气垫船

气垫船这是一种由英国制造和运营的气垫车(acv)，在过去的40年里(1959年至2000年)，这些气垫车运送乘客和汽车穿越大西洋英吉利海峡在英格兰南部和法国北部之间。跨海峡气垫船是由Saunders-Roe有限公司建造的怀特岛和它的的继任者公司。这个系列的第一个，被称为SR.N1(对于Saunders-Roe航海1号来说)，一种四吨重、只能搭载3名船员的运载工具是由英国工程师发明的克里斯托弗·科克雷尔；1959年7月25日，它首次横渡英吉利海峡。十年后，科克雷尔因其成就被封为爵士。到那时，该系列的最后一部也是最大一部SR.N4，也叫蒙巴顿班，已经开始了渡船之间的航线姨侄而且多佛在英国方面加来而且布伦在法国这边。在最大的改型中，这些巨大的车辆重达265吨，由4辆劳斯莱斯提供动力涡轮引擎时速65节(1节= 1.15英里/小时或1.85公里/小时)，可承载50多辆汽车和400多名乘客。在这样的速度下，横渡英吉利海峡的旅程缩短到仅仅半小时。在他们的全盛时期在20世纪60年代末和70年代初，各种气垫渡船服务(如气垫lloyd、Seaspeed和Hoverspeed)运送了多达三分之一的跨海峡乘客。这种典型的英国技术奇迹的魅力，蒙巴顿车之一出现在詹姆斯•邦德电影钻石恒久远(1971)。然而，这种飞行器的维护和操作总是很昂贵(尤其是在燃料成本不断上升的时代)，而且它们从未为它们的所有者带来持续的利润。最后两辆SR.N4在2000年10月退役，被转移到索伦特李的气垫船博物馆，汉普郡,英格兰。科克雷尔的原始SR.N1是在收藏科学博物馆在Wroughton附近的设施斯文顿，威尔特郡．通用术语气垫船继续应用于世界各地建造和运营的许多其他acv，包括小型运动气垫船、在沿海和河流航线上工作的中型渡轮，以及主要军事大国使用的强大两栖攻击艇。

也许是第一个研究ACV的人概念是约翰·桑尼克罗夫特爵士他在19世纪70年代开始建造测试模型，以验证他的理论拖在一个船的如果船的底部是凹形的，这样船体和水之间就可以容纳空气，船体就可以减少。他在1877年的专利中强调，“如果气垫可以在车辆下面携带，”气垫所需要的唯一动力就是补充丢失的空气。在接下来的几十年里，无论是桑尼克罗夫特还是其他发明家都没有成功地解决密封垫的问题。与此同时，航空发展起来，飞行员们很早就发现他们的飞机发展得更大了电梯当它们飞得非常接近陆地或水面时。很快就确定，更大的升力是可用的，因为翼研磨在一起形成了一个“漏斗”效应，增加了空气压力。额外压力的大小取决于机翼的设计和离地高度。当高度介于机翼前后平均宽度(弦)的二分之一到三分之一之间时，这种效应最强。

地面效应在1929年被德国多尼尔Do X飞机实际应用船在飞越大西洋时，当它靠近海面飞行时，性能有了相当大的提高。二战期间海上侦察机也利用这种现象来延长它们的续航时间。

20世纪60年代，美国空气动力学家开发了一种利用机翼与地面效应相联系的实验飞行器。这类的其他几个建议被提出，并进一步的变化结合翼型a的特征地面效应的机一个气垫升力系统可以让飞行器在静止时发展自己的悬停力量，然后建立前进速度，逐渐将升力部件转移到机翼上。虽然这些工艺都没有超过实验阶段，但它们都很重要征兆因为他们提出了利用ACV的悬停优势并克服其每小时200英里(320公里)的理论速度限制的方法，超过这个速度就很难将气垫固定在适当的位置。这种飞行器被称为冲压翼飞行器。

在20世纪50年代初，英国的工程师美国当时，瑞士正在为约翰·索尼克罗夫特爵士(Sir John Thornycroft)长达80年的问题寻求解决方案。英国的克里斯托弗·科克雷尔现在被公认为气垫船之父，因为ACV是众所周知的。在第二次世界大战期间，他与雷达和其他无线电辅助设备的发展密切相关，并以造船工的身份隐退到和平时期。不久，他就开始关心索尼克罗夫特提出的问题:用某种空气润滑来减少船体上的流体动力阻力。

科克雷尔绕过了索尼克罗夫特的静压室(实际上是一个底部开敞的空盒子)原理，在这种原理中，空气被直接泵入容器下面的空腔中，因为很难容纳缓冲垫。他的理论是，如果将空气通过一个完全环绕四周的狭窄缝隙泵到容器下面，空气就会流向容器的中心，形成一个外部帷幕，有效地包裹住缓冲垫。这个系统被称为a外围喷气机。一旦空气在飞行器下面积聚到与飞行器重量相等的压力，进入的空气就无处可去，只能向外，并且在撞击表面时速度会发生急剧变化。周边喷射空气的动量保持缓冲压力和地面间隙高于直接将空气泵入静压室。为了验证他的理论，科克雷尔设置了一个由鼓风机组成的设备，鼓风机通过底部的一个洞将空气送入一个倒置的咖啡罐。锡被悬挂在一对厨房秤的称重盘上，吹进锡的空气迫使平底锅向下压住许多重物。用这种方法大致测量了所涉及的力。通过在第一个罐头盒内固定第二个罐头盒，并引导空气通过中间的空间向下流动，科克雷尔能够证明，与单个罐头盒的静压室效应相比，这种方法可以提高三倍多的重量。

科克雷尔的第一个专利1955年12月12日，他成立了一家名为气垫船有限公司的公司。他早期的备忘录和报告显示，他对将理论转化为实践所涉及的问题有先见之明的把握——这些问题在多年后仍然困扰着气垫飞行器的设计者。例如，他预测，除了气垫本身之外，还需要某种次级悬架。科克雷尔意识到他的发现不仅可以让船走得更快，而且还可以发展两栖艇，他找到了英国政府的国防装备采购部门——供应部。气垫飞行器在1956年11月被列为“秘密”，一份发展合同被交给了Saunders-Roe飞机公司水上飞机制造商。1959年，世界上第一架实用ACV发射。它被称为SR.N1。

最初SR.N1的总重量为4吨，可以在非常平静的水面上以25节的最大速度搭载3人。它没有采用完全坚固的结构来容纳缓冲和外围喷射，而是采用了6英寸(15厘米)深的橡胶织物裙。这一发展提供了一种方法，使气垫可以很容易地容纳，尽管地面或水不均匀。人们很快就发现，这种衬裙使它能够再次回到静压室，成为一个缓冲发生器。这种裙子的使用带来了一个问题，即如何使裙子足够耐用，以承受高速通过水中产生的摩擦磨损。有必要发展设计和制造技能，使裙子以最适合空气动力学的形状制成效率．1963年早期，由橡胶和塑料混合物制成的4英尺(1.2米)深的裙摆已经被开发出来，SR.N1的性能已经通过使用它们(并结合燃气轮机动力)提高到7吨的有效载荷和50节的最大速度。

SR.N1首次跨越英吉利海峡是在1959年7月25日，象征性地在这位法国飞行员的50周年纪念日路易斯·布莱里奥这是他第一次飞越同一水域。世界上许多地方的制造商和运营商对此产生了兴趣。各种ACV的制造开始于美国、日本、瑞典和法国;在英国，20世纪60年代初，更多的英国公司开始制造工艺。然而，到20世纪70年代初，只有英国人能够生产出真正的轮船系列，并在常规轮渡服务中使用最大的船型——这是在相当大的困难下实现的。

这种停滞可以用许多问题来解释，所有这些问题都导致商业acv未能实现许多人认为的最初承诺。正如前面提到的，柔性裙的设计和材料必须从一开始就发展起来，直到1965年才出现了高效和经济的柔性裙，即使在那时，材料仍在发展中。另一个主要问题是当飞机燃气涡轮发动机用于船舶时环境．尽管这种经过适当改进的发动机已经安装在船上，并取得了一些成功，但它们向气垫船的过渡带来了它们在盐水腐蚀方面的极端脆弱性。ACV的本质是当它悬停在水面上时产生大量的喷雾，并且喷雾被吸入燃气轮机的进气道设想由引擎设计师设计。即使经过大量过滤，其水分和盐分含量仍然高到足以腐蚀大型现代燃气涡轮发动机，以至于它们需要每天用纯水清洗，即使这样，它们在大修之间的使用寿命也会大大缩短。另一个问题，也许最终是致命的跨海峡气垫船，是石油燃料的价格上涨石油危机1973 - 74年。由于高昂的燃料成本，气垫船渡轮服务很少盈利，事实上每年经常亏损数百万英镑。最后，开口了英伦海峡海底隧道1994年又发展得比较高效传统的渡船(其中一些与双体船型船体)提出了如此激烈的竞争，建造大型蒙巴顿级气垫船的继任者是不合理的。