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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Luftkissenfahrzeug. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Die Idee, mit Hilfe der „Luftschmierung“ die Geschwindigkeit eines Schiffes oder Bootes zu erhöhen, entstand Ende des 1916. Jahrhunderts. Sein Wesen war wie folgt. Wenn ein starker Ventilator Luft unter den flachen Boden des Gefäßes bläst, nimmt der Wasserwiderstand ab; daher wird die Geschwindigkeit zunehmen. Und damit die Luft nicht seitlich "wegläuft", muss der Schiffsrumpf mit Längskielen - Skegs - ausgestattet sein. Der österreichische Ingenieur Dagobert Müller von Thomamühl war der Erste, der diese Idee 40 verwirklichte. Das von ihm geschaffene Torpedoboot konnte eine Geschwindigkeit von fast 74,08 Knoten erreichen - 480 Stundenkilometer, die Motorleistung betrug XNUMX PS. Dann entstand eine neue Idee: Die Skegs wurden durch einen Gummirock ersetzt. Jetzt kam die Zwangsluft noch langsamer unter dem Boden hervor und es entstand ein echtes Luftpolster. Schiffe dieser Art schweben regelrecht über dem Wasser, können an Land „kriechen“ und sich sogar an Land fortbewegen.
Die erste Idee eines solchen Hovercrafts wurde von K.E. Ziolkowski 1927 in seinem Werk „Luftwiderstand und Schnellzug“. Dies ist ein radloser Express, der über eine Betonstraße rast und sich auf ein Luftkissen verlässt - eine Schicht aus Druckluft. Diese Idee veranlasste den außerordentlichen Professor des Polytechnischen Instituts von Nowotscherkassk, Vladimir Levkov, ein eigenes Design zu entwerfen, jedoch keinen Zug, sondern ein Boot. Und hier schreibt Stanislav Zigunenko in der Zeitschrift World Pathfinder: "Er begann wie üblich mit Berechnungen und dem Bau von Modellen. Die erste Struktur, die von einem jungen Aerodynamiker gebaut wurde, sah aus wie ein umgekehrtes Becken. Ein gewöhnliches Becken soll der Boden sein , es gab einen Elektromotor mit einem Propeller.Die Schraube, die Luft unter das "Becken" pumpte, erzeugte einen erhöhten Druck. Und die gesamte Struktur schwebte sozusagen über dem Boden und stützte sich auf ein Luftkissen. Levkov testete dieses einfachste Modell etwa fünf Jahre lang und versuchte zu verstehen, wie es gesteuert werden könnte, wie hoch das Kissen sein sollte, damit keine überschüssige Energie verschwendet würde und das zukünftige Schiff eine möglichst hohe Geschwindigkeit entwickeln würde ... 1932 begann Levkov, bereits Professor, ein neues Modell zu testen. Sie hatte eine längliche Tropfenform, zwei Motoren: im Bug und im Heck. Ein kleines Hovercraft glitt mühelos über den Fliesenboden des aerodynamischen Labors. Bald änderte sich das Aussehen des Modells erneut. Es wurde wie eine lange umgedrehte Schachtel mit schräg geschnittenen Seiten. In den Ausschnitten in Schräglage wurden Elektromotoren mit Propellern verstärkt. Die von den Propellern ausgestoßene Luft sammelte sich unter dem Körper des Modells und hob es an. Nach diesem Schema schuf Levkov dann das erste große Luftkissenfahrzeug. Im Frühjahr 1934 zog Levkov nach Moskau - er wurde eingeladen, am Moskauer Luftfahrtinstitut (MAI) zu arbeiten. Er brachte ein großes (mehr als zwei Meter langes) Modell eines Hovercrafts mit. Nach allen Regeln der Baumechanik konstruiert, machte es einen guten Eindruck. Die einfache Konstruktion und die schöne Außenlackierung des Modells waren auffallend. Ihr Gewicht betrug nur etwa sechs Kilogramm. Um das Modell am Moskauer Luftfahrtinstitut zu testen, wurde ein spezieller Raum zugewiesen. Es hat einen flachen Pool. Darüber wurden zwei Drähte gespannt, um die Elektromotoren eines kleinen Bootes anzutreiben. Er flog gut. In ein paar Sekunden wurde es leicht von einer Seite des Pools auf die andere übertragen. Dann wurde das Experimental Design Bureau unter der Leitung von Professor Levkov organisiert. Es begann mit der Entwicklung eines dreisitzigen Bootes L-1. Seine Versuche begannen im Sommer 1935 in der Nähe von Moskau am Pleschtschejewo-See. Die Masse des Bootes betrug 1,5 Tonnen. Sein hölzerner Rumpf bestand aus zwei schmalen Booten, die durch eine Plattform verbunden waren. Zwei Flugzeugtriebwerke mit Propellern pumpten Luft in den von Plattform und Booten begrenzten Raum. Das Boot wurde mit Hilfe von Drehverschlüssen gesteuert - Jalousien, die unter den Motoren verstärkt waren. Mit den Fensterläden in vertikaler Position wurde der Luftstrom nach unten gerichtet und das Boot hing bewegungslos. Wenn die Jalousien nach hinten abwichen, bewegte die Reaktionskraft das Boot nach vorne, nach vorne abgelenkt - Rückwärts war gegeben. Darüber hinaus gab es ein vertikales und horizontales Leitwerk, die auch an der Steuerung des Flugboots beteiligt waren.
Dieses Boot wurde zum Prototyp anderer Flugschiffe, die unter der Führung von Levkov hergestellt wurden, insbesondere des L-5-Bootes. Seine Masse erreichte 9 Tonnen, da sein Körper bereits aus Metall, Duraluminium, bestand. Hinter der Fahrerkabine und dem Flugmechaniker angeordnet ein Raum für Passagiere. Zuerst wurde das Boot an Land getestet. Wir sahen ihm beim Fliegen zu. Dann begannen die Seeversuche. Sie versuchten, das Auto mit gewöhnlichen Booten zu begleiten, aber sie gerieten bald hoffnungslos ins Hintertreffen. Und als bei der gemessenen Meile die Stoppuhr eingeschaltet wurde, trauten die Tester ihren eigenen Augen nicht: Es stellte sich heraus, dass die Geschwindigkeit des Bootes mehr als siebzig Knoten betrug, also etwa 140 Kilometer pro Stunde! Tests zeigten auch, dass das Boot genauso gut über einen Sumpf, über ein schneebedecktes Feld oder Eis fahren könnte.
Das Militär interessierte sich sehr für die Ergebnisse der Tests, und Professor Levkov leitete bald ein spezielles Konstruktionsbüro für Luftkissenfahrzeuge. Es wurden Schiffe mit einem Gewicht von bis zu 15 Tonnen gebaut. Es wurden noch größere konstruiert - bis zu 30 Tonnen mit zwei Motoren. Vor mehr als sechzig Jahren wurde in der UdSSR eine kleine Flotte von fünfzehn Hovercrafts gebaut. Leider starben während des Großen Vaterländischen Krieges erfahrene Boote, die sich in der Ostsee befanden. Nach dem Sieg wurde die Entwicklung solcher Schiffe fortgesetzt. Aber Anfang 1954 starb Professor Levkov und das Geschäft kam zum Erliegen. Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von Luftkissenfahrzeugen war die Erfindung eines Düsenschemas zur Bildung eines Luftkissens in England im Jahr 1955 durch Professor Christopher Cockerell. Er besitzt auch die Erfindung flexibler Zäune, die in unserem Land sofort geschätzt wurden. 1959 tauchte im Ärmelkanal ein seltsames Schiff mit einem zylindrischen Turm in der Mitte auf. Ausgehend von Frankreich überquerte es die Meerenge. An der Küste angekommen, setzte es seinen Weg fort, als wäre nichts passiert. Das von Cockerell entworfene Schiff war doppelt so schwer wie das von Levkovo und dreimal so schnell. Jetzt sind Luftkissenfahrzeuge keine Neuheit. Sie werden in vielen Ländern verbessert. Sie gelten als vielversprechendes Transportmittel. Sie werden als Landungsboote in der Marine eingesetzt, als zivile Fähren, die Personen und Fahrzeuge über den Ärmelkanal transportieren. Eine der erfolgreichsten ausländischen Entwicklungen ist das 1972-Tonnen-Boot BH-33 Wellington, das 7 in Großbritannien hergestellt wurde. Es kann 14 Tonnen Fracht transportieren und gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 Knoten - 111,12 Stundenkilometern - über Wasser fliegen. In der UdSSR waren die Spezialisten der Marine die ersten, die die enormen Fähigkeiten von Amphibienschiffen zu schätzen wussten. Nach der Pause wurde die von Levkov begonnene Arbeit fortgesetzt, jedoch auf einem neuen Finanzierungsniveau. Es wurde eine Basis für die Konstruktion und Produktion von Landungsschiffen geschaffen. Das führende Unternehmen in Russland auf dem Gebiet der Herstellung von Luftkissenfahrzeugen ist das Almaz Central Marine Design Bureau. Das Landungsboot "Skat" war das erste in Serie gebaute. Es konnte vierzig Fallschirmjäger mit einer Geschwindigkeit von 49 Knoten transportieren. Auf ihrer Grundlage wurden drei Boote zur Rettung von Astronauten geschaffen. Es folgte Kalmar mit einer Verdrängung von 114 Tonnen. Er konnte Fracht mit einem Gewicht von 37 Tonnen mit einer Geschwindigkeit von bis zu 55 Knoten transportieren. Insgesamt wurden bei Almaz Schiffe nach zehn Projekten in Serie gebaut. Darunter ist das amphibische Angriffsschiff Zubr, das eine Tragfähigkeit von 150 Tonnen, eine Gesamtverdrängung von 550 Tonnen, eine Höchstgeschwindigkeit von 60 Knoten und 40 Knoten in einem Meer von 2 Metern Höhe hat. Experten glauben, dass eine Verdrängung von 1000 Tonnen nicht die Grenze für die Verdrängung solcher Schiffe ist, und in der Praxis können Geschwindigkeiten von bis zu 80 Knoten erreicht werden. 1987 schuf die Sowjetunion das kleine Raketenschiff Bora, das größte Luftkissenfahrzeug der Welt. Er kümmert sich nicht einmal um einen Acht-Punkte-Sturm, und wenn das Meer ruhig ist, bewegt er sich mit einer Geschwindigkeit von 53 Knoten - 98,16 Stundenkilometern. "Almaz" hat eine Reihe von zivilen Hovercraft-Projekten entwickelt - ein Flussfrachtschiff "Bober", ein Passagier-Hovercraft des Projekts 12270, ein Mehrzweck-Hovercraft "Chilim". Je nach Einsatzzweck der Schiffe ändert sich ein so wichtiger Parameter wie die installierte Kapazität pro Tonne Verdrängung. Bei Militärbooten, bei denen die wirtschaftlichen Betriebsindikatoren keinen vorherrschenden Wert haben, liegt diese Zahl im Bereich von 65 bis 120 kW pro Tonne. Ein so hohes Leistungsgewicht wird nicht durch die Größe der vollen Geschwindigkeit in ruhigem Wasser oder mit wenig Aufregung verursacht. Dafür werden nur 60-70 Prozent der installierten Leistung genutzt. Der Grund ist ein anderer - die Notwendigkeit, eine bestimmte garantierte Geschwindigkeit in Meereswellen zu erreichen. In der Praxis des zivilen Schiffbaus, wo dieser Indikator die Effizienz des Betriebs trotz möglicher wetterbedingter Flugverweigerungen bestimmt, kann er auf 30-36 kW pro Tonne erhöht werden, während eine Geschwindigkeit von 40-50 Knoten in ruhigem Wasser beibehalten wird. Das erste Luftkissenfahrzeug wurde nach Luftfahrttraditionen genietet hergestellt, aber die Erfahrung ihres Betriebs auf See zeigte die geringe Zuverlässigkeit dieser Art von Verbindung. Seit 1974 werden die Rümpfe geschweißt. Für sie wurden hochfeste korrosionsbeständige Aluminium-Magnesium-Legierungen für die Schifffahrt hergestellt und die Herstellung von Pressplatten mit Versteifungen verschiedener Abschnitte beherrscht. Auf dem Gebiet der Herstellung flexibler Zäune wurde viel geforscht. Es wurden die Abhängigkeiten der Festigkeit und Verschleißfestigkeit flexibler Zaunmaterialien von der Beschaffenheit der verwendeten Filamentfasern, Torsion und Webart der Filamentgarne, Imprägnierungen und der Zusammensetzung der Beschichtungskautschukmischungen ermittelt. Die auf den Schiffen der neuesten Projekte verwendeten Gummigewebematerialien sorgen für eine gute Seetüchtigkeit der Schiffe und die Möglichkeit eines langfristigen Betriebs ohne Reparatur. Für Luftkissenfahrzeuge war es außerdem notwendig, ein spezielles Profil von Propellerblättern zu entwickeln, das es ermöglichte, einen hohen Wirkungsgrad bei im Vergleich zu Flugzeugen niedrigen Geschwindigkeiten zu erreichen. Für alle Hovercrafts mit einer Verdrängung von mehr als 100 Tonnen wurde eine einzelne Propellerbuchse entwickelt, die eine hohe Zuverlässigkeit der Propeller bei Änderungen ihrer Steigung gewährleistet. Von entscheidender Bedeutung für die Seetüchtigkeit, Amphibienfähigkeit und Verschleißfestigkeit einer flexiblen Barriere ist die Luftströmung durch das Luftpolster. Für die Luftversorgung haben unsere Wissenschaftler spezielle Schemata von Axial- und Zentrifugalladern entwickelt, die bei kleinen Abmessungen einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Für den Antrieb von Propellern, Kompressoren und anderen Verbrauchern wurden Hochtemperatur-Gas-Turbo-Getriebe entwickelt. In Bezug auf Gewicht, Größe und Betriebsparameter nehmen diese Einheiten immer noch eine führende Position in der Welt ein. Die Sicherheit eines Hochgeschwindigkeitsfahrzeugs wird weitgehend durch die Verfügbarkeit zuverlässiger und bewährter Verkehrsleitsysteme bestimmt. Ein Merkmal von Hovercrafts ist der fehlende direkte Kontakt des Ruderwerks mit Wasser, was das Manövrieren erschwert und das Schiff sehr wetterabhängig macht. In Russland wurden verschiedene Schiffssteuerungssysteme entwickelt und getestet, darunter aerodynamische Ruder, Strahlruder (Strahldüsen) und Propeller mit variabler Steigung. Autor: Musskiy S.A.
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