Удар при посадке

Пусть лодка с килеватым днищем движется вертикально “аниз с некоторой начальной скоростью v. При этом лодка соприкасается с плоской поверхностью воды и при погружении дает воде движение вниз, получая в то же время некоторый толчок вверх; при этом вода вытесняется’ слегка и в стороны (рис. 87).

В результате удара вода по бокам лодки поднимается, и так как на поверхности ее имеется везде одинаковое давление, то градиент давления должен быть направлен перпендикулярно к уровню жидкости, так что ускорение частиц жидкости, ле­жащих ца поверхности, будет так же перпендикулярно к ней. Следовательно, скорость жидкости направлена приблизительно кверху.

Изображенное на рис. 88 распределение давления на днище станет понятным, если принять во внимание, что давление воды на днище в сущности есть реакция воды против приведения ее в движение книзу. В середине днища вода уже имеет скорость, направленную вниз. Так как с течением времени ширина по­верхности удара с возрастает, то вода у края поверхности удара

вытесняется вверх с весьма большой скоростью и, нако­нец, целиком сворачивает на-

gyacy и разлетается в стороны.

этом месте поворота возни­кает весьма большое давле­ние на днище. Выбрасываемые струи соответствуют потере энергии движения в процессе удара.

Так как лодка во время удара испытывает силу, на­правленную вверх, то перво­начальная скорость движения v уменьшается, точно так же как и скорость приведенной в движение воды.

Когда поверхность удара распространяется до краев днища лодки,—явление удара заканчивается. При дальней­шем погружении гидросамо­лета в действие приходят ги­дростатические силы, которые во время самого удара почти не имели никакого влияния.

Кроме таких факторов, как высота волны, вес гидросамо­лета, величина посадочной скорости, размер и форма ’.днища лодки или поплавков, .большое влияние на величину будара имеет эластичность конструкции гидросамолета.

Значительная по величине, но кратковременная ударная нагрузка (средняя продолжительность от 0,25 _ до 0,50 сек.), распределяясь по гидросамолету, сообщает всем его частям различную перегрузку, зависящую от степени жесткости кон­струкции. ,

По мере удаления от места приложения силы удара пере­грузка падает и в наиболее удаленных точках она превращается в свободные колебания. Так, например, на рис. 89 изображены перегрузки при посадке большого гидросамолета с большой консольной частью лодки. В этом случае период свободных коле-

баний хвоста, и период действующей силы — величины одного порядка, и перегрузки, возникающие при последующем толчке, складываясь с незатухшими еще колебаниями от предыдущего толчка, могут достигать значительной величины.

Исследование посадочного удара пяти гидросамолетов, про­изведенное ЦАГЙ[6], показало что если перегрузку на первом редане принять за единицу, то в других точках гидросамолета перегрузки не превзошли следующих величин:

Редан….. • 1,00

Нос… ……………………………………….. 0,85

Центр тяжести……………………… і. 0,80

Моторная установка……………………… 0,65

Корна………………………………………….. 0,65

Начато крыла……………………………….. 0,70

Конец крыла…………………………………. 0,60

Таким образом, инерционные силы, вызванные ударом пла­вательных’ приспособлений о воду, поглощаются всей конструк­цией гидросамолета, и, следовательно, его следует рассматривать не абсолютно жестким, & как систему связанных упругих масс.

Из эксплоатационной практики известно, что днища поплавков обычно ломаются чаще всего в тех местах, где они наиболее жестки, т. е. вблизи переборок.

О влиянии формы днища плавательных приспособлений на величину перегрузок при посадках гидросамолетов можно судить

по диаграмме на рис. 90. Как видно, перегрузки будут во всех частях гидросамолета* при наличии килеватого днища на 30—40°/0 меньше, чем у вогнутого.

Столь значительную разницу в величине перегрузок можно объяснять исключительно разными формами днища лодок; уве­личение килеватости днища уменьшает величину силы удара при посадке.

Следует отметить, что наличие радиуса закругления на киле у некоторых современных машин значительно повышает величину перегрузок по сравнению с той же формой днища, но остроки­левой (рис. 91).

Поплавки или лодки должны иметь ки­левую донную часть если не по всей длине, то хотя бы на части днища, сразу касаю­щейся воды при посадке. Поплавкам при­дают в хвостовой части днища большую килеватость, а борта сводят к острому пря­мому ахтерштевню; такую же форму должны иметь и хвостовые части лодок.

Дорнье для обеспечения мягкости посадки применяет клинообразный уступ за главным реданом, оказавшийся весьма рациональным на практике. Редану дается тоже некоторая килеватость из соображения уменьшения напряжений на донную часть.

В немецких конструкциях ранее встречалась плоская носовая часть лодок или поплавков. Это объясняется стремлением при большой удельной нагрузке на днище уменьшить сопротивление при разбеге.

Также считали, что поплавок с плоским днищем, а следова­тельно, с большой гидродинамической силой является гарантией против капота гидросамолета при посадках.

Пикирующее положение наблюдается в момент касания воды и вызывается внезапно нарастающим водяным сопротивлением и силами инерции, которые развиваются вследствие замедления движения гидросамолета и приложены в его ЦТ.

Для килевых поплавков или лодок нужна длинная носовая часть, для того чтобы погасить возникающие при этом кренящие моменты. Наличие моментов относительно поперечной оси само­лета может вызвать продольное его раскачивание, чему следует всемерно препятствовать; в этом отношении плоское днище дает большую продольную динамическую остойчивость. ‘