Ilmatyynyalus ( SVP , ilmatyynyalus ; eng. hovercraft ) - alus , jossa koko massa tai merkittävä osa siitä liikkeessä tai ilman liikkumista on voimien tuettua veden ( maaperän , jään ja/tai muun tukipinnan) yläpuolella ylipaineesta, pumpataan jatkuvasti pohjan alle ilmatyynyksi kutsuttuun onteloon [1] [2] .
Sovellettu dynaaminen tukiperiaate mahdollistaa laivan liikkumisen suurella nopeudella sekä veden yläpuolella että kiinteän pinnan ( amfibio -SVP) yläpuolella lyhyellä matkalla sen yläpuolella.
Ilmatyyny on aluksen pohjan alla oleva paineilmakerros , joka nostaa sen veden tai maan pinnan yläpuolelle. Kitkan puuttuminen pinnalla vähentää liikevastusta . Tällaisen aluksen kyky pakottaa erilaisia esteitä maalle tai aaltoja vedessä, jotka kulkevat niiden yli, riippuu nousun korkeudesta.
Luomismenetelmän mukaan erotetaan staattiset (tuulettimen luoma) ja dynaamiset (joka syntyy lisääntyvästä paineesta, kun laite liikkuu lähellä tukipintaa) ilmatyynyt.
Koulutusjärjestelmän mukaan erotetaan seuraavat ilmatyynytyypit:
Yksinkertaisin tapa muodostaa ilmatyyny on kammio : tuulettimen kupupohjan alla puhaltama ilma virtaa vapaasti sen kehällä, ja mitä enemmän ilmaa syötetään, sitä korkeammalle astia nousee. Tämä menetelmä liittyy korkeisiin energiakustannuksiin, joten korkealla nostokorkeudella se ei ole taloudellinen.
Ilmankulutuksen vähentämiseksi laivoissa, jotka on suunniteltu liikkumaan vain vedenpinnan yläpuolella, tyyny sivuilla on suojattu veteen upotetuilla jäykillä seinillä tai kapeilla rungoilla. Tällaisia aluksia kutsutaan skeg-tyyppisiksi aluksiksi .
Taloudellisempi suurilla nostokorkeuksilla on ilmatyynyn muodostava suutinmenetelmä, jossa puhaltimen puhaltama ilma johdetaan pohjan alle sen reunoja pitkin sisäänpäin kallistuneiden suuttimien kautta . Suuttimista ulos virtaavat ilmasuihkut taivutetaan siten, että kaarevia lentoratoja pitkin liikkuviin ilmahiukkasiin vaikuttavat keskipakovoimat tasapainotetaan ilmatyynyn lisääntyneen paineen avulla ja ilmatyyny on ikään kuin "lukittu" nämä suihkukoneet. Nostokorkeuden lisäämiseksi ja energiankulutuksen vähentämiseksi ilmatyynyn muodostamiseksi sen kehälle asennetaan lisäksi joustavat aidat.
Kammiojärjestelmää sovellettiin kokeellisessa matkustajajokilaivassa "Neva", joka rakennettiin vuonna 1962 Leningradissa . Ja Gorkin laivanrakentajat rakensivat skeg-tyyppisen aluksen "Gorkovchanin" kuljettamaan matkustajia matalia jokia pitkin. Koevene "Rainbow" ja kokeellinen matkustaja-alus "Sormovich", jonka uppouma oli 32 tonnia, käyttivät suutinjärjestelmää ilmatyynyn muodostamiseen [3] .
Kevyiden koe-alusten lisäksi ollaan luomassa suurempia ilmatyynyaluksia. Niiden koon kasvattaminen on hyödyllistä, koska ilmatyynyn pinta-alan kasvaessa sen muodostumisen ominaisvirrankulutus pienenee ja alusten merikelpoisuus paranee .
Joidenkin raporttien mukaan ilmatyynyaluksen idean esitti ensimmäisen kerran vuonna 1716 ruotsalainen filosofi Emmanuel Swedenborg , mutta hän ehdotti ilman pumppaamista manuaalisesti erityisellä mekanismilla [4] [5] [6] . Vuonna 1853 kollegiaalinen arvioija Ivanov toimitti viestintäreitin päällikölle kreivi P. A. Kleinmikhelille raportin keksimästään laivasta, joka pumppaamalla ilmaa pohjansa alle voi purjehtia huomattavalla nopeudella - "kolmikiirailmapallosta". . Harkittuaan hanketta hankkeiden ja arvioiden osasto kieltäytyi keksijältä. Vuonna 1875 englantilainen keksijä William Froude [7] ehdotti ajatusta "ilmavoitelun" käyttämisestä laivoille , vuonna 1877 suuri määrä rungon muotoja, joiden pohjassa oli ulkonemia ja painaumia ilmakuplan luomiseksi sen alle. ehdotti hänen maanmiehensä John Thornycroft[8] . Vuonna 1882 ruotsalainen Gustav Laval patentoi laitteen paineilman syöttämiseksi laivan alle [9] . Mr. Cuthbertson keksi ensimmäistä kertaa jotain nykyaikaista sivuseinillä varustettua ilmatyynyalusta vuonna 1897, joka sai patentin uudelle alukselle.
Syksyllä 1915 laskettiin vesille itävaltalaisen insinöörin Dagobert Müller von Thomamülin ilmatyynyalus [10] . Samana vuonna ranskalainen Charles Theric suunnitteli vaunuja ilman pyöriä, jotka liikkuvat ilmavoitelulla (liukukappaleet) [11] .
Ilmatyynyn liikkeen periaatteen kehitti Konstantin Tsiolkovski [12] . Artikkelissaan "Kitka ja ilmanvastus" vuonna 1926 hän kirjoitti:
Pikajuna. Aiheen idea. Junan kitkaa lähes tuhoaa ilman ylipaine vaunun lattian ja tiukkojen rautatiekiskojen välillä. Työtä tarvitaan pumppaamaan ilmaa, joka vuotaa jatkuvasti auton ja radan välisen raon reunoja pitkin. Se ei ole suuri, vaikka junan nostovoima voi olla valtava. Joten jos ylipaine on yksi kymmenesosa ilmakehästä, niin jokaista auton pohjan neliömetriä kohden on yhden tonnin nostovoima. Tämä on viisi kertaa enemmän kuin kevyille henkilöautoille tarvitaan. Pyöriä ja voiteluja ei tietenkään tarvita. Työntövoimaa ylläpitää auton ilman aukosta karkaava takapaine.
- K. E. Tsiolkovsky "Kitka ja ilmanvastus" , s. 55-56Maailman ensimmäiset kokeelliset skeg-tyyppiset ilmatyynyalukset rakennettiin vuosina 1934-1939 Neuvostoliiton suunnittelija Vladimir Levkovin toimesta . Levkovin työn tavoitteena oli erittäin nopeat veneet sotilaskäyttöön. Luotiin tusina ja puoli erityyppistä alusta, joiden paino oli 1,5–15 tonnia. Ne kaikki tuhoutuivat Suuren isänmaallisen sodan aikana . Levkov kokeili myös kammiotyyppisten ilmatyynyalusten toimintamalleja, mutta näitä töitä ei kehitetty. [13]
Brittiläinen keksijä Christopher Cockerell jätti 12. joulukuuta 1955 patenttihakemuksen täysin uudentyyppisestä ilmatyynyalussuunnitelmasta, jota hän kutsui "hovercraftiksi" ("hovering apparatus"). Ensimmäinen hänen rakentamansa ilmatyynyaluksen prototyyppi, SR-N1, rakennettiin keväällä 1959, ja se ylitti Englannin kanaalin vain 20 minuutissa vain muutamaa viikkoa myöhemmin. Kaikki kaupalliset ja sotilaalliset ilmatyynyalukset maailmassa perustuvat tähän malliin.
2000- luvun alkuun mennessä rakennettiin monia kokeellisia ilmatyynyaluksia, joiden uppouma oli yli 150 tonnia ja jotka tekivät jo matkustaja- ja rahtilentoja.
Yksi ensimmäisistä ilmatyynyaluksista, joilla on parannettu merikelpoisuus ja joka on suunniteltu kuljettamaan matkustajia ja rahtia Englannin kanaalin yli 3 m korkeilla aalloilla, on englantilainen alus SR.N4 , rakennettu vuonna 1967. Siinä on suuttimen muotoinen tyynyrakennelma joustavalla aidan korkeus 2,1 m. Aluksen uppouma on 167 tonnia, siihen mahtuu 670 matkustajaa (tai 174 matkustajaa ja 30 autoa ). Neljä 3130 kW:n kaasuturbiinia käyttävät 4 tuuletinta ja 4 muuttuvan nousun potkuria. Suurin nopeus vedessä on 120 km/h. Painetta ei synny tuuletin, vaan turbiini. Tämän aluksen kolmatta modifikaatiota, jonka kapasiteetti on 418 matkustajaa ja 60 autoa, käytettiin kuljetukseen Isle of Wightilla .
Hovertravel käyttää ilmatyynyaluksia matkustajien kuljetuksiin Southsea , Portsmouth - Ryde , Isle of Wight -reitillä Englannissa [14] .
Venäjällä lohkoilmatyynyaluksia käytetään kuljetuksiin leveiden jäätyneiden jokien yli, erityisesti Volgan poikki Nižni Novgorodissa, Moskovan joen yli Lytkarinon kaupungin ja Andreevskoje ( Logoprom ) kylän välillä (2013-2014), Amur-joen yli Venäjän välillä. Blagoveshchensk ja kiinalainen Heihe , Kazanissa, Samarassa.
| Laivojen luokitus | |
|---|---|
| Alukset moottorin rakenteen mukaan |
|
| Ajolla | |
| Hullin majoitusalukset |
|
| Käyttöalueet | |
| Julkinen liikenne | |
|---|---|
| Rail | |
| Jäljetön reitti |
|
| Vesi | |
| ilmaa | |
| Palkkasoturi | |
| muu | |
| Yleiset ehdot | |
| Matkustajien nousu ja poistuminen |
|
| Matkan maksu |
|
| Infrastruktuuri | |
| Ohjaus | |