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皇冠比分: 气垫机,也称为地面效应机,或气垫船,其特点是重量的

皇冠比分  气垫机,也称为地面效应机,或气垫船,其特点是重量的很大一部分由围绕船体发展的空气压力产生的力支撑的运动,因此它们在E附近盘旋。阿思的表面。正是这种接近地表的距离使这种飞行器与飞机区别开来,飞机的升力来源于通过空气运动产生的空气动力。
 
气垫车辆主要有两类:一类是产生它们自己的压差而不考虑前进速度的车辆;另一类是和真正的飞机更紧密相关的车辆,在产生压差之前需要前进速度。前者被称为空气静力学飞行器(ACV),后者被称为气动地面效应机(GEMS)。
 
历史
 
也许第一个研究气垫船概念的人是约翰·桑尼克罗夫特爵士,他是一位英国工程师,他在19世纪70年代开始建造试验模型以检验他的理论,即如果给船只一个凹形的底部,其中可以容纳空气,那么船体上的阻力就会减小。船体和水。他的1877年专利强调“如果气垫能够被携带在车辆下面”,那么该气垫所需要的唯一动力将是更换丢失的空气所必需的。无论是托尼克罗夫特还是其他发明家,在随后的几十年里,成功地解决了缓冲遏制问题。与此同时,航空业发展起来,飞行员们很早就发现,当他们飞得离陆地或水面很近时,他们的飞机比自由空气中升力更大。不久,由于机翼和地面一起产生了“漏斗”效应,从而增加了空气压力,因此可以确定有更大的升力。附加压力的大小取决于机翼的设计及其在地上的高度。当高度为机翼(弦)前后平均宽度的一半至三分之一之间时,效果最强。
 
1929年,德国多尼尔·多克斯号飞艇利用了地面效应,在大西洋穿越时,它靠近海面飞行,取得了相当大的性能提高。第二次世界大战的海上侦察机也利用这种现象来延长他们的耐力。
 
20世纪60年代,美国航空动力学家开发了一种实验飞行器,它利用了一个与地面效应有关的机翼。还提出了其他几项这类建议,进一步的改变方案将地面效应机的翼型特性与空气垫升力系统结合起来,使飞机在静止时能够发展自己的悬停力,然后建立前进速度,逐渐转移。将升力组件送入机翼。尽管这些飞行器都没有超出试验阶段,但它们都是未来的重要预兆,因为它们提出了利用气垫车的悬停优势并克服其理论速度限制的方法,即每小时200英里(每小时320公里),在上面,很难把气垫放在合适的位置。这些车辆被称为冲压翼艇。
 
在20世纪50年代初,英国、美国和瑞士的工程师们正在寻找解决约翰·桑尼克罗夫特爵士80岁的问题的方法。英国的克里斯托弗·科克雷尔现在被公认为气垫船之父,因为气垫船是众所周知的。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紧密相连,并且作为一名造船者退居和平时期。不久,他开始关心桑尼克罗夫特的问题,即用某种空气润滑来减少船体上的水动力阻力。
 
科克雷尔(后来被封为爵士)绕过了桑尼克罗夫特的充气室(实际上是一个底部敞开的空盒子)原理,在这种原理中,空气被直接泵入容器下面的空腔中,因为很难容纳垫子。他推论说,如果空气被泵入容器下面,通过一个完全围绕圆周流动的狭缝,空气就会流向容器的中心,形成一个外部的窗帘,有效地容纳垫子。这个系统被称为外围射流。一旦空气在飞船下方积聚到一个与飞船重量相等的压力,进入的空气就无处可去,只能向外流动,在撞击地面时速度急剧变化。周边喷射空气的动量使缓冲压力和地面间隙保持比直接将空气泵入充气室时高。

为了验证他的理论,科克雷尔建立了一个由鼓风机组成的装置,通过底座上的一个孔将空气送入倒置的咖啡罐中。罐头悬挂在一对厨房秤的重量盘上,吹进罐头的空气迫使罐头抵住许多重物。用这种方法粗略地测量了所涉及的力。通过在第一罐内固定第二罐,并引导空气向下穿过两罐之间的空间,科克雷尔能够证明,与单个罐的充气室效应相比,用这种方法可以增加三倍以上的重量。
 
科克雷尔的第一项专利于1955年12月12日提交,次年他成立了一家名为气垫船有限公司(Hover.Ltd.)的公司。他早期的备忘录和报告表明他对将理论转化为实践所涉及的问题有先见之明。这些问题仍然困扰着几年后气垫船的设计者,还有一些Cokelle的想法还没有被充分探索。他预测,例如,除了气垫本身之外,还需要某种形式的二次悬挂。他的另一个想法还有待发展,涉及空气在周围射流中的再循环,以便其一部分被反复使用,提高效率和减少所需的功率。
 
科克雷尔意识到他的发现不仅使船只行驶得更快,而且允许发展两栖船,他向英国政府国防装备采购部门供应部求助。1956年11月,气垫车被列为“秘密”,与英国飞机和海洋飞机制造商签订了开发合同。在1959,世界上第一个实用的ACV启动了。它被称为S.N1。
 
最初,SR.N1的总重量是4吨,可以在非常平静的水面上以最大25海里(1海里=1.15英里或1.85公里/小时)的速度载运三个人。它采用了6英寸(15厘米)深的橡胶织物裙子,而不是完全坚固的结构来容纳衬垫和外围喷流。这种发展提供了一种方法,尽管地面或水不均匀,气垫也可以很容易地被容纳。很快发现,裙边有可能再次回到充气室作为衬垫生产商。裙子的使用带来了使裙子经久耐用,以经受在水中高速产生的摩擦磨损的问题。有必要发展设计和制造技术,使裙子能够以最佳形状制造,以提高空气动力学效率。
 
到1963年初,已开发出4英尺(1.2米)深的橡胶和塑料混合物裙子,SR.N1的性能通过使用它们(并加入燃气轮机功率)提高到7吨的有效载荷和最大速度50节。
 
1959年,SR.N1第一次横渡英吉利海峡,象征性地纪念路易斯·布莱里奥首次飞越同一水域50周年。世界许多地区的制造商和运营商开始感兴趣。制造始于美国、日本、瑞典和法国;在英国,另外的英国公司在20世纪60年代初开始制造工艺品。
 
在1963,基本气垫车主题的第一个主要变化是以侧壁工艺的形式产生的。这是一艘非水陆两栖的船,两侧各有一个坚固的船体,船首和船尾有柔软的裙子密封,船体下面有一个充气室。在排量模式中,中心船体部分在水中漂浮,侧壁被很好地淹没,但是当空气被泵入充气室时,船体被抬升到水面上,侧壁本身被淹没大约12英寸(30厘米),大大减少了。流体动力阻力。

与两栖船相比,侧壁ACV有几个优点,尽管其使用仅限于水:第一,可以使用水推进器,允许更大的控制自由度,特别是在低速时;第二,侧壁本身使船具有更好的稳定性,并减少探头。MS是全柔性裙装中固有的。在20世纪70年代早期,侧壁再次受到青睐,尤其是那些看到了不需要两栖能力的高速海运承运人的市场的美国制造商。
 
1962-64年是世界范围内对气垫船感兴趣的高峰期,但到70年代初,只有英国生产了真正可以称之为一系列气垫船的产品,而这种产品存在相当大的风险。然而,有迹象表明,美国、苏联和法国制造商正在认真考虑重新进入该领域,澳大利亚和日本也开始对ACV抱有态度。
 
其间七年的停滞不前可以用气垫车未能兑现许多人原以为的诺言来解释。科克雷尔和其他人已经预见到了许多困难,但是一些第二代设计师、建造者,尤其是操作者认为,简单的气垫船将是各种问题的答案,而这些问题在那个开发阶段远远超出了飞行器的范围。可用。
 
首先,两栖飞船通常需要空气推进。方向控制是不精确的,排除了它们在公路上的使用。如前所述,柔性裙的设计和材料必须从一开始就加以发展,直到1965年,一种高效和经济的柔性裙布置才得以发展,甚至在那时材料仍在发展之中。
 
另一个重大问题出现在飞机燃气涡轮发动机在海洋环境中使用时。虽然这些发动机经过适当改装,已经成功地安装在船上,但它们过渡到气垫船上时却暴露出极易受到盐水腐蚀的问题。由于气垫车的性质,当它在水面上悬停时会产生大量的喷雾,并且喷雾被吸入发动机涡轮的进气口,而发动机设计者没有想到。即使经过相当大的过滤,水分和盐分含量也足够高,足以腐蚀大型现代燃气轮机发动机,以至于它们需要每天用纯水清洗,甚至在大修之间的寿命也大大缩短。
 
发动机大修、裙部维护和维修费用可能是阻碍气垫车发展的主要因素。裙子的发展在SR N1之后的第一个十年中进行得非常迅速。喷气发动机腐蚀可以通过新材料或可能通过进气设计来解决,以限制喷雾摄入。与此同时,一些制造商正在绕过燃气轮机的困难,使用高速船用柴油机在多个单位。它们更便宜,运行更经济,并且相对没有腐蚀问题,但是对于给定的功率输出,它们要比燃气轮机的同类产品重得多。
 
气垫车辆原理的历史还包括在其它应用中使用气垫支撑,既用于运输也用于支撑。这些包括气垫运输机,火车,甚至床。

设计、施工和操作
 
气垫车的基本元件是船体,船体下部安装有裙部系统,其上为乘客、船员和货物建造了舱室;推进系统;以及升降系统,将空气送入船下的充气室以提供缓冲。推进和升力系统可以由同一动力装置或单独的单元驱动。如果使用共同的发电厂,则该系统被称为集成升力推进系统。一些早期的飞行器只有一个气流产生系统,用于升力和推进,但是很难同时达到这两种要求的最佳效率,并且通常使用单独的系统。
 
在飞行器的设计阶段,功率重量比在ACV的设计阶段是至关重要的。在ACV中,它不仅决定了飞行器的有效载荷和性能,而且决定了表面和裙部之间的地面间隙。地面间隙越大,可用的推进力就越有效。理论设计操作权重对于比较和评估目的至关重要,但在实践中已经发现,气垫车辆可以超载至多设计有效载荷的100%,并且仍然工作。
 
为了获得最佳的功率-重量-强度关系,气垫车辆的结构制造更多地基于航空而非海洋实践。船体结构是海洋铝皮,焊接或铆接到铝网或框架。封闭空间通常是密封的,这样形成的密闭舱室提供了自然浮力。较近的工艺是铝蜂窝板,由框架隔开,以提供基本的浮筏,并已纳入相当大的玻璃纤维结构领域。
 
早期的飞行器在浮筏的中心附近有一个洞,通过该孔空气被输送到下面的充气舱,但是裙子和其他技术的发展导致风扇空气被输送到筏的边缘,在那里,它以一种如下的方式被向下输送到充气舱外周射流
 
裙摆布置
 
裙子本身已经从一个简单的窗帘发展而来,这种窗帘被设计成将衬垫封闭成复杂的几何形状,这些形状包括衬垫、空气管道,在某些情况下,还提供了一定程度的二次悬挂。简单的窗帘很快被现在称为布袋裙的东西所取代。半圆的形状,这是围绕着船的周边紧固,下边缘采取内向上,并紧固在船体内部,低于船体。充气裙形成半圆形截面。如果空气通过顶部船体上的管道输送,从而使裙部充气,然后允许空气通过袋子内缘上的孔逸出进入充气区,裙部起到自然管道的作用,并且通过改变孔的大小,可以改变袋子充气的压力比。N至增压压力。

袋子裙子的问题是袋子底部的部分很快就会磨损掉,袋子本身会撕裂,让空气逸出并释放缓冲压力。在1965,决定延长袋裙通过悬挂窗帘式裙从它。但是,裙子不是简单的窗帘布置,而是分成小段,每个小段独立于其他部分。这种分段的,或指型的,除了基本的袋裙,成为最常用的版本,因为磨损的部分可以迅速和经济地更换,并且因为每个手指的独立作用允许整个裙子更接近于操作表面的弯曲。ATH,减少阻力和气垫损失。
 
裙子所用的材料从最初的橡胶织物到纯橡胶和尼龙,再到尼龙层压和称为氯丁橡胶的专用塑料。不同层之间的粘合必须特别牢固,否则织物在严重磨损条件下分层,并失去其抗撕裂性。
 
发电厂
 
用于气垫车辆的发电厂通常是燃气轮机发动机,输出轴由涡轮机驱动,涡轮机不与主压缩机-涡轮机组机械连接。这样,发动机可以独立于它所驱动的风扇或螺旋桨,并且自由涡轮不会开始旋转,直到来自发动机的气体被允许通过它的叶片。这允许飞机保持静止,并在地面上,直到驾驶员决定移动,即使发动机提供动力。用于为升力提供空气压力的风扇通常是离心式的,其中空气通过中心送入,并在圆周上以相当高的压力被送出。螺旋桨通常与飞机用螺旋桨相似,但是,由于气垫车在0-60节的速度范围内行驶,并且可以反向移动,所以设计成在较高速度下最佳运行的标准飞机螺旋桨是低效的。气垫船螺旋桨可以固定或安装在转动的塔架上,这使得船可以非常精确地操纵,与固定螺旋桨所依赖的舵无关。舵的有效性在某种程度上取决于船的前进速度,而且在非常低的速度下,舵作为转弯的手段并不有效。
 
过去尝试过的其他推进方法包括管道风扇,它们比普通螺旋桨安静,但往往大而笨重。侧壁艇可以用水枪或水射流推进。
 
ACV手术
 
使用气垫车辆的行动主要限于跨越3至25英里(5至40公里)宽的水域的商业载客渡轮服务,以及某些军事行动。虽然在美国、加拿大、瑞典和意大利已经试运行了预定的服务,但只有在英国和法国,这种服务才存活超过一个季节。到20世纪70年代初,一艘170吨的载车船在英吉利海峡两岸的航线上已经非常稳固,以至于大量的交通被从海上渡轮上运走,空中服务几乎被关闭。
 
还发现了非乘客的民事申请。船只已经成功地用于地震调查队,无论是在浅水区还是在沙漠地区,以及在温哥华、BC、CAN、奥克兰、新泽西州和旧金山的国际机场进行的搜索和救援行动。
 
军事用途更加多样化。英国的主要用途是作为两栖攻击期间的运兵车和在攻击后时期的后勤跟踪船。美国陆军在越南的实际行动中成功地使用气垫船,既作为巡逻艇,又作为覆盖湄公河三角洲周围大片沼泽和水田的手段。后来的军事用途包括矿井对抗工作、反潜工作、飞机运载和导弹发射。
 
气垫船发展的主流仍然在英国。虽然美国公司在20世纪60年代中期建造了实验性飞船,但是由于越南战争的压力倾向于鼓励技术人员改进他们建立的学科,而不是发展新的学科,美国的兴趣下降了。当裙子和升降机推进系统的技术难度变得太大,无法获得财政或技术资源时,其他国家也退出了。
 
开创ACV制造的三家英国公司在20世纪60年代将ACV的利益合并为一家名为英国气垫船公司的公司。

科克雷尔的专利和其他专利由国家研究开发公司的一个子公司获得,这是一个特殊的英国机构,旨在鼓励资助和支持发明。这家子公司被称为气垫船开发有限公司,由于拥有专利,它不仅可以控制英国而且可以控制世界上许多其他国家的裙式气垫车的生产。