气垫机

气垫机,也叫地面效应的机器,或气垫船,任何的机器特征通过运动很大一部分的重量引起的支持力量空气压力在工艺开发,由于它们悬浮在地球表面附近。这个接近表面的主要区别这样的工艺从飞机,他们举起来自空气动力由运动通过空气。

两个主要类别的气垫车辆存在:那些生成自己的前进速度压差无关;和那些更接近真正的飞机,需要压差可以生成前的前进速度。前者是归入空气静压工艺(无环鸟苷);后者被称为气动地面机器(宝石)。

历史

也许第一个研究气垫车辆概念是约翰爵士Thornycroft,一个英国工程师,在1870年代,开始建立测试模型来检查他的理论,拖累船的如果该船船体可以减少被给予一个凹底空气可能包含船体和水之间。他的1877年的专利强调“提供了气垫可以携带工具”下的唯一力量,缓冲要求是必要的,以取代失去的空气。无论是Thornycroft还是其他发明家数十年成功地解决cushion-containment问题。同时航空发达,早期发现和飞行员飞行时非常接近土地或水面飞机升力大于在自由空气。很快就确定大电梯因为可用翼和地面一起创建了一个“漏斗”效应,增加空气压力。额外的压力证明的数量依赖于机翼的设计和它的高度。效果是最强的二分之一至三分之一高度时震的平均宽度的翅膀(和弦)。

地面效应的实际使用是1929年由德国多尼尔公司做X飞行船性能,取得了巨大的进步,在横渡大西洋时飞接近海面。第二次世界大战海上侦察机也利用这种现象来扩展他们的耐力。

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人造鸟在天空中

在1960年代,美国动力学实验工艺,开发了一个利用机翼与地面效应。其他几个这种类型的建议提出,进一步变化相结合翼型特点的地面与气垫机升力系统,允许工艺开发自己的权力盘旋而静止不动的,然后建立前进速度,逐渐将电梯组件转移到其机翼。尽管这些工艺超出试验阶段,他们是重要的征兆未来的因为他们建议意味着使用气垫车的盘旋的优势,克服其理论速度限制在每小时200英里(每小时320公里),上面很难把气垫。这些车辆被称为冲翼式艇。

在1950年代初,英国工程师,美国,和瑞士寻求解决约翰爵士Thornycroft是80岁的问题。克里斯多夫科克雷尔英国现在承认气垫船的父亲,气垫车就是我们。第二次世界大战期间他一直与雷达的发展密切联系和其他无线电艾滋病和退休boatbuilder进入和平时期的生活。很快他开始关注自己与Thornycroft减少水动力问题拖累一艘船的船体与某种空气润滑。

科克雷尔(后来封)绕过Thornycroft的充气室(实际上是一个空盒子以开放的底部)原理,空气是直接输送到下一腔容器,因为包含缓冲的困难。他认为,如果空气而不是通过一个狭窄的槽泵在船舶运行完全围绕周长,空气流对该船的中心,形成有效地包含缓冲外部窗帘。这个系统被称为外围的喷气机。一旦空气建立以下工艺压力等于工艺重量,进入的空气无处可去,但外在的和经验的表面速度的急剧变化。的势头外围飞机空气保持缓冲压力和地面间隙高于如果空气直接输送到一个充气室。

为了测试他的理论,科克雷尔建立一个设备(包括一个鼓风机空气输入一个倒咖啡锡在底部通过一个洞。锡是停职一双厨房秤的称量盘,和空气吹到迫使锡锅的质量数量的权重。这样大约测量力的作用。确保锡在第一和第二指导空气穿过空间之间,科克雷尔能够证明三倍重量的数量可以提高这意味着,相对于单一的充气室效应。

科克雷尔的第一个专利申请在12月12日,1955年,在第二年,他成立了一个公司被称为气垫船有限公司。他早期的备忘录和报告显示有先见之明地掌握翻译理论付诸实践的问题。这些问题仍然担心设计师气垫船年后,和科克雷尔的一些观点还有待探讨。他预测,例如,一些次要的悬架需要另外气垫本身。他的另一个想法仍然开发外围的再循环空气射流的一部分,这样反复使用,改善效率和减少所需的力量。

意识到他的发现不仅会使船更快也将允许的发展两栖工艺、科克雷尔走近的供应,英国政府的国防采购的权威。气垫车辆分类是“秘密”1956年11月,和一个开发合同与英国飞机和放置水上飞机制造商。1959年,世界上第一个实用的无环鸟苷。它被称为SR.N1。

原来SR.N1 4吨的总重量,可以携带三个男人在25节的最大速度(1结= 1.15英里或1.85公里每小时)在很平静的水面。而不是一个完全包含缓冲和固体结构外围飞机,它包含一个6英寸(合15厘米)深裙子的胶布。这种发展方式,气垫可以很容易地包含尽管不均匀地面或水中。很快就发现,裙子能恢复再次充气室作为缓冲生产国。裙子的使用带来的问题使裙子耐用足以承受高速度在水中产生的摩擦磨损。有必要开发设计和制造技能,让裙子在气动效率的最佳形状。

裙子的橡胶和塑料混合物,4英尺(1.2米)深,已经发展到1963年初,SR.N1的性能已经增加了使用它们(,将燃气轮机功率)有效载荷7吨,最高时速50节。

第一个十字路口英吉利海峡由SR.N1是在1959年,象征性地在50周年路易斯·布莱里奥的第一次飞行在相同的水。制造商和运营商在世界的许多地方成为感兴趣。生产开始在美国、日本、瑞典和法国;在英国,更多的英国公司建筑工艺在1960年代早期。

在1963年第一次重大变化的基本气垫车辆主题的形式产生侧壁工艺。这是nonamphibious船每侧有一个坚实的船体,下面有一个充气室船体盖章灵活的裙子在船头和船尾。中央船体部分的位移模式,提出在胎侧的水淹没,但当空气注入增压室,水和胎侧上方的船体长大自己淹没了只有一些12英寸(30厘米),大大减少了水动力阻力。

井壁无环鸟苷有几个优点在两栖作战舰,虽然它的使用局限于水:首先,可以使用水螺旋桨,允许更大的自由控制,特别是在低速度;第二,侧壁自己给工艺更好的稳定性和减少的问题固有的在全面灵活的裙子。在1970年代早期,轮胎再次支持,尤其是美国制造商谁看到一个市场的高速海洋货运车辆,不需要一个两栖作战能力。

1962年- 64年是近年来世界各地气垫船的高峰期,但在1970年代早期只有英国产生真正可以称之为一系列工艺,这对相当大的可能性。然而,有迹象表明,美国、苏联和法国生产的严重考虑再入到田野,澳大利亚和日本也成为ACV-minded。

干预七年的停滞可以解释为气垫车辆未能达到很多人认为是他们最初的承诺。科克雷尔和其他人已经预见的许多困难,但是一些第二代设计师、建设者,特别是,运营商认为简单的气垫船将回答各种各样的问题,在这个阶段的发展大大超出了可用的工艺范围。

首先,两栖飞行器通常需要air-propelled。方向控制不精确,阻碍他们在高速公路上使用。正如前面提到的,裙子的设计和使用的材料灵活必须开发从一开始,直到1965年一个高效和经济柔性围裙安排进化,甚至材料还被开发。

当飞机的另一个主要问题涡轮引擎用于海洋吗环境。尽管这些引擎,适当修改,与一些成功被安装在船只,他们进入气垫船了盐水的极端脆弱性腐蚀。从本质上气垫车辆生成大量的喷雾悬停时水、喷雾是卷入燃气轮机的摄入数量设想由发动机设计师。甚至在相当大的过滤、水分和盐含量足够高腐蚀大型现代涡轮引擎到了这样一种程度,他们需要每天用纯水,甚至然后改革之间的寿命大大减少。

发动机大修和裙子的维护和维修成本的主要因素可能是阻碍进步的气垫车辆。裙子发展极其迅速SR.N1后的第一个十年。喷气式发动机的腐蚀可能解决新材料限制喷雾吸入或摄入设计。与此同时,一些制造商绕过燃气轮机的困难,利用高速船用柴油机在多个单位。这些更便宜、更经济运行和相对自由的腐蚀问题,但对于一个给定的输出功率比燃气轮机同行要重得多。

气垫车辆的历史原则还包括使用气垫支持在其他应用程序中,都对运输和支持。这些包括气垫运输、火车、甚至是床。