Воздушная подушка за 3 минуты

Игрушечное судно на воздушной подушке

Игрушечное судно на воздушной подушке («Квантик» №6, 2015)

В «Квантике» № 3 за 2013 год описано, как сделать игрушку на воздушной подушке из компакт-диска и шарика. Она скользит почти без трения по гладкой поверхности. За этим трюком и другими, ещё более удивительными, стоит интересная физика.

Парение над столом. и под потолком!

Возьмите пластиковую трубку с внутренним диаметром около 15 мм и отпилите от неё кусок длиной в несколько сантиметров. Прикрепите кусок трубки к центральному отверстию компакт-диска с помощью пластилина или термоклея (к той стороне диска, где у него дорожки с информацией). Намотайте на трубку резинку, а затем наденьте резиновый воздушный шарик. Теперь закрепите на трубе горловину шарика резинкой. Аппарат готов.

Сначала повторим опыт с парением над столом. Надуйте шарик через отверстие, перекрутите его горловину, чтобы шарик не сдулся раньше времени, поставьте диск на гладкую горизонтальную поверхность и раскрутите горловину. Судно будет парить над столом несколько секунд, опираясь на поток воздуха, который течёт в узком зазоре между диском и столом и поддерживает диск «на плаву», как воздушная подушка. Этот опыт лучше получается с узкой трубкой, например, с корпусом от шариковой ручки.

Диск с надутым шариком («Квантик» №6, 2015)

Для второго опыта ширина трубки должна быть не меньше сантиметра. Приставим диск с надутым шариком к ровному потолку и вновь дадим выход воздуху. Удивительно, но факт: теперь судно зависнет под потолком, и поток воздуха между диском и поверхностью потолка будет действовать на диск, как присоска.

По-видимому, дело в ширине зазора между диском и поверхностью. Под весом судна зазор становится уже, когда судно парит над столом, и шире, когда оно парит под потолком. Получается, что при узком зазоре диск отталкивается от поверхности, а при расширении зазора отталкивание сменяется притяжением. Эту зависимость просто пощупать руками: попытайтесь легонько то прижимать, то оттягивать парящий диск, и вы почувствуете его сопротивление. Эта же зависимость объясняет и то, почему диск парит над столом ровно, не заваливаясь на бок: опущенный бок сразу оттолкнётся, а поднявшийся — притянется обратно.

Как такое может быть?

Объяснение отталкивания

Когда воздух или жидкость движется по длинным узким трубам, на их течение заметно влияет вязкое трение. На первый взгляд, жидкость могла бы скользить вдоль прямой трубы по инерции, её не надо постоянно проталкивать через трубу. Но в реальности пристеночные слои жидкости тормозятся стенками трубы, следующие слои тормозятся пристеночными, и так далее. Из-за этого, чтобы прокачивать жидкость через ровную трубу, нужно, чтобы давление на входе в трубу превышало давление на выходе — тогда разность давлений будет уравновешивать вязкие силы, тормозящие жидкость.

Давление на входе в трубу превышает давление на выходе («Квантик» №6, 2015)

Так же ведёт себя воздух в зазоре под диском, если зазор достаточно узкий. На самом краю диска давление почти атмосферное, а чем ближе к центру, тем оно должно быть больше, чтобы проталкивать воздух наружу, несмотря на трение. Это давление, вместе с реактивной тягой вылетающей струи, поддерживает диск «на плаву», когда он парит над столом.

На краю диска давление почти атмосферное, а чем ближе к центру, тем оно должно быть больше («Квантик» №6, 2015)

Связь скорости с давлением

Объяснение притяжения начнём с такого опыта. Держа пару стаканов на расстоянии полсантиметра друг от друга, сильно дуньте в щель между ними. Стаканы ощутимо дёрнутся друг к другу! Это проявляет себя закон Бернулли: если жидкость или газ протекает через трубу переменного сечения, то где скорость потока больше, там давление меньше. Поскольку через все сечения трубы за одинаковое время протекает одно и то же количество жидкости, скорость потока будет больше на узких участках трубы; значит, на узких участках давление будет меньше, чем на широких.

На первый взгляд закон парадоксален. Но подумайте сами: чтобы протолкнуть жидкость из широкой части трубы в узкую, надо разогнать её; а для разгона давление в широкой части должно быть выше, чем в узкой. И обратно, если жидкость из узкой части попадает в широкую, скорость в широкой части падает, и когда в эту медленно текущую жидкость втекает быстрая жидкость из узкой части, она своим напором создаёт в широкой части повышенное давление, которое её же и замедляет.

Скорость и давление («Квантик» №6, 2015)

Притяжение диска

Вернёмся к диску. Воздух движется от центра диска к краю во все стороны сквозь щель постоянной ширины. Но чем ближе к краю, тем щель становится длиннее. Площадь щели увеличивается, а значит, скорость потока воздуха уменьшается. В результате, по закону Бернулли, давление на краю повышается. Но там оно почти атмосферное, а значит, ближе к центру диска оно было ниже. Вот и объяснение притяжению!

Давление в центре диска ниже, чем по краям («Квантик» №6, 2015)

Соединим оба объяснения вместе

Игрушечное судно на воздушной подушке («Квантик» №6, 2015)

Может показаться, что оба опыта полностью разобраны: парящий над столом диск отталкивается от поверхности из-за сил вязкого трения, а парящий под потолком диск притягивается к поверхности из-за проявления закона Бернулли. Но ведь вязкое трение и закон Бернулли действуют в обоих опытах.

Оказывается, толщина щели как раз и определяет, какое давление окажется сильнее: от трения или от Бернулли. При сужении щели начинает «побеждать» трение и диск отталкивается, а при расширении трение «проигрывает» Бернулли и диск притягивается. В результате при любых отклонениях диск стремится вернуться на то расстояние, при котором отталкивание с притяжением компенсируются.

Чтобы убедиться в этом, сделаем такой мысленный опыт. Будем фиксировать диск на разных расстояниях от поверхности и следить, как при этом меняется баланс между давлением, вызванным силами трения, и понижением давления из-за закона Бернулли.

Например, начнём приближать диск к поверхности. Если при этом скорость потока воздуха везде останется неизменной, то не изменится и вклад от Бернулли. А вот эффект от трения увеличится. Во-первых, давление, борющееся с трением, теперь действует на меньшую площадь щели. Значит, давления понадобится больше для создания прежней проталкивающей силы. Во-вторых, вырастет и сама сила трения, с которой нужно справиться, так как стенки стали ближе к середине потока и сильнее его тормозят.

Итого: при меньшем зазоре и той же скорости потока вклад от Бернулли не изменится, а от трения — увеличится, и поток начнёт больше отталкивать диск.

На самом деле, скорость упадёт (из-за большего трения). После этого трение уменьшится, но и эффект от Бернулли упадёт не меньше, так что опять баланс сместится в пользу трения и диск будет отталкиваться.

Дыхательная гимнастика при коронавирусе: инструкции

Фото: Jamie Grill/Getty Images

Доктор Нейт Фавини, ведущий врач Центра передовых медицинских технологий, отмечает, что нет никаких доказательств того, что дыхательные упражнения полезны для больных коронавирусом и помогут защитить организм от болезни, если он уже поражен [1].

«Цель упражнений, которые можно выполнять в домашних условиях, — очистить легкие от слизи, восстановить дыхание и сохранить дыхательные пути открытыми», — говорит врач Майкл Нидерман из Высшей школы медицинских наук им. Вейля Корнелла в Нью-Йорке [2]. Он считает, что гимнастика должна строиться на глубоких вдохах и кратковременной задержке воздуха. Такие циклы упражнений часто заканчиваются сильным кашлем, что говорит об очищении легких. «Глубокое дыхание увеличивает количество кислорода, попадающего в легкие, и объем покидающего их углекислого газа», — объясняет Эма Свингвуд, председатель Ассоциации дипломированных физиотерапевтов по респираторной помощи [3].

Фото: Unsplash

При этом вдыхание большого количества воздуха через рот может вызвать раздражение слизистой. Особенно если выполнять упражнения в сухом, недостаточно проветренном помещении. На первых порах лучше вдыхать через нос, так как при этом воздух согревается и увлажняется. Дыхательные упражнения помогают быстрее восстановиться после болезни, но они не защищают от заражения COVID-19.

Дыхательная гимнастика после коронавируса

В июле Минздрав опубликовал временные методические рекомендации по медицинской реабилитации при новой коронавирусной инфекции [4]. Врачи советуют делать легкую гимнастику, начиная из положения лежа, и дополнять ее дыхательными упражнениями. Последние включают в себя чередование глубоких вдохов и выдохов, кратковременную задержку дыхания и выдохи с произношением разных звуков. В рекомендациях сделан упор на тренировку вспомогательной мускулатуры, задействованной при дыхании. Выполнять упражнения нужно в течение трех-четырех недель по два-три раза в день и только в случае, если температура тела не превышает 37,2 градуса.

Дыхательная гимнастика не исключает другие реабилитационные назначения врача: прогулки, восстановительную диету, лекарственную терапию и физиопроцедуры. Часто на фоне коронавируса обостряются хронические заболевания, поэтому восстановительный период будет проходить с учетом особенностей пациента.

Противопоказания для дыхательной гимнастики

Соблюдайте меры предосторожности, обращайтесь к врачу и не делайте дыхательные упражнения без его контроля, если [5]:

  • сохраняется повышенная температура без других симптомов;
  • появилась одышка и затрудненное дыхание;
  • присутствует боль в груди и учащенное сердцебиение;
  • возникли отеки конечностей.

Дыхательную гимнастику стоит прекратить, когда в процессе вы заметили:

  • головокружение;
  • одышку сильнее обычной;
  • боль в груди;
  • чрезмерную потливость;
  • сильную утомляемость;
  • аритмию.

Если вышеперечисленные симптомы не исчезли после прекращения упражнений, сообщите о них лечащему врачу и следуйте его указаниям.

Лучшие дыхательные упражнения для реабилитации

Диафрагмальное дыхание

Глубокое дыхание восстанавливает функцию легких с помощью диафрагмы, помогает нервной системе расслабиться и восстановиться. Это упражнение по глубокому дыханию разбито на фазы. Постепенно увеличивайте количество повторений и переходите к следующей фазе только тогда, когда сможете выполнить упражнение, не запыхавшись.

Фото: Karolina Grabowska/Unsplash

Фаза 1: глубокое дыхание на спине

Лягте на спину и согните ноги в коленях так, чтобы ступни упирались в кровать. Положите руки на живот или обхватите ими боковые стороны живота. Закройте губы и прижмите язык к небу. Вдохните через нос и втяните воздух в живот. Попытайтесь на пятом вдохе развести пальцы в стороны. Медленно выдохните через нос. Повторяйте глубокие вдохи в течение одной минуты.

Фаза 2: глубокое дыхание на животе

Лягте на живот и положите голову на руки, чтобы дать возможность дышать. Закройте губы и прижмите язык к небу. Вдохните через нос и втяните воздух в живот. Постарайтесь сосредоточиться на том, чтобы живот упирался в матрас во время дыхания. Медленно выдохните через нос. Повторяйте глубокие вдохи в течение одной минуты.

Фаза 3: глубокое дыхание сидя

Сядьте прямо на край кровати или в устойчивый стул. Обхватите руками живот. Закройте губы и прижмите язык к небу. Вдохните через нос и втяните воздух в живот, где находятся руки. Попытайтесь на вдохе развести пальцы в стороны. Медленно выдохните через нос. Повторяйте глубокие вдохи в течение одной минуты.

Фаза 4: глубокое дыхание стоя

Встаньте прямо и обхватите руками живот. Закройте рот и прижмите язык к небу. Вдохните через нос и втяните воздух в живот. Попытайтесь на вдохе развести пальцы в стороны. Медленно выдохните через нос. Повторяйте глубокие вдохи в течение одной минуты.

Зевание с улыбкой

Это упражнение включает движение с глубоким дыханием, которое помогает улучшить координацию и укрепить руки и плечи.

Сядьте прямо на край кровати или на прочный стул. Вытяните руки над головой и широко зевните. Опустите руки вниз и улыбайтесь в течение трех секунд. Повторяйте одну минуту.

Дыхание со звуком

Подключение голосовых связок при выдохе способствует увеличению выработки оксида азота в организме. Он помогает пластичности, то есть построению и восстановлению нервной системы, расширяет кровеносные сосуды, позволяя доставлять больше кислорода по всему телу. Упражнение успокаивает и снимает стресс.

Читайте также  Блок питания своими руками

Сядьте прямо на край кровати или на стул. Обхватите руками живот. С закрытыми губами и языком на небе сделайте вдох через нос и втяните воздух в живот. Попытайтесь на вдохе развести пальцы в стороны. Когда легкие наполнятся, держите губы закрытыми и выдыхайте носом, напевая «х-м-м». Обратите внимание, как руки опускаются вниз. Повторяйте в течение одной минуты.

«Дрова»

Упражнение выполняется стоя. Встаньте на носки, поднимите руки вверх и сцепите пальцы. Прогнитесь назад и резко нагнитесь вперед и вниз, будто рубите дрова. Выдох должен быть сильным и громким. Вернитесь в исходное положение и повторите несколько раз.

Фото: Robina Weermeijer/Unsplash

«Лыжник»

Поставьте ноги на ширине плеч, поднимитесь на носки. Наклоните тело немного вперед, вытяните руки вперед. Представьте, что держите лыжные палки. На выдохе усильте наклон, переведите руки вниз и назад, попружинив ими в этом положении пару секунд. В условное положение нужно возвращаться, делая глубокий диафрагмальный вдох.

Асимметричное дыхание

Суть упражнения в том, чтобы делать короткие вдохи и максимально продолжительные, неспешные выдохи в пять раз длиннее. Упражнение можно выполнять лежа, сидя или стоя.

«Кошка и корова»

Встаньте на четвереньки. На вдохе прогнитесь в пояснице, подняв таз и голову вверх, на выдохе округлите спину, опустив таз и направив взгляд вниз. Упражнение помогает не только поработать с дыханием, но и укрепить мышцы спины, обеспечивая мягкую комфортную растяжку.

Дыхание по методу Бутейко

Упражнение можно выполнять только при отсутствии очевидного дискомфорта при дыхании. Суть метода — спровоцировать кратковременный недостаток кислорода. Сделайте вдох на счет два, затем выдох на счет четыре, после чего задержите дыхание на пять секунд.

«Дыхание льва»

Примите удобное положение сидя. Можно сесть на пятки или скрестить ноги. Прижмите ладони к коленям, широко разведя пальцы. Сделайте глубокий вдох через нос и широко откройте глаза и рот, высуньте язык, опуская его кончик к подбородку. Во время выдоха через рот сожмите мышцы передней части горла, издавая длинный звук «ха». Можно направить взгляд вверх или на кончик носа. Повторите несколько раз.

Расширение диафрагмы

Лягте на спину. Положите большую книгу или стопку книг на живот прямо над пупком. Направьте взгляд в их сторону. Сделайте вдох животом, чтобы книги поднялись и опустите их на выдохе. Спина может слегка отрываться от пола. Сделайте 10-15 повторений, передохните и повторите еще два раза.

Комплекс упражнений

Врачи из Ивановской областной клинической больницы составили комплекс упражнений для восстановления после легкой и среднетяжелой формы COVID-19. Он подходит пациентам всех возрастов и может быть использован для реабилитации после пневмонии, не вызванной коронавирусом. Гимнастику следует выполнять в спокойном темпе, лежа на полу.

Комментарий эксперта

Елизавета Конева, д.м.н., главный специалист по медицинской реабилитации АО ГК «Медси», руководитель Центра восстановительной медицины Клинической больницы №1 «Медси», профессор кафедры спортивной медицины и медицинской реабилитации Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова

Дыхательная гимнастика не спасет от заражения, но она показана пациентам с коронавирусной инфекцией. В период болезни, при пневмонии, мы обязательно рекомендуем делать индивидуально подобранные упражнения. У пациента, как правило, снижена мобильность, есть риск гиподинамии, поэтому дыхательные упражнения идут на пользу восстановлению. Они подбираются с учетом локализации по показателям КТ: важно понять, какая часть легких поражена, и, исходя из этого, подобрать комплексы, направленные на индивидуальную работу.

Нельзя выбирать между прогулкой на свежем воздухе и дыхательными упражнениями. Это не взаимозаменяемые, а взаимодополняемые рекомендации, которым нужно следовать. Врачи назначают дыхательные упражнения при влажном кашле, для улучшения отхождения мокроты. При сухом кашле они неэффективны и могут даже ухудшить ситуацию.

Дыхательная гимнастика — это двигательная нагрузка, при которой происходит изменение сердечного ритма, направленная в том числе на включение дополнительных объемов вдыхаемого воздуха. При ковидной пневмонии меняется эластичность бронхолегочной системы, поэтому не стоит прибегать к дыхательной гимнастике самостоятельно, без консультации специалиста и комплексного лечения. В процессе выполнения упражнений важно контролировать давление и пульс. Работа направлена на улучшение дренажных функций и активизацию основной дыхательной мускулатуры.

При ОРВИ, если нет бронхолегочных осложнений, упражнения не нужны, как и при полном восстановлении после пневмонии. Если у пациента диагностирована сформированная фиброзная ткань в легких, то стоит продолжать выполнение упражнений и после болезни.

Что касается дыхательных комплексов, то нет универсальных программ, которые подойдут любому человеку. Здоровые люди могут попробовать освоить дыхательные техники, но лучше делать это после консультации со специалистом. Нужно подробно изучить анамнез пациента, определить симптоматику, хронические заболевания и индивидуальные особенности и только тогда подбирать упражнения и техники. Советую воздержаться от экспериментов со здоровьем и вовремя обращаться к врачам.

Как сделать радиоуправляемую воздушную подушку

Всем доброго времени суток дорогие друзья! В сегодняшней статье я бы хотел рассмотреть ну очень интересную идею самоделки. В данной статье будет подробно описано и показано как сделать радиоуправляемую воздушную подушку. Данная игрушка очень понравится, как и детям, так и взрослым. Данная воздушная подушка может очень быстро передвигаться на различных поверхностях, так как она практически не имеет сцепления с дорогой, в итоге она получится очень манёвренной. Данная самоделка будет собранная на базе легко доступных китайских комплектующих, которые можно приобрести в популярных китайских интернет магазинах. Самоделка включает в себя изучения простейшего устройство как квадрокоптера, так и самой воздушной подушки. Собрав данную самоделку вы немного прокачаете свои знания в радиоуправляемом моделирование. Ну что ж, не будем тянуть с длинным предисловием, погнали.

Для данной самоделки нам понадобится:
— Пластиковая одноразовая тарелка.
— Небольшой лист гофрированного картона.
— Коллекторные электродвигатели для микро квадрокоптера 4 шт.
— Пропеллеры для микро квадрокоптера 4 шт.
— Основная плата управления, которая в себя включает приёмник, регулятор абортов, питание и мозг квадрокоптера.
— Аккумулятор 7.4 В.
— Радиоаппаратура для платы управления.

Из инструментов нам также понадобится:
— Термоклей.
— Канцелярский нож.
— Циркуль.
— Линейка.
— Армированный скотч.
— Суперклей.
— Паяльник.
— Припой.
— Ножницы.
— Простой карандаш.

Для начала возьмём одноразовую пластмассовую тарелку и проделаем в ней круглые сквозные отверстия. Для этого возьмём линейку и простой карандаш и отступив пару сантиметров от центра, начертим карандашом линию так, как это изображено на фото ниже. Далее циркулем отметим две окружности в указанном на фото месте. Диаметр отверстия должен быть равен диаметру пропеллеров. Затем отмеченные отверстия очень аккуратно вырезаем при помощи обыкновенного маленького канцелярского ножа.
















После чего следует соединить заготовки с электродвигателями с пластиковой одноразовой тарелкой. Для этого возьмём термоклей и нанесём его на картонную заготовку (термоклей должен быть не сильно разогрет, а иначе он просто расплавит тонкий пластик одноразовой тарелки) и приклеиваем их так чтобы электродвигатель, смотрящий в низ, стоял ровно напротив проделанного отверстия.




Затем для того чтобы стойки электродвигателей надежно и более жёстко держались на тарелке следует приклеить распорку. Для этого из листа гофрированного картона вырезаем прямоугольник шириной не более 20 мм, а длина должна быть равна расстоянию между стойками. Затем устанавливаем только что вырезанную распорку и зафиксируем его при помощи супер клея, просто накапав пару капель на место соединения картонных заготовок.



Затем автор решил добавить черной изоленты для эстетики в конструкцию (делать это не обязательно). Далее возьмём основную плату управления квадрокоптера, точнее уже управления воздушной подушки. И приклеим взятую вами плату к конструкции при помощи термоклея, приклеивать плату будем к недавно установленной распорке. Важно отметить, что плату управления следует приклеивать ровно по центру конструкции антенной вверх, и разъёмом питания назад.










Вот видео от автора с подробной сборкой и испытаниями данной самоделки:

Еще одна невидимая подушка

Летающие суда. Летающие автомобили. Летающие поезда… Да летают ли они на самом деле?

Ответить на столь простой вопрос не легко. Раз они движутся в воздухе, окружающем их со всех сторон, и не имеют никакой иной опоры то, очевидно, нужно ответить утвердительно: да, летают. Но полет… Все-таки это что-то совсем другое. Когда чувствуешь себя подлинным хозяином воздушного океана. Как птица. Или как самолет.

А тут тоже полет, но какой-то «приземленный».

Среди многочисленных летательных аппаратов, способных взлететь вертикально вверх, есть внешне очень схожие с автолетами. И тут и там — вентилятор, отбрасывающий вниз воздух. И все же разница огромная, принципиальная. Не зря один осужден на вечное «ползание», а другому открыт путь в небо.

В чем же эта разница?

В одном случае есть воздушная подушка, в другом — ее нет. Вместо нее аппарат поддерживается в воздухе струей воздуха, отбрасываемого вниз вентилятором или несущим винтом, как у вертолета. Точно так же, как струя раскаленных газов заставляет лететь с огромной скоростью реактивный самолет или уносит в космос ракету.

Может показаться, что вертикально взлетающий аппарат гораздо лучше автолета — ведь он может и двигаться с большой скоростью у самой земли, как автолет, и взмывать вверх, как самолет. Но за эту замечательную возможность приходится расплачиваться, и недешево. Чтобы удержать в воздухе аппарат, нужно отбрасывать вниз много воздуха с большой скоростью. Значит, мощность двигателя должна быть большой, он будет расходовать много топлива. Гораздо больше, чем нужно для создания воздушной подушки. Так что, как говорится, каждому свое.

Правда, обычные самолеты опираются на чудесную подъемную силу крыла, и это требует гораздо меньших затрат энергии, чем создание реактивной струи воздуха или воздушной подушки. Но зато они не способны вертикально взлетать и садиться, не могут и парить в воздухе.

Как заманчиво было бы совместить замечательные возможности несущего крыла самолета и воздушной подушки автолета! Получился бы универсальный аппарат, автолет-самолет: у земли — на воздушной подушке, в небе — на самолетном крыле. Было бы опровергнуто утверждение, что рожденный ползать летать не может… Но возможно ли это?

Примерно полвека назад с воздушной подушкой впервые столкнулись летчики обычных самолетов. Тогда подушка не вызвала у них никакого восторга. Вот как это случилось.

Когда самолет совершает посадку, то он вначале снижается до высоты двух-трех метров, а затем горизонтально летит на этой высоте. По мере уменьшения скорости несущая способность крыла, его подъемная сила, уменьшается, и самолет медленно опускается, как бы проваливается, пока не коснется колесами посадочной полосы.

Оказалось, что некоторые самолеты, в особенности тяжелые, никак не хотят садиться. Летит он себе на высоте нескольких метров над землей и не опускается. Будто действительно его не пускает вниз какая-то воздушная подушка. А потом вдруг ома исчезает, и самолет сразу как бы проваливается. Не раз случались в двадцатых годах из-за этого катастрофы при посадке самолета.

Но отчего образовывалась подушка под крылом? Вентилятора-то нет… Выходит, подушка может быть создана и без вентилятора?!

В 1972 году в Югославии был проведен первый чемпионат мира по полетам на лыжах. Специальный трамплин позволял улетать спортсменам необыкновенно далеко. Настолько далеко, что этот вид спорта было решено назвать уже не прыжками с трамплина, а именно полетами на лыжах.

Читайте также  Новый мангал из старой бочки

Первый чемпион мира по полетам на лыжах улетел на сто шестьдесят три метра! И вот что он сказал после прыжка: «…Я уловил: если попаду не на рваную воздушную подушку, то улечу далеко».

Другой известный лыжник, первым в мире в 1936 году прыгнувший с трамплина за сто метров, так заявил о нынешних полетах на лыжах: «Если сегодня спортсмены лежат на воздушной подушке, то мы на ней сидели в полусогнутом положении».

Рваная подушка… Сидеть на подушке… Лежать на подушке… Да откуда она там возьмется, воздушная подушка, у лыжника? Уж не вентилятор ли или пылесос берут они с собой в полет?!

Когда движущийся с большой скоростью поток воздуха тормозится, его скорость уменьшается, то часть прежней энергии движения, или кинетической энергии, как ее называют, затрачивается на сжатие воздуха, и его давление повышается. Если измерить точным прибором давление воздуха снаружи ветрового стекла движущегося автомобиля, то оно оказывается больше, чем в окружающей атмосфере. Немного, но больше. Перед автомобилем образуется невидимая воздушная подушка. Давление в ней повышено не вентилятором, а встречным потоком воздуха. Эту подушку называют динамической. Она поддерживает лыжника, прыгающего с трамплина, позволяя ему улететь подальше. Она же мешает совершить нормальную посадку самолету. Иногда она полезна, иногда вредна!

Когда вертолет летит высоко, то отбрасываемой несущим винтом струе воздуха ничто не мешает. Но вот вертолет снизился. Теперь уже струя от винта встречает на пути земную поверхность. Она служит препятствием, или, как говорят, экраном. Воздух в струе вынужден растекаться в стороны, вдоль земли. Это хорошо видно в опыте с дымом.

Под вертолетом образуется воздушная подушка, ничем, по существу, не отличающаяся от создаваемой вентилятором. Да и чем несущий винт вертолета не вентилятор?

Когда начали испытывать первые вертолеты лет сорок назад, то столкнулись с этим эффектом образования воздушной подушки. Тогда-то, собственно, появился и сам термин — подушка. Но ведь на вертолете все-таки есть несущий винт, а как же в случае самолета?

Когда самолет летит вблизи земли, то струйки обтекающего его воздуха под крылом сближаются в образовавшемся стесненном пространстве. Крыло как бы подминает под себя встречный поток. В результате этого «эффекта экрана» давление под крылом повышается. Образуется область заторможенного воздуха повышенного давления — невидимая воздушная подушка. Подъемная сила крыла возрастает в несколько раз.

Читайте также

Часть 1. Плыви подушка! Катись, подушка!

Часть 1. Плыви подушка! Катись, подушка! Эра воздушных подушек омните в «Мойдодыре» Чуковского: И подушка, как лягушка, Ускакала от меня! Но наша подушка плывет и катится всерьез. Ведь уговор был — без сказок.Вы-то, наверное, думаете, что речь идет о подушке обыкновенной,

Подушка спасает утопающих

Подушка спасает утопающих Частенько случается, что люди оказываются в воде против своей воли. Или залезают в воду добровольно, а выбраться из нее собственными силами как-то не могут. И тонут.Бывает некому даже бросить спасательный круг, так что остается надежда на

Подушка — рессора и домкрат

Подушка — рессора и домкрат Надувные поплавки вертолетов могут служить амортизаторами и при посадке на сушу. Есть попытки создать аналогичные посадочные шасси и для космических аппаратов. По одному из проектов, например, предполагалось использовать для посадки

Подушка «взрывается»

Подушка «взрывается» Уж если говорить о воздушной подушке, защищающей человека от ударов, то прежде всего в связи с автомобилем. Езда в автомобиле с каждым днем становится все более опасным занятием: автомобилей больше, их водители менее опытны, условия движения

Подушка-костюм

Подушка-костюм Уж если зашла речь о надувных костюмах, то, разумеется, не для «молчаливых джентльменов». Превращаясь в надувной костюм, воздушная подушка способна на многое. В частности, когда человек оказывается в опасных, а то и вовсе не пригодных для жизни условиях.

Подушка на самолете

Подушка на самолете Находит применение воздушная подушка и на самолетах. Еще на заре авиации пытались создать одежду летчика, защищающую его при падении, которое тогда было, увы, частым явлением. К сожалению, такая защита не многим помогала. Может быть, более эффективными

Часть 4. Подушка-призрак

Часть 4. Подушка-призрак Подушка исчезла -с-с-с…С каким противным свистом спускает всегда велосипедная шина, футбольная камера или резиновая надувная подушка! Кому нужна дырявая воздушная подушка? Да и какая она, собственно, воздушная, если воздух-то из нее весь

Подушка исчезла

Подушка исчезла -с-с-с…С каким противным свистом спускает всегда велосипедная шина, футбольная камера или резиновая надувная подушка! Кому нужна дырявая воздушная подушка? Да и какая она, собственно, воздушная, если воздух-то из нее весь вышел?!Но погодите. Давайте-ка

Подушка и земледелец

Подушка и земледелец Рабочее место земледельца — поле. Там трудится он сам, работают управляемые им машины. Всегда, светит ли солнце или льет дождь, почва подсохла или представляет собой непролазную грязь. Время не ждет земледельца, он знает — день год

Магнитная подушка

Магнитная подушка Как ни перспективна воздушная подушка для создания летающих поездов, у нее есть серьезный конкурент. Поезд может лететь над рельсами и без воздушной подушки, место которой способна занять ее своеобразная дальняя родственница — тоже подушка, но…

Подушка в трубе

Подушка в трубе Чтобы избавиться от сопротивления воздуха, препятствующего значительному повышению скорости летающих поездов, выдвинута идея заключения их в трубу, в которой создано разрежение. И с шумом лучше, и непогода не страшна, и безопасность обеспечена. Можно

НЕВИДИМАЯ БРОНЯ

НЕВИДИМАЯ БРОНЯ Благородные металлы устойчивы против коррозии вследствие своего "благородства” — то есть присущей им химической невозмутимости. Но почему стоек титан? Ведь его даже при всем желании нельзя отнести к разряду инертных — это один из наиболее активных

Невидимая пружина

Невидимая пружина Что заставляет тяжелый артиллерийский снаряд вылетать с огромной скоростью из ствола и падать за десятки километров от орудия?Какая сила выбрасывает снаряд из орудия?Когда в старину катапульта метала свои каменные снаряды, в ней была использована для

1.9.1. Невидимая гирлянда к Новому году

1.9.1. Невидимая гирлянда к Новому году Новый год – особая череда событий, и готовятся к нему заранее. Чтобы удивить своих родных и местных селян простым фокусом, можно изготовить гирлянду, в которой лампочки соединяются «невидимыми» проводами, и визуально напоминают

Одна из боевых командировок Ткачева на фронт

Одна из боевых командировок Ткачева на фронт Разгром корпуса ЖлобыМарат ХАЙРУЛИН МоскваБелая авиация сыграла одну из главных ролей при уничтожении прорвавшего 28(15) июня 1920 г. фронт белых 1-го конного корпуса товарища Жлобы.На ст. Акимовка в этот период находился аэродром

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ, в которой речь идет о таинственной истории, где героиней стала одна старинная книга

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ, в которой речь идет о таинственной истории, где героиней стала одна старинная книга Анакреона лиру Хотел бы я иметь, Чтобы мою Плениру Достойнее воспеть. Г. ПлениреХранится это издание в Музее книги Государственной библиотеки СССР имени В. И. Ленина.

Судно на воздушной подушке своими руками

Судно на воздушной подушке своими руками

Ховеркрафт – это транспортное средство, способное перемещаться как по воде, так и по суше. Подобное средство передвижения совсем не сложно сделать своими руками.

Что такое “ховеркрафт”?

ховеркрафт

Это аппарат, где совмещены функции автомобиля и лодки. В результате этого получилось судно на воздушной подушке (СВП), обладающее уникальными характеристиками проходимости, без потерь скорости при движении по воде благодаря тому, что корпус судна перемещается не по воде, а над ее поверхностью. Это дало возможность двигаться по воде гораздо быстрее, за счет того, что сила трения водных масс не оказывает никакого сопротивления.

Хотя судно на воздушной подушке и обладает рядом достоинств, его область применения не получила столь широкого распространения. Дело в том, что не по любой поверхности этот аппарат может передвигаться без особых проблем. Для него нужна мягкая песчаная или грунтовая почва, без наличия камней и других преград. Наличие асфальта и других твердых оснований может привести в негодность днище судна, которое создает воздушную подушку при движении. В связи с этим, “ховеркрафты” используются там, где нужно больше плыть и меньше ехать. Если наоборот, то лучше воспользоваться услугами автомобиля-амфибии с колесами. Идеальные условия их применения – это труднопроходимые болотистые места, где кроме судна на воздушной подушке (СВП) никакой другой транспорт проехать не сможет. Поэтому СВП и не получили столь широкого распространения, хотя подобным транспортом пользуются спасатели некоторых стран, таких как Канада, например. По некоторым данным, СВП находятся на вооружении стран НАТО.

Как приобрести подобный транспорт или как его сделать своими руками?

Ховеркрафт – это дорогой вид транспорта, средняя цена которого доходит до 700 тыс. рублей. Транспорт типа “скутер” стоит раз в 10 дешевле. Но при этом следует учитывать тот факт, что транспорт заводского изготовления всегда отличается лучшим качеством, по сравнению с самоделками. Да и надежность транспортного средства выше. К тому же, заводские модели сопровождаются заводскими гарантиями, чего не скажешь о конструкциях, собранных в гаражах.

Заводские модели всегда были ориентированы на узкопрофессиональное направление, связанное либо с рыбалкой, либо с охотой, либо со специальными службами. Что касается самодельных СВП, то они встречаются крайне редко и тому есть свои причины.

К таким причинам следует отнести:

  • Довольно высокую стоимость, а также дорогое обслуживание. Основные элементы аппарата быстро изнашиваются, что требует их замены. Причем каждый такой ремонт выльется в копеечку. Подобный аппарат позволит себе купить только богатый человек, да и то он подумает лишний раз, стоит ли с ним связываться. Дело в том, что такие мастерские – это такое же редкое явление, как и само транспортное средство. Поэтому, выгоднее приобрести гидроцикл или квадроцикл для перемещения по воде.
  • Работающее изделие создает много шума, поэтому передвигаться можно только в наушниках.
  • При движении против ветра существенно падает скорость и значительно увеличивается расход горючего. Поэтому, самодельные СВП – это скорее демонстрация своих профессиональных способностей. Судном не только нужно уметь управлять, но и уметь его ремонтировать, без существенных затрат средств.

Процесс изготовления СВП своими руками

Во-первых, собрать в домашних условиях хорошее СВП не так-то и просто. Для этого необходимо иметь возможности, желание и профессиональные навыки. Не помешает и техническое образование. Если отсутствует последнее условие, то лучше от постройки аппарата отказаться, иначе можно разбиться на нем при первом же испытании.

Все работы начинаются с эскизов, которые потом трансформируются в рабочие чертежи. При создании эскизов следует помнить, что этот аппарат должен быть максимально обтекаемым, чтобы не создавать лишнего сопротивления при движении. На этом этапе следует учитывать тот фактор, что это, практически, воздушное средство передвижения, хотя оно и находится очень низко к поверхности земли. Если все условия взяты во внимание, то можно приступать к разработке чертежей.

На рисунке представлен эскиз СВП Канадской службы спасения.

Технические данные аппарата

Как правило, все судна на воздушной подушке способны развивать приличную скорость, которую не сможет развить никакая лодка. Это если учесть, что лодка и СВП имеют одинаковую массу и мощность двигателя.

Читайте также  Домашняя сгущенка за 20 минут

При этом, предложенная модель одноместного судна на воздушной подушке рассчитана на пилота весом от 100 до 120 килограммов.

Что касается управления транспортным средством, то оно довольно специфичное и в сравнении с управлением обычной моторной лодкой никак не вписывается. Специфика связана не только с наличием большой скорости, но и способом передвижения.

Основной нюанс связан с тем, что на поворотах, особенно на больших скоростях, судно сильно заносит. Чтобы подобный фактор свести к минимуму, необходимо на поворотах наклоняться в сторону. Но это кратковременные трудности. Со временем техника управления осваивается и на СВП можно показывать чудеса маневренности.

Какие нужны материалы?

В основном понадобится фанера, пенопласт и специальный конструкторский набор от ”Юниверсал Ховеркрафт”, куда входит все необходимое для самостоятельной сборки транспортного средства. В комплект входит изоляция, винты, ткань для воздушной подушки, специальный клей и другое. Этоn набор можно заказать на официальном сайте, заплатив за него 500 баксов. В комплект также входит несколько вариантов чертежей, для сборки аппарата СВП.

Как изготовить корпус?

Как изготовить корпус

Поскольку чертежи уже имеются, то форму судна следует привязать к готовому чертежу. Но если имеется техническое образование, то, скорее всего, будет построено судно не похожее ни на какой из вариантов.

Днище судна изготавливается из пенопласта, толщиной 5-7 см. Если нужен аппарат для перевозки больше, чем одного пассажира, то снизу крепится еще один такой лист пенопласта. После этого, в днище делаются два отверстия: одно предназначается для потока воздуха, а второе для обеспечения подушки воздухом. Вырезаются отверстия с помощью электрического лобзика.

На следующем этапе осуществляют герметизацию нижней части транспортного средства от влаги. Для этого, берется стекловолокно и клеится на пенопласт с помощью эпоксидного клея. При этом, на поверхности могут образоваться неровности и воздушные пузыри. Чтобы от них избавиться, поверхность покрывается полиэтиленом, а сверху еще и одеялом. Затем, на одеяло ложится еще один слой пленки, после чего она фиксируется к основанию скотчем. Из этого “бутерброда” лучше выдуть воздух, воспользовавшись пылесосом. По истечении 2-х или 3-х часов эпоксидная смола застынет и днище будет готовым к дальнейшим работам.

Верх корпуса может иметь произвольную форму, но учитывать законы аэродинамики. После этого приступают к креплению подушки. Самое главное, чтобы в нее поступал воздух без потерь.

Трубу для мотора следует использовать из стирофома. Здесь главное, угадать с размерами: если труба будет слишком большой, то не получится той тяги, которая необходима для подъема СВП. Затем следует уделить внимание креплению мотора. Держатель для мотора – это своеобразный табурет, состоящий из 3-х ножек, прикрепленных к днищу. Сверху этой “табуретки” и устанавливается двигатель.

Какой нужен двигатель?

Имеется два варианта: первый вариант – это применение двигателя от компании “Юниверсал Ховеркрафт” или использование любого подходящего движка. Это может быть двигатель от бензопилы, мощности которого вполне хватит для самодельного устройства. Если хочется получить более мощное устройство, то следует брать и более мощный двигатель.

Желательно использовать лопасти заводского изготовления (те, что в наборе), так как они требуют тщательной балансировки и в домашних условиях это сделать достаточно сложно. Если этого не сделать, то разбалансированные лопасти разобьют весь двигатель.

Суда на воздушной подушке: что это, зачем они нужны и как устроены

С приходом зимы для большей части рекреационного флота навигация закрывается, лодки ставят на берег и приводят в порядок, готовясь к следующему сезону. Лед сковывает водные пути и делает невозможной навигацию. Да же с приходом весны реки освобождаются не сразу. Когда времени теплого сезона недостаточно и так хочется выйти на воду независимо от погоды и обстановки вокруг, можно рассмотреть покупку судна на воздушной подушке. Суда на воздушной подушке (СВП), или аэролодки, способны передвигаться по отмелям, болотам и льду. Их часто используют специальные службы для снабжения и пассажирских перевозок в труднодоступных регионах.

Лодка, которая парит над водой

Судно на воздушной подушке (коротко СВП) — это судно с динамическим поддержанием плавучести. Это означает, что судно держится на плаву за счет нагнетания под корпус воздуха с избыточным давлением.

Фактически, СВП в ходу не касается поверхности, а парит в нескольких миллиметрах от среды по которой двигается, что позволяет передвигаться по разным типам поверхностей.

Эти суда пришлись по вкусу как военным и спасателям, охотникам и рыбакам, а также применяются в пассажиро- и грузоперевозках в труднодоступных районах, в том числе на рейсовых линиях. Их успешно применяют там, где другие транспортные средства попросту не пройдут, а авиация экономически невыгодна.

Кто придумал аэролодки

Идея создания судна, в котором воздух будет закачиваться под днище, была предложена шведским философом Эммануилом Сведенборгом еще в 1716 году. После него над этой идеей работали британцы Уильям Фруд и Джон Торникрофт, швед Густав Лаваль, австрийский инженер Дагоберт фон Томамюль, француз Шарль Терик и советский ученый Константин Циолковский. Но недостаточного развития технологий того времени воплотить идею в жизнь удалось только в 1915 году. Австриец Дагоберт Мюллер фон Томамюляв сконструировал экспериментальный торпедный глиссер с нагнетанием воздуха под корпус. Главным преимуществом этого катера должна была стать скорость, однако на испытаниях нагнетание воздуха под корпус дало незначительный эффект и проект закрыли.

Работа над СВП продолжалась, но скорость все так же оставалась главной целью в развитии флота.

Первые в мире опытные катера на воздушной подушке скегового типа были построены в 1934–1939 годах под руководством советского конструктора Владимира Левкова.

Обратите внимание, насколько просто четыре человека разворачивают судно вручную, при его весе в 8,6 т.

В 1955 году британский изобретатель Кокерелл Кристофер подал заявку на патент конструкции СВП соплового типа. Было предложено использование гибкого ограждения (из прорезиненной ткани) для удержания воздуха под судном. Сперва эта идею восприняли несерьезно, но практика показала обратное и «юбка» стала новым витком в развитии СВП и используется по сегодняшний день.

Конструкция современных СВП

Прошло более полувека, технология отточена и теперь это не нечто экзотическое, а вполне понятное транспортное средство, которое состоит из корпуса, сделанного из алюминиевых сплавов и композитных материалов, морской силовой установки, маршевых и нагнетающих винтов.

СВП — э то штучное изделие и найти два одинаковых судна невозможно. Они делаются не просто под заказ, а с детальной проработкой с заказчиком.

Фантазию заказчика ограничивает только бюджет и правила классификационного общества, проект и все комплектующие придется согласовать и если изменения конструкции будет влиять на живучесть судна, то их могут не пропустить на стадии проектирования.

Учитывая, что СВП работает в экстремальных условиях, насыщению судна уделяется особое внимание. Все комплектующие должны быть не только надежными, но и легкими в ремонте, и взаимозаменяемыми, ведь если вы заглохнете посередине замерзшей реки, то пока сделанная под заказ импортная деталь придет, река успеет растаять. Поэтому большая часть деталей добывается в ближайшем автомагазине.

Среди рекреационного и коммерческого флота широко распространились суда с воздушной подушкой соплового типа, где воздух удерживает юбка. Такая конструкция достаточно надежная и даже при разрыве отдельных элементов у нее хорошая ремонтопригодность (как пример, при отрыве сектора юбки пробивается новое отверстие и он крепится на место).

Фото: http://www.airboat.ru/

Самое главное, что сопловый СВП имеет амфибийные свойства и в отличие от скеговых СВП, где воздушная подушка ограждена жесткими баллонами-скегами, может передвигаться не только по воде, но и по грунту, льду, болотам.

Излишек давления поднимает его на некоторое расстояние от поверхности, тем самым сводя трение при движении к минимуму, а от высоты юбки, на которую поднимется судно, зависит высота препятствия, которое может преодолеть катер. В основном это не более 1 м. Благодаря эффекту «скольжения» по воздуху подушки развивают внушительные скорости, но это также сказывается и на их управлении, контакта с поверхностью фактически нет.

Если конструкция подушки предусматривает баллоны, то давление в них шкипер регулирует, как давление шин на автомобиле. Для воды, как для хорошей дороги, нужно подкачать посильнее, а вот если есть преграды, то давление уменьшают и тогда баллон легче обтекает неровности.

Само по себе гибкое ограждение — это один из расходников, при находе на коряги, постоянным переходам по торосам она периодически рвется либо просто стирается со временем о грунт.

Но даже после серьезных повреждений СВП продолжает движение.

Возможно под кренами, с меньшей отзывчивостью, СВП все равно будет идти.

Управление СВП

На месте капитана аэролодки с корее чувствуешь себя за рулем автомобиля с довольно знакомой приборной панелью. Однако такое визуальное сходство очень обманчиво. Приглядевшись, обнаруживаем дополнительные органы управления. Одним газом и рулем тут уже не отделаешься, ведь не стоит забывать, что СВП немного самолет и парит над поверхностью, хоть и на очень малой высоте.

Для того, чтобы поехать вперед, нужно не только добавить газу, но и отрегулировать шаг винта, а повороты на СВП — целое искусство.

Учитывая, что у судна нет прямого контакта с поверхностью, просто повернув руль, вы скорее всего продолжите движение в том же направлении — только боком. Для того, чтобы развернуться, нужно накренить судно в сторону поворота, в некоторых случаях отдифферентовать и точно рассчитать скорость, на которой вы делаете маневр, а также при перекладке рулей добавить газу. Скорость катеров на воздушной подушке, конечно, нужно уточнять согласно ТТХ конкретной модели, но 100 км/ч для большинства представителей — это не предел.

отсутствия контакта с поверхностью СВП чувствительны к боковому ветру и их начинает сносить, а встречный ветер будет тормозить катер. Также СВП не могут преодолевать длинные подъемы, хотя выход на берег с коротким крутым подъемом не составляет труда опытному капитану, который схитрит и зайдет не четко носом, а немного под углом.

Как такового тормоза на СВП нет и тормозной путь немалый крайне малого трения с поверхностью.

Самым эффективным способом остановиться является разворот судна на 180° и остановка маршевыми винтами, но также это можно сделать, изменив угол лопастей на отработку заднего хода, а на воде для сброса скорости можно сдуть подушку и лечь днищем на воду — это как выйти из режима глиссирования на обычном катере.

Производство СВП в России

Найти компанию, строящую СВП в России, не составляет труда. Интернет пестрит сайтами производителей и большинство из них собирают катера из отечественных материалов и оборудования. Ниже представлен перечень основных СВП и как видно, есть из чего выбрать. Такое количество производителей обусловлено спросом на эти вездеходы. География страны и условия работы транспорта на севере сформировали рынок услуг с привлечением транспорта на воздушной подушке.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: