Судна на підводних крилах

Судно на підводних крилах — це швидкісне судно у якого забезпечується динамічний принцип підтримання його на воді під час рух, під корпусом такого судна розміщені підводні крила.

Судна на підводних крилах

Такі судна на стоянці або при русі малим ходом судно на підводних крилах тримається на воді за рахунок сили Архімеда, як саме звичайне судно. На при русі такого судна на високій швидкості, за рахунок підводних крил, виникає гідродинамічна підйомна сила, яка піднімає корпус судна над рівнем води. Це в свою чергу викликає зменшення опору руху корпуса так, як зменшується площа контакту судна з водою, це і дозволяє розвинути такому судну більш високу швидкість.

Судна на підводних крилах раціонально використовувати на швидкостях до 100 км/год, хоча деякі військові зразки  можуть розвивати швидкість до 180 км/год. Такі лімітування швидкості суден на підводних крилах визвані проблемою кавітації підводного крила (кипіння води внаслідок пониження тиску в зоні обтікання крила), яке різко понижає його гідродинамічні характеристики.

Судна на підводних крилах

Загалом існує два типи підводних крил: частково занурене крило (U-подібна форма) та повністю занурене крило (T-подібна форма). 

Судна з повністю зануреними крилами менше піддаються дії хитавиці від хвиль, тому вони більш стабільні і комфортні при використанні в морі, але судна з повністю зануреними крилами потребують постійного керування, тому вони стали вокристовуватися тільки з появою комп'ютера.

Судно на підводних крилах

Судна на підводних крилах:

1 – сила опору, 2 – аеродинамічна сила,  3 – підйомна сила, 4 – розрідження на верхній поверхні несучого крила, 5 – надлишковий тиск під нижньою поверхню крила, 6 – напрямок руху, 7 – напрямок набігаючого потоку

a – морські судна на підводних крилах для транспортування людей та автотранспорту

b – судна на підводних крилах прибережного плавання типа "Ракета"

c – судна на підводних крилах прибережного плавання типа "Метеор"

d – судна на підводних крилах прибережного плавання типа "Супутник"

e – розподілення тисків та сил на несучому крилі

f – повністю погружені несучі крила

g – етажовані підводні крила

h – ложкоподібні підводні крила

i – бочкоподібні підвоні крила

 

Переваги та недоліки суден на підводних крилах

Судно. Підводне крилоПереваги:

  • висока швидкість
  • низький опір при русі корпусу судна
  • при значній висоті крил не чуттєві до хитавиці

 

Недоліки:

  • низька економічність порівняно з водовміщуючими суднами
  • погано пристосовані до високих хвиль
  • мають необхідність в легких, але потужних двигунах
  • можуть швартуватися на спеціально обладнаних причалах

 

В якості двигуна на суднах з підводними крилами використовують або дизель, або газотурбінний двигун. Рушієм служить гребний гвинт або водометний рушій. На високих швидкостях більший ККД має водомет, порівняно з гребним гвинтом, особливо якщо швидкість 100 вузлів. Гребний гвинт з'єднується з двигуном через редуктор, оскільки на таких суднах, як правило встановлюють високообертові двигуни, яскравим прикладом цього може бути навіть приклад радянських "Ракет" та "Метеорів", оскільки на них встановлювали двигуни М400 та М401.