Воздушные подушки, он разные бывают. Для кого-то подушка надутая воздухом, это тоже "воздушная подушка", но в технике, как правило, это понятие все же имеет другой смысл. Пишу "в технике", ибо применяется она не только в судостроении.
Воздушная подушка — это повышенное давление воздуха, создаваемое в зазоре между подвижными и неподвижными частями различных механических устройств либо в ограниченной зоне опорной поверхности, над которой движется летательный или транспортный аппарат.
По сути, своей это "воздушная смазка", ибо в гироскопах, там тоже воздушная подушка используется. И в медицине она используется, дабы (например) пострадавший пациент лежал, не касаясь кровати. Это уже не подушка, а скорее целая перина, но, принцип тот же самый: подается воздух с избыточным давлением, и тело лежит не на поверхности. а "висит в воздухе".
Ежели мы все же обратимся к транспорту, то... Несмотря на общее название, воздушная подушка по своей сути делится на два основных класса. И зарождение судов на воздушной подушке шло по двум "дорожкам": с полным отрывом от поверхности, и без оного.
На самом деле, разница чуть глубже. Одна идея - это статическая воздушная подушка, которая заменяет часть подводной обшивки обычного водоизмещающего корабля, снижая сопротивление воды движению судна.
"Трехкильный духоплав" Иванова (1853 года), суда с вогнутым днищем, придуманные У.Фрудом, судно Лаваля (1885 года) это все попытки обычного водоизмещающего судна "плавать на пузыре" или подавать "пузырьковую воздушную смазку" под дно. На этом принципе сейчас созданы суда на воздушной подушке скегового типа. По сути, это катамаран, "одетый в фартук" между корпусами которого создается избыточное давление. Он может подвсплывать на этом "пузыре" (а может и не всплывать). Но на сушу обычно судно такого типа "не выходит".
Есть совсем другой принцип: который еще называют "ховеркрафт" ("парящий") когда за счет подачи большого количества воздуха под юбку, аппарат полностью приподнимается над поверхностью (не важно какой, водной или еще какой, главное, более или менее гладкой) и полностью парит над ней за счет воздуха с избыточным давлением, выходящего между краем юбки и поверхностью. У этой системы есть масса вариаций но принцип один.
Есть третий вид: полностью динамический: это когда подушка создается за счёт повышения давления при движении аппарата вблизи опорной поверхности. По- прстому, это экраноплан. (Да, экраноплан, это тоже судно на воздушной подушке, просто у него "подушка" создается за счет его движения и она не ограничена юбкой). Экраноплан скользит над водой благодаря эффекту экрана, который по сути и есть его "воздушная подушка".
Кто был первым? Сложно сказать, потому, как придумать - это одно, запатентовать - другое, спроектировать третье, а построить... (Большинство идей гибнут при переходе от слов к делу). Ну и плюс к этому, мы выяснили, что суда на воздушной подушке, они разные, и принцип у них чуть разный.
Первые идеи
Если отбросить теоретические измышления, то "трехкильный духоплав" Иванова, представленный в 1853 году - это первый неудачный проект СВП скегового типа.
А неудачный он только по одной причине, что для того, чтобы реализовать "воздушную подушку" весь трюм "духоплава" пришлось бы занять дюжими людишками, которые бы изо всех сил раздували бы меха.
А ежели еще понадеяться, что плыть сей корабль должен ислючительно за счет реактивного движения, без дополнительного движителя, то... Человек слаб, и на мускульной силе далеко не (уплывешь? улетишь?). В общем, не вышло, Департамент проектов и смет отказал Иванову в поддержке его разработки, и привелегию ему тоже не дали.
Густав Лаваль в 1883 году запатентовал идею уменьшения трения для плоскодонных судов путём нагнетания воздуха , но "это не то, это совсем другое". Густав Лаваль соорудил катер, который рассчитывал поднять над водой с помощью воздуха, выпускаемого из закреплённого под форштевнем баллона через щели в днище корпуса. Вроде бы как "воздушная подушка", а вроде бы как не очень, да и практический результат достигнут не был.
Ежели мы говорим про патентное дело, то здесь следует отметить английский патент выданный м-ру Кубертсону, который, по сути, повторял принцип "духоплава" (правда с минимумом конкретики". Принцип работы системы подъёма описывался так:
"...воздушные компрессоры подают воздух через отсеки, что обеспечивает малое соприкосновение воды с корпусом и уменьшает трение. Воздух следодует далее к корме и создавая подушку, проникающую между корпусом и водой". (Патент есть патент, его автор стремится застолбить за собой все, что можно, чтобы потом пулучить с этого прибыль).
Первый реальный проект
Первым, кто реально воплотил замысел в жизнь, стал подданный Австро-Венгерской империи. 26 марта 1915 г. капитан-лейтенант императорско-королевскго флота Дагоберт Мюллер фон Томамюль (Dagobert Müller von Thomamühl) представил в Морской технический комитет (МТК) Адмиралтейства свое "Исследование о строительстве глиссера большой скорости", к которому прилагался проект катера-глиссера нового типа.
Человек это бы незаурядный, и начал он даже не с катера. Началось вс с того, что он в 1915 году предложил торпеду на воздушной подушке. Потом появился проект катера.
Первоначальная идея Мюллера фон Томамюля заключалась в постройке судна глиссерного типа с плоским дном и двумя бортовыми килями, имевшего прямоугольный в плане корпус чечевицеобразной (в сечении по ДП) формой. Но это уже был не глиссер. Под днище катера, в пространство между двумя боковыми килями, установленный в носовой части бензиновый мотор фирмы «Аустро-Даймлер» с центробежным вентилятором мощностью в 65 л.с. подавал большой объем воздуха (7,5 кубометров в секунду). Для движения глиссера служили еще три авиационных мотора той же фирмы мощностью по 120 л.с. каждый. Они устанавливались ближе к корме и вращали каждый свой гребной вал. Водоизмещение должно было составить 12,25 тонн. Длина корпуса составляла 16,15 м, ширина — 8,08 м, высота — примерно 1,75 м, осадка — 0,37 м.
Менее чем через три месяца после начала рассмотрения предложения Дагоберта Мюллера МТК одобрил проект и выдал Морскому арсеналу в Поле заказ на постройку «Ферзухсгляйтбота» (Versuchsgleitboot — экспериментальный глиссирующий катер).
2 октября 1915 г. спущен на воду и на следующий день предьявлен на испытания немного другой корабль. Максимальное водоизмещение оказалось меньше, чем предполагалось в первоначальном проекте, и составляло (вместе с вооружением) лишь 7,8 т. В носовом отсеке находился пост управления отделение с рулевой колонкой, над которым устанавливался стандартный 8-мм пулемет «Шварцлозе» типа 07/12 с боезапасом в 500 патронов. Рядом с рулевым было устроено место командира катера.
Корпус был выполнен со стальными шпангоутами, но с фанерной обшивкой. Чтобы предельно облегчить носовую часть, для создания эффекта воздушной подушки основные механизмы перенесли в центральный отсек. В нем были установлены четыре авиационных 6-цилиндровых двигателя «Аустро-Даймлер» мощностью по 120 л.с. (по два на одной раме). Они попарно, через зубчатую и цепную передачи, вращали два трехлопастных винта, приводивших катер в движение. Винты долго не могли подобрать (потому, как... кавитация была). В конечном итоге были вынуждены ставить винты диаметром 82 см.
В задней части своеобразного машинного отделения располагался четырехцилиндровый двигатель той же фирмы мощностью 65 л.с, приводивший в действие компрессор фирмы «Сирокко», который подавал воздух под днище катера через специальные отверстия в его корпусе, создавая тем самым воздушную подушку. В режиме обычного (водоизмещающего) плавания отверстия закрывались рулевым катера с помощью системы рычагов и заслонок. Бортовые кили опускались на на 0,5 м ниже уровня днища.
Кроме пулемета в состав вооружения вошли две 350-мм торпеды Уайтхеда типа «С» (длина 4,5 м, общий вес 265 кг, вес заряда 45 кг, скорость 24 узла), находившиеся в желобных аппаратах, выполненных из жести и установленных по краям верхней палубы. Пуск производился с помощью сжатого воздуха. Но схема была... странновата.
В отличие от первоначального проекта, на «Ферзухботе» торпеды смотрели в корму, а потому, для их пуска необходимо было развернуть катер кормой к цели, заглушить мотр, произвести выстрел, после чего следовало немедленно и на большой скорости покинуть поле боя.
Испытания начались в октябре 1915 года в акватории Полы и продолжались с перерывами практически год. Что можно сказать? ("der Versuch war erfolglos" попытка оказалась неудачной). На вооружение катер не приняли.
Почему?
Овчинка выделки не стоила. Неоднократные выходы в море показали, что действовать он может лишь при абсолютно тихой погоде. Вентилятор оказался слабым и, если при работе обычных двигателей скорость достигала 31,9 узлов, включение системы нагнетания воздуха добавляло менее узла. Максимальная скорость хода составила 32,6 узла, причем, даже на небольшом волнении режим практически не работал и катер носом начинал зарываться в воду и это при том, что испытания проходили без вооружения и с минимальным запасом топлива (водоизмещение 6,5 вместо 7,8 т). 20 октября 1916 г. первый австрийский торпедный катер, так и не вошедший в состав ВМФ, передали на консервацию Морскому арсеналу Полы. На том все и закончилось.
Руководитель МТК контр-адмирал Готфрид фон Хохенберг-Майерн в заключительном рапорте, направленном в Морскую секцию Военного министерства в Вене, отметил, что результаты испытаний являются очень ценными, могут служить основой для будущих проектов, хотя построенный катер и не оправдал возлагаемых на него надежд. Изобретателю — капитан-лейтенанту Мюллеру — адмирал предлагал выразить от имени командования флота признательность за оригинальную идею и активное участие в реализации проекта и испытаниях судна нового типа.
("— Так что передать мой король? — Передай твой король мой пламенный привет". (С) "Иван Васильевич меняет профессию")
Следующий этап "прожектирования" случился в 1927 году, когда вышла книга Циолковского. Он предлагал поезд на воздушной подушке. По задумке учёного, по длине всего вагона нужно было разместить трубу и создавать в ней насосами избыточное давление. Если такому вагону придать начальную скорость, то спутная струя воздуха, выходя из трубы, будет создавать реактивную силу тяги. Проект... (труднореализуемый), но...
(Потом начинается новая интересная история, а, потому, продолжение следует)