Гидрокоптер

[танкист]

Спасибо за ответы.
Задумка такая:
Катамаран, четыре глубоко посаженных винта с вертикальной осью вращения (создают ТОЛЬКО вертикальную тягу), поднимая корпус процентов на 80 из воды, соответственно сопротивление горизонтальному движению уменьшается в 5 раз, а оставшиеся 20% осадки обеспечивают устойчивость катамарана. Плюс еще один маломощный двигатель с винтом для горизонтальной тяги.

Чуточку подробней пожалуйста Леонид!
Как это выглядит и почему заложена такая большая осадка катамарана?
Я пытаюсь уловить конструктивное решение. Вот о нем хотелось бы по подробней.
Форма, площадь корпусов, нагрузка на них и как будут расположены винты. В колодцах корпусов выше днищевой части, или ниже?

 

[Гидрокоптер]

Вы частично правы, но:

1. Винты будут именно как у вертолета, а не у моторной лодки. Их сравнивать абсолютно не корректно. Аэро(гидро)динамическое качество К = Су/Сх несущих винтов вертолета в разы больше, чем у винтов моторных лодок.
2. Как Вы ранее отмечали, плотность воды в 800 раз больше, чем у воздуха, винты будут в разы меньше, чем у вертолета. Кроме того их окружная скорость = 20...25 м/с ( у вертолета - 250 м/с). Можно обойтись без автомата перекоса, т. к. он нужен вертолету для полета с КРЕНОМ вперед, а в нашем случае винты работают без крена.
3. На скорости 25 м/с до кавитации еще далеко.
4. Погружение крыла (винта) на глубину в две хорды - уже глубокое погружение. При ходе 0,2 метра - глубина 0,4 метра - достаточная.

 

[Гидрокоптер]

Чуточку подробней пожалуйста Леонид!
Как это выглядит и почему заложена такая большая осадка катамарана?
Я пытаюсь уловить конструктивное решение. Вот о нем хотелось бы по подробней.
Форма, площадь корпусов, нагрузка на них и как будут расположены винты. В колодцах корпусов выше днищевой части, или ниже?

Я постараюсь это нарисовать, но через пару дней. Спасибо за обстоятельный вопрос.

 

[Андрей-3-1]

1. Удельная энергоемкость судов на подводных крыльях = до 100 кг/л.с.,
2. Предварительные расчеты (здесь их приводить очень громоздко) дают надежду на 50...60 кг/л.с.

И в чём выигрыш над гидрофойлами? Тем, что винты водоросли перемалывать будут?

 

[hanter2013]

Ну допустим применим для чистой воды. Море. Тут надо подумать прохождение на волне. Будет прокрут винтов с перегрузкой. Это получится нестабильное положение.

 

[танкист]

1. Сопротивление винтов берут на себя моторы этих винтов, на маршевый мотор это не отражается, на его долю - 20% сопротивления от осадки плюс сопротивление валов (пренебрежимо мало).
2. Удельная энергооемкость глиссеров = 20...35 кг/л.с., судов на подводных крыльях = до 100 кг/л.с., на воздушной подушке = 10 кг/л.с. (самые прожорливые, но самые быстрые!).
3. Предварительные расчеты (здесь их приводить очень громоздко) дают надежду на 50...60 кг/л.с.

1. Винты будут именно как у вертолета, а не у моторной лодки. Их сравнивать абсолютно не корректно. Аэро(гидро)динамическое качество К = Су/Сх несущих винтов вертолета в разы больше, чем у винтов моторных лодок.
2. Как Вы ранее отмечали, плотность воды в 800 раз больше, чем у воздуха, винты будут в разы меньше, чем у вертолета. Кроме того их окружная скорость = 20...25 м/с ( у вертолета - 250 м/с). Можно обойтись без автомата перекоса, т. к. он нужен вертолету для полета с КРЕНОМ вперед, а в нашем случае винты работают без крена.
3. На скорости 25 м/с до кавитации еще далеко.
4. Погружение крыла (винта) на глубину в две хорды - уже глубокое погружение. При ходе 0,2 метра - глубина 0,4 метра - достаточная.

А вот это, становится уже интересно! Каковы цели и задачи данного проекта?
Каково водоизмещение и в чем всё же суть глубокой осадки?
Если возможно, по подробней о том что запланировано создать и назначении данного судна.

 

[Ярослав]

1. Сопротивление винтов берут на себя моторы этих винтов, на маршевый мотор это не отражается, на его долю - 20% сопротивления от осадки плюс сопротивление валов (пренебрежимо мало).

Сопротивление вращению подъёмных винтов будут брать на себя моторы этих винтов, а сопротивление этих винтов вращающихся в набегающем потоке воды как раз придётся преодолевать маршевому двигателю и оно будет на столько велико, что можно будет пренебречь не только сопротивлением валов, но и сопротивлением всего корпуса.
Присоединюсь к вопросу целей и задач поставленных перед данным судном?

 

[Георг Ом]

Тут в теме есть один экспериментатор-практик который на собственном опыте хотя-бы гидрофойлами баловался и подводное крыло на надувнуху ставил. что-то даже он оптимизма по этой конструкции не разделяет. Вообще же, конструктор со стажем вполне может себе позволить найти стоящий у кого-нибудь на компьютере Солид Ворк с пакетом Космос и просто смоделировать работу отмасштабированного гидрокоптера. Правда компьютер нужен очень шустрый с большим количеством оперативки чтоб несколько секунд вращения винтов не обсчитывал несколько часов. Тут и узнаем истину без вложений в металл и двигатели.

 

[Гидрокоптер]

Разрешите просто порассуждать:

• Предположим, что скорость вращения несущих винтов в два раза больше скорости движения судна. Относительно глубокопогруженные несущие винты имеют коэффициент подъемной силы Су = 0,5, а малопогруженное крыло судна на подводных крыльях имеет Су = 0,2. Исходя из вышесказанного площадь несущих винтов будет меньше площади подводного крыла в 2х2х0,5/0,2 = 10 раз. Логично предположить, что и сопротивление движению судна от несущих винтов, которое должен преодолевать маршевый двигатель, будет в 10 раз меньше, чем у крыльев (в реальности, скорее всего, будет не в 10, но в несколько раз меньше).
• Частично погруженные поплавки катамарана будут отслеживать волну не позволяя оголяться несущим винтам, в отличие от подводного крыла, которое на волне все время то погружается, то выныривает.
• Еще раз повторюсь, что это мои рассуждения, возможно что и неправильные.

 

[Андрей-3-1]

Не знаю как это рассчитать, но видится что прямое сравнение сопротивления винтов и гидрокрыла неверно. В отличие от гидрокрыла, винт будет создавать возмущённый слой на всём протяжении движения, а это потребует больших энергозатрат.
И так скажем визуализация - мы видим что человек способен выйти в режим движения на гидрофойле. ( с 1:14)
Может ли он себя с помощью винтов поднять из воды - я не уверен!

 

[Георг Ом]

Андрей, я видел такую штуку, но там ведь не за счет одной мускульной силы работает. Человек крутит педали генератору, а привод от электромотора с винтом. В велике стоит аккумулятор. Принцип такой: человек крутит педали, а мотор крутит винт пропорционально оборотам педалей с усилением от 4 до 1 примерно. То есть различные ступени облегчения кручения педалей человеком. Мотор стоит на 400 Вт. Человек среднестатистический столько может развивать минут 10. Само же направление мысли интересное. Самому интересно собрать что-то подобное, но с приводом от ДВС. Пока что из подобного, еще более опасного конструктива, видел только "Карманого транспорта" акваскипер с приводом от ранцевого движителя с воздушным винтом.

З.Ы. Кстати, на вас и ссылался как на экспериментатора с подводными крыльями и гидрофойлами. Очень интересные вы эксперименты проводите.

 

[Андрей-3-1]

Гидрофойлы вообще штука интересная. Когда видишь как они могут по воде летать, мысли о гидрокоптере кажутся нелепыми ( уж простит меня ТС ) Но крылья весьма непростые! Практика использования показывает что разные именитые производители выдают весьма неодинаковый продукт. Некоторые крылья летят очень плохо, другие шумят, третьи рыскаю, и прочие косяки имеют. Но и многие летают отменно, бесшумно, с отменным гидродинамическим ( по аналогии с аэродинамическим) качеством

 

[Георг Ом]

У меня творческая мысль в сторону легкоммерческого утилитарно-развлекательного снаряда смотрит. Не для понтов надо, а для перемещения быстро и не очень далеко с минимальными мощностями. Любой лодке надо много мощей, либо делать ее неудобной плоскодонкой в которой на мелкой ряби позвоночник в трусы ссыпется. СВП легко сносит сильным ветром, но он хотя-бы демисезонный. Есть желание достроить все-таки вариацию на тему свп-зонтик. Гидроцикл - понты, т.к. много мощи и тяжелый, а потому требует регистрации и прицепа. Рекламируемый гидроцикл на подводных крыльях ближе к искомому, но все равно дорог и тяжел, а ценник вообще как на ракету. Вот подобие велосипедика, более разбираемое и менее погружающееся с седоком на этапе старта оптимально . Как-то не хочется за 5 км на дикий пляж с полотенцем и прочим в рюкзаке погрузится глубже чем по яйца, и только после выхода на скорость планирования крыла всплыть.

 

[Андрей-3-1]

Для затравки:
Обратите внимание на размер крыльев катамарана на 1:40.

 

[Георг Ом]

Так я представляю какой размах у гидрофойлов и акваскиперов. У катамарана на видео получаются вообще какие-то игрушечные крылья относительно самого ката. Интересно, на какой скорости начинает хорошо поднимать? Вот тут и напрашивается для устойчивости, и чтоб не ногами в воде, какая-то конструкция типа катамарана с подводными крыльями. При этом баллоны не круглые, а чуток приплюснутые для лучшей остойчивости как в статике, так и при выходе на крыло т.к. поперечное боковое сечение баллонов будет меньше чем у круглых, и соответственно силы, возникающие от бокового ветра меньше. Поскольку скорости всплытия крыла у подобных спортивных снарядов около 8 км/ч, то движка в 2-3 лошади хватит для преодоления горба, а дальше на крыле можно разогнаться до 30-35 км/ч. Это все применительно к водному по сути "мопеду" Велосипед в виде акваскипера есть, гидропед на основе гидрофойла придумали, но даже за бугром он мало кому доступен, гидроциклы тоже есть. Вот этот одноместный промежуточный вид транспорта с маломощным ДВС, способный выходить на глиссирование, и более-менее комфортным перемещением на нем и должен быть гидро- или аква- мопедом.

 

[Андрей-3-1]

Всё уже придумано и воплощено с разной степенью технологичности.

И у нас помнится кто то делал "мотороллер" на подводных крыльях. Движок помнится был Ветерок. Пока вспоминал где его видел, наткнулся на технику с 4 винтами - Водомерку Бакшинова:



http://zhurnalko.net/=sam/junyj-tehnik/1992-12--num5

 

[Гидрокоптер]

У Бакшинова его гидролет весил 1 тонну. Удельный вес получается 7 кг/л.с. Ужас!

 

[Георг Ом]

Всё уже придумано и воплощено с разной степенью технологичности.

Вторая картинка интереснее, но это уже конструкция больше гидроцикла размером и массой. На первой же картинке азиатский изобретатель что-то переусердствовал с подъемом, и подозреваю что с остойчивостью и безопасностью большие проблемы имеет.

Кстати, подобие моей задумки реализовали, но немного топорно. Акваскипер скрестили с баллонами катамарана и мотовелосипедом. На видео видно что для компенсации реактивного момента винта при таком высоком ЦТ ездок весь перекосился .

 

[Георг Ом]

Кстати, впоследствии они доработали этот комплект для велика, но плывет он все равно скучно, хотя и добились нормальной остойчивости и курсовой устойчивости. С нормальным приводом могло-бы пойти веселее. Все-таки триммерный движок в 2 лошади, болгарочный редуктор, гибкий вал с двумя перегибами, и гребной винт не самый согласованный непонятно что в итоге дают. Так-то есть куда стремиться.