vehicule cu pernă de aer

În principiu, un vehicul cu pernă de aer constă dintr-un corp sustentator pe care este montat un grup motocompresor (suflantă), astfel încît să producă sub vehicul o «pernă» de aer pe care acesta pluteşte. în consecinţă, vehiculul nu ajunge în contact cu solul şi deci nu trebuie să învingă rezistenţa creată de frecările roţilor de soL caracteristice celorlalte vehicule terestre. Pentru acest motiv, vehiculele cu pernă de aer ar trebui să fie incluse printre aparatele de zbor sau de plutire. însă, datorită lipsei aderenţei la soL ele ridică probleme de stabilitate, de frînare şi de conducere cu totul diferite faţă de vehiculele care se deplasează pe roţi. Atunci cînd vehiculele cu pernă de aer plutesc la mică distanţă de suprafaţa pămîntului. aşa-numitul «efect de soi» provoacă formarea unei perne de aer. Curentul de aer produs de un ventilator, care la o distanţă mai mare de sol ia forma unui jet circular (prin întreaga secţiune circulară a jetului curge un debit de aer repartizat uniform), in apropierea pămîntului devine inelar (fig. 1). La centru, sub rotorul ventilatorului, se formează o pernă de aer, în care curgerea aerului este foarte slabă. La marginea acestei perne ia naştere un jet inelar, care menţine pema de aer, realizînd un fel de etanşare faţă de presiunea exterioară joasă. în consecinţă, forţa portantă creşte, astfel încît, pentru a pluti în aer în apropierea solului, vehiculului cu pernă de aer îi este necesară o putere mult mai mică decît pentru a pluti la înălţimi mai mari.

Pînă acum este cunoscută o mare diversitate de aparate cu pernă de aer, bazate pe utiliza­rea «efectului de sol». în fig. 2 este reprezentat un aparat cu cameră semicirculară, a cărui construcţie este deosebit de simplă şi uşor de înţeles. La acest aparat, distanţa pînă la sol corespunde unei stări de echilibru determinata de volumele de aer aspirat şi refulat Deoarece presiunea din cameră este. joasă, trebuie construite camere cu deschidere mare, ded suprafaţa de bază a aparatelor trebuie să fie foarte mare pentru a putea transporta sarcini relativ ridi­cate.

în prezent, se urmăreşte dezvoltarea vehiculelor cu cameră inelară (fig. 3), care, in compa­raţie cu vehiculele cu cameră semicirculară au avantajul unui consum de energie mai mic. La aparatele cu cameră inelară datorită modului de dirijare a aerului, jetul este produs direct in formă de inel, ceea ce, după cum s-a arătat mai sus, contribuie în mare măsură la creşte­rea forţei portante. înclinarea ajutajelor la partea inferioară cu un anumit unghi spre interior asigură o creştere suplimentară a sustentaţiei verticale.

Deplasarea este obţinută în general, cu ajutorul uniri motopropulsor suplimentar. Vehi­culele cu pernă de aer dau bune rezultate atunci cînd sînt utilizate ca maşini de antrenare. Pe baza unui mare număr de încercări s-a stabilit că aceste aparate dau cele mai bune rezultate din punctul de vedere al stabilităţii şi al randamentului mecanic atunci cînd înălţimea la care plutesc este puţin mai mică decît o zecime din diametrul lor, adică un vehicul cu diametrul de 4 m ar trebui să plutească la cea. 40 cm deasupra solului. Pentru ca rezistenţele la înaintare să nu fie prea mari, iar lăţimea vehiculului să” nu crească prea mult, vehiculele nu sînt construite cu suprafaţa de bază circulară ceea ce ar fi optim din punctul de vedere al portantei şi al stabili­tăţii, ci ovală sau dreptunghiulară. Astfel, in figura 4 este reprezentat un vehicul proiectat cu suprafaţa de bază dreptunghiulară care foloseşte jeturi inelare; el trebuie să transporte o greutate totală de 4001 cu o viteză maximă de 160 km/h.

Forţele care intervin la deplasarea înainte a unui vehicul cu pernă de aer sînt reprezentate în figura 5. Pe măsură ce creşte viteza, rezistenţa aerodinamică capătă o influenţă tot mai mare.

vehicu cu perna 1vehicu cu perna 2

In afara rezistenţei de formă, care se produce şi în cazul deplasării avioanelor, mai intervine şi o rezistenţă aşa-numită de impuls, care ia naştere la accelerarea aerului necesar pentru forma­rea pernei. Cînd vitezele sînt mici, rezistenţa de impuls este mai mică decît rezistenţa de formă, insă la viteze mai înalte raportul se inversează. Pentru deplasare, ajutajele situate pe suprafaţa interioară a vehiculului pot fi reglate spre înapoi. în acest mod, jetul de aer care provoacă perna de aer produce cea. 20% din forţa de propulsie, astfel încît rotorul propriu-zis nu trebuie să mai utilizeze pentru înaintare decît 80% din totalul energiei de propulsie.

La vehiculele cu pernă de aer cu etanşare a pernei prin jet invers (fig. 6), etanşarea mar­ginilor este obţinută de un curent inelar exterior. în acest mod, pierderile de aer se reduc la minimum, obţinîndu-se un randament maxim. în acelaşi timp însă, costul construcţiei apara­tului devine mult mai mare.

în cazul vehiculelor cu pernă de aer, frinarea şi conducerea nu sînt eficiente, astfel incît fac în continuare obiectul unui mare volum de cercetări*. Problemele ridicate de stabilitate joacă un rol determinant pentru funcţionarea vehiculelor cu pernă de aer. De exemplu, în timpul înaintării, stabilitatea mobilului este periclitată pe măsură ce creşte viteza de deplasare, de creşterea simultană a presiunii dinamice a zborului, aceasta avînd tendinţa să elimine perna de aer.

1 comment to vehicule cu pernă de aer

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>