СУДУ НА ПІДВІДНИХ КРИЛАХ
Під час руху у воді підводне крило створює підйомну силу так само, як крило літака в повітрі. Профіль підводного крила вигнутий таким чином, що при переміщенні у воді він створює сумарну силу, спрямовану вгору та виштовхує судно з води. Катери та кораблі на підводних крилах ніби летять над водою, і під водою залишаються лише підводні крила та гребні гвинти. Корпус корабля з'єднується з підводними крилами стійками, які також мають обтічну форму.
При русі тіла в рідкому середовищі виникають сили тертя та інші збурення, що перешкоджають руху, які породжують сумарну силу опору руху (силу гальмування). Так як щільність води в 800 разів більша, ніж щільність повітря, то при одній і тій же швидкості руху крило літака в повітрі і зменшене в 800 разів (за площею) підводне крило створюватиме однакову підйомну силу. також АЕРОДИНАМІКА; Гідроаеромеханіка.
Типи підводних крил. Існують два типи підводних крил, призначених для виштовхування корпусу судна з води: частково занурене крило та повністю заглиблене крило. Чим глибше у воді знаходиться частково занурене крило, тим більша площа його рухається під водою і тим більша підйомна сила, яку він створює. Ця властивість забезпечує стійкість руху судна хвилями. У випадку повністю заглибленого крила підйомну силу можна змінювати або повертаючи все крило (змінюючи кут атаки), або відхиляючи закрилки, розташовані вздовж задньої кромки нерухомого крила (керування за допомогою закрилків). У разі апарата із заглибленими крилами система автоматичного керування регулює нахил та висоту судна над водою та забезпечує його балансування. Влаштування такого судна складніше, ніж пристрій судна з частково зануреним крилом, протеперша конструкція ефективніша і забезпечує плавний рух транспортного засобу при хвилюванні. Закрилками, що відхиляються за допомогою системи автоматичного управління, можна забезпечити і частково занурене крило, покращуючи за їх допомогою плавність руху судна при сильному хвилюванні. Підводні крила знайшли застосування у конструкціях гібридних морських суден. Однією з найбільш вдалих гібридних конструкцій є катамаран із підводними крилами, розташованими між корпусами.
Конструкції кораблів на підводних крилах. Судна на підводних крилах розрізняються розташуванням крил. У літаковій (звичайній) схемі велике крило розташовується попереду центру тяжіння, подібно до крила на літаку. Несуча поверхня меншої площі розташовується позаду. У схемі "качка" крило меншої площі поміщається попереду основного крила. У тандемній схемі несучі крила розташовують на однакових відстанях спереду та ззаду від центру тяжіння. У кожній із цих схем можуть використовуватися як частково занурені, так і повністю заглиблені крила. Звичайна схема та схема «качка» застосовуються в конструкціях невеликих суден на підводних крилах; для суден більшої водотоннажності краще тандемне розташування підводних крил.
Силова установка. Для створення тяги на суднах з підводними крилами використовують гребний гвинт або водомет (струмінь води, що створює реактивну силу). Гвинт, що розташовується в хвостовій частині гондоли, рухається судновим двигуном за допомогою системи передавальних шестерень і валів (редуктора). У разі водомета тягу створює реактивна сила струменя води, що накопичується всередині корпусу і за допомогою насоса, що викидається з великою швидкістю через отвір у транці корабля. На більшості цивільних суден із підводними крилами використовуються дизельні двигуни.На суднах великої водотоннажності з рушіями обох типів для підвищення швидкості руху часто застосовують газотурбінні установки. також СУДОВІ ЕНЕРГЕТИЧНІ УСТАНОВКИ І РУХІВНИКИ.
Кавітація. При зниженні тиску (що відбувається, наприклад, на верхній поверхні підводного крила, що рухається з великою швидкістю) у рідині утворюються повітряні бульбашки. Це називається кавітацією. Кавітація надає несприятливий вплив на підйомну силу та опір підводного крила. Крім того, схлопування бульбашок може призвести до пошкодження поверхні крила та руйнування конструкції. Підводні крила, у яких максимальна швидкість є недостатньою для того, щоб викликати кавітацію, називаються безкавітаційними крилами. Підводні крила, що призначені для більш високих максимальних швидкостей, спеціально профільують. Підводні крила, що викликають кавітацію та схлопування бульбашок далеко від поверхні крила, називаються суперкавітуючими. також КАВІТАЦІЯ.
Інші проблеми. Судно на підводних крилах частину часу рухається, як і звичайний корабель, із зануреним у воду корпусом. Стійки, підводні крила та гребні гвинти, розташовані під днищем корпусу, збільшують осад корабля. Щоб усунути пов'язані з цією особливістю проблеми, підводні крила можна зробити забираються. Однак і підводні крила, що не забираються, знаходять широке застосування в конструкціях суден.
Як і у випадку літака, кожна додаткова одиниця ваги судна на підводних крилах потребує відповідного збільшення потужності двигуна та витрати палива. З цієї причини у конструкції суден на підводних крилах знаходять широке застосування легкі високоміцні матеріали (алюміній, пластмаси, композити) та високоефективні силові установки великої потужності. Поряд ззвичайними судновими дизелями використовуються газотурбінні двигуни та допоміжні пристрої, аналогічні тим, що застосовуються в авіації. Стійки та профілі крила виготовляють із найкращих сортів сталі. Для суден на підводних крилах були розроблені унікальні трансмісії, гребні гвинти та системи управління.
Ваганов А.М. Проектування швидкісних суден. Л., 1978 Клейтон Би., Бішоп Р. Механіка морських судів. Л., 1986 Іконніков В.В., Маскалик А.І. Особливості проектування та конструкції суден на підводних крилах. Л., 1987