ГЛАВА IV ОСОБЕННОСТИ ПОЛЕТА АППАРАТОВ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ НАД ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Полет аппаратов на воздушной подушке над водной поверхностью обладает рядом особенностей.

Одной из таких особенностей является то, что избыточное давление в воздушной подушке вызывает оседание участка поверхности воды под днищем аппарата, как это показано на рис. 32, и тем самым увеличивает эффективную высоту полета h и соответственно мощность, потребную для создания воздушной подушки.

При горизонтальном движении аппарата воздушная подушка перемещается, а следовательно, перемещается и участок поверхности воды с пониженным уровнем. После прохождения аппарата вода поднимается до прежнего уровня, а на ее поверхности возникают волны (рис. 33). На движение аппарата в таком случае затрачивается дополнительная мощность двигателя, которая в конечном счете преобразуется в кинетическую энергию движения частиц воды, образующей волны. Поэтому возникающее дополнительное сопротивление движению аппарата называется волновым.

Рис. 32. Аппарат на воздушной подушке на режиме висения над водной поверхностью

Как видно из этого рисунка, волновое сопротивление после прохождения через максимальное значение с дальнейшим увеличением скорости полета уменьшается. Это объясняется тем, что при больших скоростях движения воздушная подушка проходит над участками поверхности воды настолько быстро, что частицы воды за время действия на них избыточного давления дельта р не успевают оседать и

поверхность воды вследствие инертности ее частиц становится как бы более жесткой. Из рис. 34 также видно, что с увеличением геометрических размеров аппарата величина максимального волнового сопротивления уменьшается, однако при полете на больших скоростях она возрастает.

Рис. 34. Зависимости волнового сопротивления от скорости движения аппарата

При полете аппаратов на воздушной подушке над водной поверхностью необходимо учитывать наличие волн. В зависимости от погоды состояние водной поверхности изменяется и волны могут иметь различную длину и высоту. При прохождении аппарата над волнами меняется давление в воздушной подушке и соответственно меняется высота его полета. Представим себе два возможных случая полета аппарата над поверхностью воды при наличии волн.

В первом случае аппарат имеет большие размеры, а волнение невелико: длина волны в несколько- раз меньше длины аппарата, т. е. под его днищем размещается несколько -волн. В этом случае волны будут оказывать незначительное влияние на полет аппарата и его центр тяжести будет двигаться почти горизонтально на высоте, близкой к постоянной высоте h над невозмущенной поверхностью воды. Однако силы, действующие на аппарат со стороны воздушной подушки при полете его над волнами, будут периодически изменяться. Частота изменения этих сил зависит от длины волн и скорости полета аппарата. Чем больше скорость полета и меньше длина волны, тем частота больше. Если эта частота совпадет с частотой собственных колебаний аппарата относительно его поперечной или продольной оси, то может возникнуть резонанс, который приведет к потере устойчивости аппарата.

Во втором случае аппарат имеет небольшие размеры, а волнение моря значительно: длина аппарата гораздо меньше длины волны. Тогда аппарат при полете в направлении движения волн будет вынужден то подниматься, то опускаться, следуя за профилем поверхности воды. Время подъема и опускания зависит от длины волн, скорости их распространения и скорости полета аппарата. Если аппарат движется навстречу движению волн со скоростью V0, то время подъема и опускания можно определить по формуле