kad spārns pārvietojas tuvu plakanai virsmai (ekrāns), pacēlājs ievērojami palielinās, minimāli palielinot pretestību. Šo lifta pieaugumu sauc par “ekrāna efektu”. Tas ļauj palielināt lidmašīnas celtspēju, salīdzinot ar objektu, kas atrodas tālu no virsmas, bet tas lielā mērā ir atkarīgs no (relatīvā) attāluma no spārna līdz ekrānam un strauji samazinās, palielinot šo attālumu.
Diemžēl, kad spārns pārvietojas tuvu satrauktai, "nemierīgai" virsmai, rodas būtiska šīs kustības stabilitātes problēma. Nestabilitāte liek saglabāt pietiekami lielu augstumu virs ekrāna, kā rezultātā samazinās ekrāna efekts.
Šis efekts ir atkarīgs no lidojuma augstuma attiecība pret spārnu akordu (tā izmērs braukšanas virzienā). Tāpēc dizaineri cenšas palielināt akordu, kas konkrētajā apgabalā neizbēgami noved pie spārnu sprauga samazināšanās (to lielums visā kustības virzienā).
To ir viegli redzēt, piemēram, jaunākās WIG modeļa fotogrāfijā, kas nesen parādīta drukā. Faktiski, lai palielinātu lidojuma augstumu - ar minimālu ekrāna efekta zudumu - ir nepieciešams samazināt spārna relatīvo pagarinājumu, kas ir galvenais faktors, kas nosaka aerodinamisko kvalitāti (pacelšanas un vilkšanas attiecība). Kā redzams vienā un tajā pašā fotoattēlā, jaunā WIG un akorda attiecība ir aptuveni vienāda ar 1, kas ir pilnīgi nepieņemama, piemēram, lidmašīnām.
(Interesanti, ka jaunā WIG "Chaika" pirmajā reizē pirmo reizi tiek īstenots biplana variants, kas norāda uz maziem ātrumiem.
Kustības virsmas nestabilitāte ir galvenais parūka trūkums, lietojot to jūrā. Šis trūkums, pēc autora domām, ir izšķirošs attiecībā uz šādu ierīču izmantošanu jūras vidē. Prakse ir parādījusi, ka pat viena pieskāriena vilnis ar pilnu ātrumu rada ievērojamus bojājumus un var izraisīt negadījumu. Tādējādi, pārbaudot pieredzējušu ekranoplanu "Orlyonok" zaudēto daļu no kuģa pakaļgala, un tikai personīgā pieredze un intuīcija no R. Aleksejeva, kas pārņēma pilotēšanu, neļāva pilnībā iznīcināt ekranoplanu.
Līdzekļu izmantošana, kas nav tik uzticama jūras apstākļiem, ir nepieņemama.
Alternatīva
80. gados akadēmiķa A.N. Krylovam tika piedāvāts jauna tipa ātrgaitas kuģis, kaut arī tas ir ātrāks nekā ekranoplan, bet tas nodrošina daudz lielāku uzticamību.
Ātrumam, kas ir aptuveni 2 reizes lielāks par slīdēšanas sākumu, tika piedāvāts "viļņu griešanas" supergīdais trimarāns (RHT) ar aerodinamisko izkraušanu.
Šī kuģa hidrodinamiskais komplekss ietver trīs mazus pagarinājuma korpusus ar šķeltiem kontūriem, ar minimālo brīvsānu un lielu korpusa priekšgala priekšgala balstu. Korpusi atrodas plānā trijstūrī un ir savienoti ar virszemes apkalpes spārniem, kuru platums ir mazāks par ķermeņa platumu. Propelleriem tiek piedāvāti propelleri, kas šķērso virsmu, piemēram, Arnesona dzenskrūves. Lai kontrolētu dinamisko apdari un samazinātu slīpumu, katrā korpusā tiek ieteikts izmantot barības spoileri.
Aerodinamiskais komplekss ir mehanizēts spārns ar pakaļgala uztvērēju, kas atrodas virs pakaļgala korpusiem, kas nodrošina kuģim pašstabilizāciju priekšējā vēja brāzmas laikā. Spārns ir savienots ar deguna korpusa statīvu ar racionalizētu virsbūvi.
Ir plānots izvietot divas galvenās spēka iekārtas aizmugures korpusos un kuģa elektrostacijā - deguna korpusā. Lietderīgā slodze atrodas spārnā un deguna virsbūvē.
Att. 2. attēlā ir parādīts PBT variants ar 300 tonnu pārvietošanos ar 100 mezglu ātrumu.
Galvenie testa rezultāti
Vilkšanas testi parādīja, ka tad, kad Froude skaits pārvietojumā ir lielāks par 5, korpusiem ir neliela pozitīva hidrodinamiskā mijiedarbība, un testi tika veikti pirms Froude numura 7.5. Tāpēc relatīvais ātrums, kas ir 2–2,5 reizes lielāks nekā slīdēšanas sākuma ātrums, t.i., tiek uzskatīts par aprēķināto ātruma diapazonu. 6,0 - 7,5.
Šajos relatīvajos ātrumos parastie planieri zaudē gareniskās kustības stabilitāti: uz mierīga ūdens sākas spontāna piķis, sākas tā dēvētais „delphination”. Tomēr RHT modelī tas netika novērots. Iespējams, spārnu virsbūve kalpo kā pietiekams amortizators.
Jūras izmēģinājumu galvenais rezultāts bija slazdošanas trūkums visā viļņu garuma diapazonā un ar ātrumu līdz 55%. Tas nozīmē ievērojamu, līdz pat 7 - 10 reizēm pilna mēroga objektu vertikālo paātrinājumu samazināšanu uz viļņiem. Iespējams, nav slaminga, jo korpusi saņem viļņu virsotnes uz klājiem ar reversu, kas samazina ķīļa ripošanu.
Testi vēja tunelī ļāva novērtēt RHT aerodinamisko kvalitāti ar sākotnēji uzskatīto spārna formu kā 5 (skat. Zemāk).
Vieglās sakausējuma korpusa konstrukciju skices dizains ļāva novērtēt to masu, kas ir aptuveni 30-35% no kopējā pārvietojuma.
Lietošanas gadījumi
Ierosināto arhitektūras un konstruktīvo shēmu var izmantot ļoti plašā pārvietojumu un ātrumu diapazonā. Piemēram, 1. attēlā. 3 attēlots ierakstu laiva (ar pamestu spārnu) apmēram 150 mezglu ātrumam.
Šīs izkārtojuma priekšrocība ir tā, ka laiva nepārvērsties vēja brāzmā, kā tas notiek ar esošajiem sacīkšu katamarāniem.
Zīmējumā parādīts mini prāmis 20 cilvēkiem ar ātrumu 50 mezgli, arī ar neapdzīvotu spārnu. 4
Sākotnēji uzskatāmā dzīvojamā spārna forma ļauj jums izveidot patruļkuģi ar helikopteru. 5
Pārskata diapazona otrā galā ir transatlantiskais RHT ar 130 mezglu ātrumu un aprēķināto viļņu intensitāti 6 punkti, 2. att. 6
PBT priekšrocības un trūkumi ir apkopoti tabulā turpmāk.
| Salīdzinājumā ar: | Ieguvumi | Trūkumi. |
| Ekranoplan | Palielināta vadāmība un drošība, paaugstināta dzinējspēka efektivitāte | Zemāks sasniedzamais ātrums |
| Gaisa spilveni | Lētāki, bez trokšņa, vairāk lidojumderīguma. | Vairāk vilkšanas pretestību uz klusa ūdens |
| Viens korpusa kuģis uz zemūdenes automātiski vadīti spārni | Vairāk ātruma, mazāk vibrācijas, lētākas, vairāk klāja telpas | Nedaudz sliktāka lidojumderība |
| Viena ķermeņa ēvelēšana | Ne slemming, ne delfīni, ne vairāk klāja telpa | Vairāk ķermeņa svara konstrukcijas |
| Glābšanas katamarāns | Vairāk sasniedzamu ātrumu, bez slaminga, pašstabilizēšanās | Mazāk pētīta |
Secinājums (ieteikums)
Šķiet acīmredzams, ka pastāvīga saskare ar ūdeni nodrošinās ierosināto super ātru "atdalīšanas viļņu" kuģi ar augstu drošību gan attiecībā uz pacelšanos, gan kontrolējamību.
Ieteicams apsvērt šādas izkārtojuma iespējas, izstrādājot dažādiem mērķiem paredzētus „super-fast” kuģus.
