Вогоградский государственный технический университет

Кафедра «Автомобиле- и тракторостроение»

Лабораторная работа № 7

«Аппараты на воздушной подушке»

Выполнил: студент гр. Т-502Т

Куценко А.С.

Проверил: Котовсков А.В.

Волгоград 2010

1 Принцип работы воздушной подушки. Виды воздушных подушек.

Принцип воздушной подушки заключается в создании вентилятором под днищем транспортного средства повышенного давления воздуха вплоть до отрыва и подъема этого средства над поверхностью грунта (воды). По сравнению с другими видами транспорта машины с воздушной подушкой обладают рядом принципиальных преимуществ.

1. Малое давление машин на опорную поверхность (1,0... 10,0 кПа). Они способны передвигаться по поверхностям, имеющим очень низкую несущую способность,— снегу, снегу с водой, открытой воде без ограничения ее глубины, мелководью, заросшим озерам, болотистой местности, пескам; благодаря малому давлению на грунт машины на воздушной подушке не уплотняют и не разрушают поверхность, по которой они двигаются. Поэтому применение этих машин в районах тундры позволит полностью сохранить ее растительный покров от разрушений, которому он интенсивно и необратимо подвергается при движении гусеничных и колесных машин.

2. Большая грузоподъемность. В настоящее время серийно выпускаются машины на воздушной подушке самой различной грузоподъемности — от небольших двух-трехместных скоростных пассажирских до самоходных грузовых платформ для перевозки по бездорожью грузов массой до 600 т и выше

3. Высокая скорость. Современные машины на воздушной подушке способны развивать скорость свыше 100 км/ч; при этом она ограничивается не столько техническими возможностями машины, сколько состоянием трассы и ее изученностью; на разведанных трассах скорость может быть в несколько раз выше скорости любых других наземных транспортных машин для бездорожья.

4. Простота конструкции, надежность. У машин на воздушной подушке отсутствуют сложные в конструктивном исполнении и металлоемкие узлы, такие, как гусеницы, колеса, коробки передач, дифференциалы и др. Конструкция этих машин отличается принципиальной простотой и, как следствие этого, надежностью, малой стоимостью при отлаженном серийном производстве.

Принцип работы воздушной подушки

АВП представляют собой транспортные средства, предназначенные для движения вблизи поверхности земли или воды и поддерживаемые с помощью воздушной подушки, образуемой между основанием машины и поверхностью движения.

Основная особенность АВП в том, что они не соприкасаются с поверхностью движения.

Имеется несколько способов "оборудования воздушной подушки. В воздушной подушке по типу газовой смазки сжатый воздух подается в центральную часть аппарата и вытекает во все стороны в узкую щель между днищем аппарата и поверхностью движения.

I

Рисунок1 - Виды воздушных подушек:

а—тип «газовой смазки»; б—камерная схема;, в—сопловая (струйная) схема; г — использование экранного эффекта

Такие АВП работают только при очень маленьких зазорах между дни­щем и опорной поверхностью и применяются для внутрицехового транспорта. В АВП, имеющих камерную схему, воздушная подушка создается за счет избыточного давления воздуха, подаваемого в камеру под днищем аппарата. Эта простейшая схема транспортных АВП в настоящее время имеет незначительное применение из-за присущих ей недостатков.

Сопловая (струйная) схема наиболее распространенная и широко применяется в современных АВП. Воздушная подушка создается за счет струйной завесы, образуемой в результате истечения воздуха через кольцевое сопло, расположенное по периферии опорной части транспортного средства. В скоростных АВП используется схема, в которой воздушная подушка создается за счет избыточного давления воздуха под крылом, движущимся вблизи опорной поверхности. АВП этой группы часто называют экранолетами.

Эффект воздушной подушки оценивается обычно коэффициентом А влияния близости земли, который является отношением соответственно силы тяги вблизи земли и на бесконечном удалении от нее (на высоте несколько метров коэффициент А=1, поэтому термин «бесконечное удаление» применен условно).

Если представить себе обычный винт — по типу вертолета, то его тяга определяется как произведение массы на скорость отбрасываемого вниз потока воздуха. Если винт работает вблизи земли, то поток растекается по опорной поверхности, а в середине образуется зона торможения потока, являющаяся причиной образования воздушной подушки. У вертолета увеличение тяги за счет близости земли достигает не более 25%, поскольку воздух перетекает в центральной части винта в пространство над винтом. Для улучшения процесса винт можно поместить в кольцевой канал. Тогда высота будет измеряться от нижней кромки кольца, а чтобы уменьшить перетекание воздуха, винт заменяется вентилятором с большим коэффициентом заполнения площади, омываемой лопастями (0,4…0,6 против 0,1..0,2 у вертолета).

Рисунок 2 - Характеристики поворота транспортного средства на воздушной подушке с колесами для курсового управления на глинистом грунте

На рисунке 2 показано изменение максимального поперечного ускорения, которое может иметь место при установившемся радиусе R поворота в зависимости от распределения нагрузки для комбинированного транспортного средства с шинами при движении по глинистой почве. Здесь также показан возможный минимальный радиус поворота.