دانلود ‫پروژه بررسی اصول ها ور کرافت

مقدمه: هاورکرافت جزء ماشین های نقلیه کلاس بالائی می باشد که برروی هر سطحی اعم از خشکی،آب ،یخ، چمن و هر چیز دیگری که بتوان هوا را به تله انداخت حرکت می کند.

علت نیاز به این وسیله آنست که تنها وسیله ای می باشد که قابلیت حرکت در شرایط مختلف را دارد و مثلا می توان در نواحی کم عمق که امکان حرکت برای سایر شناورها مقدور نیست باهاور کرافت به گشت زنی پرداخت .

هاورکرافت با هوانا و که بر روی بالشتکی از هوای فشرده حرکت می کند .

که هوا توسط یک فن یا کمپرسور بداخل بالشتک پمپ می‌شود.

از مهمترین مزایای ها و کرافت می توان به سرعت زیاد، نداشتن محدودیت در نواحی کم عمق، توان حرکت در خشکی، توان پنهان شدن در خشکی در عملیاتهای نظامی،...

اشاره کرد.

مهمترین علت آنکه این وسیله هنوز بطور گسترده و ناوگان حمل و نقل وارد نشره است آنست که هزینه ی تعمیر و نگهداری آن بسیار زیاد می باشد و پس عواملی مثل صدای زیاد، تاثیر شرایط جوسی در سرعت و شعاع آن در رده های بعدی قرار دارند.

در این پروژه سعی شده تا اصول کلی مربوط به هاورکرافت و اجزای آن مورد بررسی قرار گیرد.

مروری بر تحقیقات گذشته: استفاده از لایه ی هوا جهت کاهش اصطکاک بین سطوح به گذشته های دور باز می گردد.

در سال 1716، Emmanuel توانست یک لایه‌ی هوا را بین دو صفحه بصورت دستی ایجاد کند.

در سال 1882، نخستین اختراع Air lubrication در انگلستان توسط؟ثبت شد.

در سال 1916، Von Tomohul برای نیروی دریائی استرالیا یک قایق ساخت که به وسیله ی یک فن، هوابدرون حفره این که در زیر آن تعبیر شده بود فرستاده می شد.

این قایق اولین نمونه از گشتیهای اثر سطحی (Surface Effect Ships) می باشد.

ایجاد یک حجم هوای فشرده زیر قایق سبب شد که اشکال مختلفی از بالشتکهای هوا شروع به استنتاج شود.

در سال 1927، N.E.

Tsiolko دانشمند روسی ها و در قرن را توسعه داد.

هاورترن بر روی لایه این از هوا حرکت می کرد.

در سال 1955، Christopher Cokherell برای اولین بار آزمایش خود را بطور جدی بر روی ها ورکرافت شروع کرد.

تحقیقات او در سال 1959، باعث طراحی و ساخت هاورکرافت SP.N1توسط شرکت Saunders-Roeشد.

در سال 1970، G.Apolond , H.j.Davis تعادل دینامیکی هاورکرافت را بررسی کردند.

در سال 1972،A.j.

Reynolds واکنش‌ها ورکرافت را در برابر موج های منظم بصورت خطی بررسی کرد.

در سال 1974،همان نویسنده مساله را بصورت غیر خطی بررسی کرد.

تا این موقع گر چه دینامیک هاورکرافت مورد بررسی قرار گرفت ولی در هیچکدام تاثیر دینامیک حرکت A.j.

Reynolds , B.E.

Brouksوارد شد.

در سال 1977،Wheeler تاثیر دامنهای بشکل صفحه را در حرکت ها ورکرافت بررسی کردند.

در سال 1978،؟

فاکتورهای مهم در واکنش دامن را با آزمایش مدل بدست آورد و نشان داد که واکنش مدل در یک محدوده ی شرایط میانگین بصورت خطی است.

در سال 1993،M.J.Hinchey و P.A.Sullivon پایداری هاورکرافت را بر روی آب مورد بررسی قرار دادند.

در سال 1377شمسی، پایداری استاتیکی و دینامیکی دامن انعطاف پذیرهاورکرافت بوسیله ی آقای حبیب الله ملاطفی نیاری در دانشگاه شیراز مورد بررسی قرار گرفت.

در همه ی موارد، محققان از یک مدل دو بعدی برای تحقیق و جواب منطقی استفاده کردند.

GEMها هاورکرافت یکی از وسایلی می باشد که تحت تاثیر زمین عمل می کند.

که به عنوان GEMها ،”Ground Effect mechines معروف می باشند.

اساسا دو دسته ی اصلی GEMها وجود دارد.

آیرواستاتیک کرافت آیرو دینامیک کرافت آیرو استاتیک کرافت: که اختلاف فشار لازم برای بلند کردن وسیله، مجزای از سرعت رو به جلوی ماشین می باشد.

(مثل کوهی کوپتر در حالت Hoving) آیرو دینامیک کرافت: که اختلاف فشار لازم برای بلند کردن وسیله، مستقیما ناشی از سرعت روبه جلوی وسیله می باشد.

(مثل هواپیما) آیرو استاتیک کرافت: آیرواستاتیک کرافت می تواند به سه زیر طبقه تقسیم شود.

a)محفظه ی تراکم هوا (Plenum Chomber): که در آن هوا به درون حفره این در زیر کرافت پمپ می شود و این امر موجب ایجاد یک بالشتک پرفشار و هوا می شود و از زیر لبه های هوا به بیرون شت می‌کند.

(شکل 101) (Priph : که بالشتک با هوای فشرده پروبوسیله ی یک جریان جت پیوسته در اطراف b) جت مصیطی بالشتک، وسیله نگه داشته می شود.

(شکل 102) c)یا قاقان هوا (Air beoring) : که انواع محفظه ی تراکم هوا: چند نمونه ی مختلف محفظه ی تراکم هوا مورد بررسی قرار می گیرد که همه ی آنها به منظور افزایش بازده ی کرافت با کاهش درز نشست هوا می باشند.

و بنابراین توان کمپرسور که وظیفه ی تامین هوای بالشتک را دارد کاهش می یابد.

محفظه ی تراکم دامن دار (Skirted plenum chamber) : که در آنها فاصله ی آزاد لبه های زیر بالشتک می تواند افزایش یابد تا عبور از روی موانع دارای ارتفاع زیاد امکان پذیر باشد و در عین حال شکاف نشست هوا کاهش یابد.

این کار بکمک گشترش سازه های صلب دامن انعطاف پذیر از اطراف جداره های کرافت به سمت پائین امکان پذیر می باشد.

(شکل 104) محفظه ی کرافت با سیستم دیواره های جانبی(Side wall croft) : که شکاف نشست هوا به قسمت جلو و عقب کرافت محدود می شود.

بالشتک در اطراف توسط جداره های غوطه ور نگه داشته می شود که علاوه بر اینکه می توانند مقداری از نیروی لیفت را تامین کنند می‌توانند تا حدود در پایداری کرافت شرکت کنند.(شکل 105) زیر مجموعه ی این سیستم شامل موارد زیر می باشد.

سیستم حباب هوای حبس شده (Capture Air bubble) (CAB) که در آن در قسمت جلو و عقب بالشتک دامن ارتجاعی وجود دارد.(شکل 106) هیدروکیل Hydrokeel که تا حدودی شبیه سیستم CAB می‌باشد با این تفاوت که در قسمت عقب، دامن ثابت می باشد که این امر باعث می شود در سرعتهای رو به جلو مقداری از نیروی بالابر هیدرودینامیک تامین شود.

(شکل 107) مسلماً همه ی انواع دارای دیواره جانبی اصولا برای کرافت روی آب می باشند.

جت محیطی : تا قبل از دهه ی 1950 هاورکرافتهای تجربی از روشن مخزن تراکم هوا استفاده می کردند اما ثابت شد که حرکت هاورکرافت با این روش بسیار گران تمام می شود زیرا تهیه ی هوای مورد نیاز مستلزم نیروی فراوان بود.

قبل از آنکه راه حل مناسبی برای این مساله پیدا شود آزمایشات متعددی صورت گرفت و ناوهای متعددی ساخته شد آزمایش زیر نشان می دهد که چگونه این امر محقق شد.

وسایل آزمایش: یک دستگاه ترازوی عقربه دار آشپزخانه، دو قوطی استوانه این شکل پلاستیکی یا فلزی که یکی از آنها از دیگری بلند تر و قطر آن حدود 1تا 2سانتیمتر بیشتر است.

یک تکه تخته ی سه لایه به ابعاد 15سانتیمتر یک جاروبرقی انجام آزمایش مطابق شکل کفه ی ترازو را برداشته و تخته ی سه لایی را جای آن قرار می دهیم طوری که طرف صاف تخته به سمت بالا باشد.

عقربه ی ترازو را روی حفر تنظیم کنید.

لوله جاروبرقی را به محل خروج هوا متصل و سر لوله را به تخته ی سه لایی نزدیک نمایید .

(طوری که با آن تماس نداشته باشد) حال فشار وارد بر ترازو را یادداشت می‌نمائیم.

در قسمت بعد کف قوطی بزرگتر را سوراخ و مطابق شکل آزمایش را تکرار می نمائیم .

این بار هم فشار وارد بر کفه ی ترازو را یاد داشت می نمائیم .

در این حالت عقربه مقدار بیشتری نشان می دهد.

در قسمت سوم مطابق شکل قوطی کوچکتر را داخل قوطی بزرگتر گذاشته و آزمایش را تکرار می نمائیم .

می بینیم که در قسمت سوم فشار وارده به مراتب بیشتر است.

این حلقه ی هوای فشرده حفاظ موثری را تشکیل می دهد که یک منطقه هوای نیمه فشرده را در وسط خود به دام می اندازد.

ترتیب مذکور به سیستم فورانی محیطی مشهور است.

انواع جت محیطی انواع جت محیطی،شامل دامن می باشند.

دامن کرافت ممکن است به دو فرم باشند.

کرافت با کانال جت حلقوی: که امتداد انعطاف پذیر دیواره ی بیرونی نازل که بصورت حلقوی از بالشتک تغذیه می شود.

(شکل 108) (Truncked Jet)که نمونه ی آن درها در کرافت مدلSR.N2 بکار رفت و بر روی موانع بطور جداگانه جمع می شد.

جت حلقوی با دیواره ی جانبی:که مثال آن مدل 0.2 می‌باشد(شکل 109) جت حلقوی با دیواره ی جانبی:که مثال آن مدل 0.2 می‌باشد(شکل 109) جت محیطی با سیستم گردش مجدد(Recirculation Craft) : که با گردش مجدد هوا، توان مورد نیاز را کاهش می دهد.

(شکل 10-1) امروزه تمایلی برای بهره گیری از همه ی انواع این سیستم برای کاهش توان کمپرسور می باشد و بنابراین سیستمهای ترکیبی (TAC) محفظه ی تله ی هوا نامیده می شوند و اختلاف فیزیکی کمی بین محفظه ی تراکم دامن دارو سیستم جت محیطی وجود دارد.

آیرودینامیک کرافت: WTC: مهمترین مثال از GEM های آیرودینامیکی، قایق آلمانی DOX که در سال 1929، اقیانوس اطلس را پیمود که سطح مقطع بال آن توسط آمریکائی ها (Wing-In Ground) WIG نامیده شد که از دیار فشار زیر بالهای آن، هنگام رسیدن ناو به حد مشخصی باعث بلند شدن ناو می شد که این پدیده، به اثر بال بر زمین مشهور است .

شکل (11-1) یک نمونه از (WIG) می باشد که برروی کرامت ویلاند “Weiland Craft” آزمایش شده است.

بال سرکج”Rom-Wing” یکی دیگر از انواع آیرودینامیکی می باشد.

(شکل 1012) این بال دارای نسبت منظر کن (فاصله ی دو انتهای بال تقسیم بر سطح بال) می باشد و لبه ی فرار آن تقریبا سطح را لمس می کند.

این بال هوا را میان دو پرده ی انعطاف پذیر هدایت می کند که در نهایت هوا از بین آنها به بیرون می گریزد.

بال هدایت جریانChannel Flow Wing : که در سرعتهای کم با هدایت هوا به دو قسمت پهن جانبی، مانند ناوهای دارای مخزن تراکم جداری عمل می کند.

هنگامی که ناوبه سرعت معینی می رسد.

خلبان دو بالچه(فلپ) لولادار جلو و عقب بال را باز می کند و به این ترتیب نیروی لیفت آیرودینامیکی بال برای بر خواستن تامین می شود.

(شکل 1013) که نمونه ی آن در Marad-VRC1 آزمایش شد.

فصل 2 عملکرد بالشتک هوا شکل 201یک مقطع از یک محفظه ی تراکم هوای کرافت را نشان می دهد.

هواتوسمایک کمپرسور به داخل حفره پمپ می شود و درون آن پخش می شود تایک بالشتک را تشکیل دهد که وظیفه ی تامین نیروی لیفت را بر عهده دارد و تا زمانی که شرایط باید از ایجاد گردد که پس از آن میزان هوای ورودی مساوی و جایگزین هوای خارج شده از شکافهای جانبی شود.

به شکل 201 توجه کنید.

با فرض آنکه هوای داخل بالشتک ساکن است از معادله ی برنولی داریم (1-2) که در آن: سرعت هوای خروجی از بالشتک دانسیته هوا P= و فشار نسبی بالشتک دبی جمعی جریان هوای عبوری عبارت است: (2-2) که در این رابطه: دبی حجمی و فاصله آزاد h: ضریب تخلیه محیط بالشتک C: بنابراین با مرتب کردن معادله ی (202) داریم .

که در واقع نسبت جریان دبی واقعی به دبی در حالتی است که هوا از تمام شکاف با سرعت عبور کند.

برای مقادیر مختلف از روی آزمایش مقادیر زیر به دست می آیند.

برای درجات میانی، چند جمله این زیر تقریب خوبی است: که در رابطه ی فوق بر حسب درجه می باشد.

در عمل بدلیل اثرات لزجت کمتر می شود.

توان شکاف یا نازل: توان توسط رابطه ی بیان می شود و با معادله ی(202) داریم: با فرض فشار و ثابت برای بالشتک داریم: وزن کرافت W= سطح کرافت: S = (تصویر سطح پائین ترین انتهای دیواره حفره) بنابراین این معادله می تواند برای همه ی انواع محفظه ی تراکم بکار رود.

در عمل بدلیل افت بازده ی هوای تغذیه بالشتک، مقدار توان لازم برای بلند کردن کرافت بیشتر از مقدار فرمول فوق می باشد.

البته این معادله بر روی آب در حالت استاتیک و نیز در سرعتهای کم رو به جلو، بدلیل اثر فشار بالشتیک که باعث یک تغییر شکل محسوس سطح آب می شود و شکاف هوا را نسبت به سطح آزاد آب تغییر می دهد، معتبر نمی باشد.

البته یک راه حل برای این معضل توسط Tones ارائه شده است .

اما در سرعتهای بالا،این معادله بر روی آب مانند روی خشکی معتبر باشد.

کرافت جت محیطی تئوریهای مختلفی برای محاسبه ی توان نازل در جت محیطی و مقایسه ی آن با توان نازل در محفظه ی تراکم “Plenum Chamber داده شده است که یک تئوری آن که به تئوری ساده جت معروف است بیان می گردد .

شکل 2-2 شکل نازل یک کرافت با جت محیطی را نشان می دهد.

در هنگام جدا شدن کرافت از زمین یا هر سطحی، هوای پمپ شده از کمپر سور از راه منازل، یک فشار در زیر کرافت ایجاد می کند.

که باعث بلند شدن آن تا شرایط پایدار می شود.

در این شرایط با فرض آنکه هیچ هوائی به داخل و خارج بالشتک نیاید می توان فهمید که جت باید خمیده شده و موازی زمین شود .

برای تنظیم فرمول از قانون دوم نیوتن داریم .

نیروی فشار افقی باید مساوی نیروی جت خروجی شود.

بنابراین که در این رابطه: ممنتوم نازل در واحد طول محیط ممنتوم در تماس با زمین بر واحد محیط فشار بالشتک فاصله آزاد زاویه نازل فرض می کنیم که فشار کلی نازل (فشارتوتال ) و فشار استاتیک در تمام سطح مقطع نازل مساوی باشند.

در نتیجه و در نتیجه از معادله بر نولی داریم و حجم کل دبی جریان ممنتوم نازل در واحد طول محیط با فرض داریم و در نتیجه با جایگذاری و مرتب کردن داریم بافرض داریم (8-2) (9-2) (10-2) واکنش جت در واحد طول محیط (11-2) (معادله ی (8-2) در نمودار شکل (3-2) آمده است.

) مطابق تحلیل برای محفظه تراکم هوا “Plenum Chamber” برای جت محیطی نیز داریم می توان دید که اگر در نتیجه که این یک خطا می باشد چون نمی تواند از بزرگتر باشد و نیز اگر در نتیجه در حالی که نباید از 1بزرگتر باشد بنابراین می‌توان گفت که این تئوری برای صادق نیست .

توان نازل در تئوری ساده جت با مشتق گرفتن از این معادله می توان دید که برای فشار بالشتک و طول آزاد مشخص، هنگامی که می باشد، توان مینیمم است.

نیروی برآ: نیروی برآی کلی برابر است با: (14-2) علامت منفی بدلیل در نظر گرفتن سطح کرافت می باشد.

با مقایسه ی توان جت محیطی با توان محفظه ی تراکم با استفاده از این تئوری داریم .

(16-2) (کرافت با جت معمولی) (محفظه تراکم) در حالتی با فرضیات زیر: نسبت محیطی به محفظه ی تراکم 0.7 بدست می آید .

این نتیجه دلالت دارد بر این موضوع که چرا کرافت با جت محیطی از جمعیت و بازده تر از محفظه ی تراکم می باشد.

البته تئوریهای دیگری در مورد محفظه ی با جت نورانی محیطی وجود دارد مانند exponential theory ، Borrat Theory و نیز Wald, thun holm theory که از ذکر آنها خود داری می شود و تنها اثر آنها بر روی دو نمودار مقایسه ایی شکلهای 3-2و 4-2و (5-2) نشان داده شده است.

فصل 3 آیرودینامیک داخلی – معبراها، فن ها و کمپرسورها در قسمت های قبل تئوریهای مربوط به عملکرد بالشتک هوا – هم برای محفظه ی تراکم و هم برای محفظه باجت محیطی بیان شد.

البته این تئوریها، تلفات مربوط به تنظیم فشار هوا توسط کمپرسور یا فن یا تلفات ناشی از تنظیم هوای پرفشار به بالشتک یا نازل را در برنداشت در حالی که در محاسبات ها و کرافتهای جدید این محاسبات انجام می‌شود و مثلا با کاهش فاصله ی آزاد توسط یک دامن انعطاف پذیر می‌توان تلفات مربوط به نازل را کاهش داد.

فن ها: بیشتر کرافتها از فن های گریز از مرکز مثل SR.N5 یا فن محوری مانند SR.N برای تنظیم فشار محفظه استفاده می کنند.

هر چند بازده‌ی هر دوی این فن ها حدود 90% می باشد ولی عواملی مثل وزن، فضا، شکل در نظر گرفته شده و یا تلفات وابسته به هر کدام در انتخاب نوع فن نقش دارد.

در عمل معمولا برای محفظه ی تراکم هوا (Plenum chamber) که هوا بطور مستقیم به داخل محفظه پمپ می شود، فن محوری یک انتخاب مناسب می باشد که فن با یک مجرای خروجی از فن، هوا را به صورت مستقیم به داخل محفظه پمپ می نماید.

در حالی که برای یک کرافت با محفظه ی دارای جت محیطی، مثل SR.N6 گزینه ی مناسب یک فن گریز از مرکز می باشد که هوا را به اطراف محیط برسانه.

ضرایب عملکردی فن عوامل موثر بردبی حجمی جریان و فشار فن رامی توان مطابق زیر در نظر گرفت.

که: دبی حجمی فشار P= سرعت نوک فن u= از جت هوا دانسیته هوا P= قطر d= با تحلیل ابعادی داریم: مقایسه ی آزمایش مدل با تست روی نمونه ی اصلی در Bhc انگلستان نشان داد که اثرات رینولذر تا چیز می باشد بنابراین: که ضرایب عملکردی فن نامیده می شوند.

همچنین می توان ضرایب فوق را بصورت زیر نوشت ضریب دبی حجمی جریان ضریب فشار که n سرعت فن بر حسب می باشد.

همچنین ضرائب بالا را می توان بصورت معادل زیر نوشت: ضریب دبی حجمی جریان ضریب فشار که سرعت بر حسب وR شعاع فن می باشد.

همچنین ضریب توان را می توان بصورت زیر بیان نمود.

یا یا با نگاه به ضرایب بالا می توان فهمید که برای هر فن که در یک نقطه ی معین و در محوطه ی مشخصه ی کارکردش عمل می کند: دبی حجمی جریان متناسب با سرعت دورانی آن است.

فشاری که ایجاد می کند متناسب است با (سرعت دورانی ) به توان 2 و توانی که جذب می نماید متناسب است با سرعت دورانی به توان 3.

یک نمونه از منحنی مشخصه فن که بر روی مدل کوچکی از آزمایش شده است در شکل 2-3 که در آن بر حسب ضریب حجمی جریان، نشان داده شده است .

در این نمودار ضریب فشار و نیز بازده کمی کمتر از آن چیزی است که محاسبه می شود و دلیل آن تلفات ناشی از تجهیزات مورد استفاده می باشد.

فصل 4: درگ محاسبه ی دقیق درگ در ACV ها پیچیده و مشکل می باشد.

چون اساسا درگ درها ورکرافت هم بخاطر حرکت درهوا و هم تماس با سطحی که روی آن حرکت می کند ناشی می شود.

تا قبل از اختراع دامن برای ها ورکرافت، تصور می شد که برای گذر از روی موانع و یا امواج آب باید فاصله ی آزاد کف ها ورکرافت را زیاد نمود تا از درگ تماسی مگر درها ورکرافتهای با دیواره ی جانبی جلوگیری شود بنابراین در محاسبات درگ تماسی مگر درها ورکرافتها تنها به محاسبه ی اثر پروفیل درگ ممنتوم درگ و تریم درگ برای کاربردهای روی خشکی و به علاوه درگ موجی بر روی آب می‌پرداختند که شرح آنها خواهد آمد.

با ظهور دامن انعطاف پذیر، این امکان به طراحان داده شد که برای یک شرایط عملکردی مشخص، فاصله ی آزاد را کاهش دهند که این مساله در واقع کمک به کاهش توان لازم برای لیفت و نیز کاهش توان درگ ممنتوم می کرد.

ولی در عوض بدلیل افزایش سازه ی مقاوم درگ تماسی و یا بر برخورد با امواج آب را در مواقع حرکت بر روی آب افزایش می داد.

به همین دلیل در عمل طراحان باید یک نقطه ی بهینه را انتخاب نمایند.

پروفیل درگ کلیه اجسامی که نسبت به فضای آزاد حرکت می نمایند اعم از قطار، هواپیما،هاورکرافت ،...

دارای پروفیل درگ هستند که ناشی از توزیع فشار بر روی جسم می باشد.

پروفیل درگ به دو نوع تقسیم می شود.

درگ اصطلاکی سطحی درگ شکلی درگ اصطلاکی سطحی: که ناشی از اثرات از جت و در نتیجه گرادیان سرعت بر روی لایه ی مرزی اطراف جسم و نهایتا ایجاد تنش که در راستای جریان می باشد.

مسلما درگ سطحی بستگی به سطح جسم و یا در حرکت بر روی آب مساحت خیس شده دارد.

درگ شکلی: درگ شکلی مولفه ی محدری توزیع فشار نرمال روی سطح می باشد که در واقع بعلت وجود از جت و پدیده ی جدایش باعث ایجاد اختلاف فشار مصدری و پیدایش درگ می شود که جزئیات این درگ در مراجع آیرودینامیکی آمده است.

بطور کلی پروفیل درگ بصورت یک رابطه از ؟

ضریب بی بعد درگ بیان می شود: که s مساحت سطح جلوی بالشتک می باشد و مقادیر؟

از روی آزمایشاتی که در تونل بادبرروی مدلهای کوچک جسم اصلی انجام می شود تخمین زده می شود .

مقدار این عدد معمولا برای هر جسمی ثابت بوده و بین محدوده ی 0.2 و 0.7بسته به شکل جسم تغییر می کند.

ممنتوم درگ: مگر در مواقعی که بالشتک نشتی ندارد و کاملا در زنبدی شده است مثلCAB کامل، یاTAC در سایر موارد باید یک جریان هوای پیوسته برای نگه داشتن بالشتک و کرافت بداخل بالشتک پمپ شود تا هوای داخل بالشتک تامین شود .

بنابراین این هوا باید از حالت سکون تا سرعت هوای نسبی کرافت شتاب بگیرد.

این مساله ایجاد یک نیروی درگ در راستای باد نسبی ایجاد می کند که رابطه ی آن بصورت (2-4) می باشد که از قانون دوم نیوتن به دست می آید.

اگر فرار هوا از اطراف بالشتک به صورت متقارن باشد.

این معادله (4.2) مقدار تقریبا دقیق را می دهد ولی اگر فرار هوا از قسمت عقب بالشتک بیشتر از قسمت جلو باشد درگ ممنتوم موثر کمتر است.

تریم درگ که بستگی به زاویه ی نوک کرافت بسمت بالا یا پایین دارد و مطابق فرمول زیر می باشد.

که زاویه ی لوک می باشد.

درگ کلی روی زمین مجموع درگها بالا می باشد درگ های روی آب: علاوه بر درگ های بیان شده، هنگامی که کرافت بر روی سطح آب در حال حرکت است، درگهای دیگری نیز وجود دارند که در زیر به آنها اشاره خواهد شد.

درگ ایجاد موج: این درگ احتمالا مهمترین درگ بر روی آب می باشد که بر اساس راه حلهای تئوری به دست می آید اگر چه راه حلهای تئوری نیز آنرا تایید می کند.

موقعی که یک ACV بر روی آب که بالشتک را تحمل می کند در سرعت صفر قرار داد، فشار بالشتک سطح آب را در زیر کرافت منصرف می کند و باعث ایجاد تراکم به عمق می شود.

در سرعتهای رو به جلو بر روی آب، ناحیه فشاری ACV و یا بالشتک هوا موجی را تولید می کند که باعث اتلاف پیوسته انرژی می‌شود و بعنوان درگ ایجاد موج ، در نظر گرفته می شود.

شکل 1-4 یکی از ساده ترین موارد ایجاد موج یک توزیع فشار یکنواخت دو بعدی به طول L می باشد که توسط Sir Horace lamb مورد بحث قرار گرفت و روابط آن برای شکلهای جلو، زیر و عقب توزیع فشار بسط داده شده است.

شکل 1-4 پروفیل موج را نشان می دهد (Lamb’s Hydrodynomic) که برای یک طول فشار یا همان عدد فرود، برابر یک می باشد.

در این حالت طول فشاری برابر 0.159 طول موج می باشد.

Grew و Egg ington نتایج lomb را بکار بردند و رابطه زیر را برای درگ موجی استخراج کردند: که عدد فرود می باشد.

همان شیب متوسط زیر ناحیه توزیع فشار می باشد که در شکل 1-4 نشان داده شده است.

این رابطه را می توان بصورت رابطه زیر نیز نوشت که: (a7-4) که این رابطه در شکل 2-4 رسم شده است.

این رابطه نشان می دهد که کرافت بموازات شیب متوسط موج، زاویه می گیرد.

بنابراین درگ موجی برابر مؤلفه افقی نیروی فشاری است که برکه کرافت عمل می کند.

از معادله می توان دید که ماکزیمم درگ موجی موقعی است که باشد که شرایطی می باشد که بعنوان گوژ شناخته می‌شود و سرعتی که این درگ ماکزیمم می شود به سرعت گوژ شناخته می شود.

درگ Wetting در اولین قدم برای ایجاد و توسعه هاورکرانت متوجه گردید که در یک نقطه مشخص، درگی که بر روی یک مدل اندازه گیری شده است، از آنچه محاسبه می‌شود بطور قابل ملاحظه‌ای بیشتر است.

این اختلاف بخصوص در هر گامی که فاصله آزاد کاهش می یابد و یا هاور کرافت دارای دامن می باشد بیشتر نمود پیدا می کند توضیحات فیزیکی برای محاسبه این افزایش درگ شامل درگ ممنتوم برحسب برخورد قطرات آب به هاورکرافت در سرعتهای رو بجلو پیشنهاد شد.

هرچند هیچ تئوری صحیحی که بتواند بطور عددی این درگ را محاسبه نماید تاکنون ارائه شده است.

ولی بعنوان یک راه‌حل جایگزین، (روش کسر کردن)، یک راه‌حل ممکن برای محاسبه می باشد که از نتایج آزمایش مدل و نمونه اصلی استفاده می‌کنیم یعنی درگ را روی آب ساکن (غیر موج دار و آرام، آبی که دارای موج و طوفان نیست) بدست آوریم و پس از آن مقادیر شناخته شده درگ را که قبلاً بحث کردیم، کم نماییم.

(آب هموار) تابعی از فاصله آزاد غوطه وری، اندازه کرافت، طرّاحی دامن و احتمالاً فشار بالشتک می باشد.

همچنین می‌توان را به درگ آیرودینامیکی نیز مربوط دانست، در CAB ها احتمالاً ناشی از قسمتی از دیواره جانبی که در آب غوطه ور می باشد (در حالت کلّی قسمت داخلی و خارجی دیواره به یک اندازه در آب عمل خیس شده ندارند) و همچنین میزان به قوس و نیز به وسایل درزگیری عقب بالشتک اگر موجود باشند، بستگی داشته باشد.

در شکل 4-4 یک نمودار تجربی بر اساس آزمایش که بیان شد.

(روش کسر کردن) بدست آمده است که در آن برحسب (فاصله آزاد/طول بالشتک) برای مقادیر مختلف (سرعت /سرعت گوژ) بدست آمده است.

بدلیل پراکندگی اطلاعات، نتایج در مورد ده یک باند بیان شده است هرچند که نمودار بیان می کند که با افزایش سرعت، زیاد می شود ولی شواهدی وجود دارد که مقدار در سرعت گوژ بیشتر از زمانی است که سرعت دو برابر که این موضوع قابل قبول است چون احتمالاً برخورد فیزیکی کاهش می یابد و نیز در مقادیر کمتر از به شدّت افزایش می یابد که در واقع بعلّت لبه نامتوازن تحتانی دامن می باشد که برخورد بین دامن و آب را افزایش می دهد.

درگ برحسب موج در واقع درگی است که هنگامی که سطح آب متلاطم باشد، ایجاد می شود و برای محاسبه این درگ نیز هیچ تئوری خاصی ارائه نشده است.

بنابراین تنها راه محاسبه آن اندازه گیری اختلاف بین نتایج یک آزمایش روی نمونه اصلی و مدل با گرفتن اختلاف درگ در آب هموار و ناهموار در همان سرعت درگ روبجلو در آب، می باشد.

(هموار) (ناهموار r) در شکل (5-4) منحنی تغییرات درگ برحسب موج را نشان می دهد که در آن برای نسبتهای مختلف سرعت گوژ رسم شده اند.

درگ کلی: درگ کلّی مجموع همه درگهای بحث شده می باشد.

در شکل (6-4) یک توزیع درگ نوعی برای یک هاور کرافت بزرگ در دریای آرام نشان داده شده است.

البته تنها نسبت اندازه ها در این نمودار نشان داده شده است.

چون هر کدام از این درگها به عوامل مختلفی که ذکر گردید وابسته‌اند.

برای مشخص کردن سرعت متعادل کرافت، خط نیروی تر است موجود بایستی بر منحنی درگهای موجود برای وزن و فواصل آزاد مختلف، برهم گذاری شود تا نقطه بهینه طرّاحی حاصل شود.

بعنوان مثال برای منحنی موجود می توان گفت که افزایش هیدرودینامیک مثل تغییر درگ خیس شد، (wetting Drog) می باشد.

البته گاهی در طرّاحی باید و یا بالاتری را پذیرفت تا توان کلّی مورد نیاز یا همان توان بالشتک مورد نیاز کاهش یابد.

فصل 5 پیشرانش: در هاورکرافتهای اولیه، تمرکز اصلی بر روی تحلیل و ایجاد توان برای سیستم برآ بود و دلیل آن ایجاد فاصله آزاد کافی برای برخاستن کرافت و عبور از روی موانع بود و توان پیشرانش قسمت کمی از توان را شامل می‌شد ولی با اختراع دامن انعطاف پذیر، توان مورد نیاز برای ایجاد لیفت کاهش یافت ولی به دلیل افزایش نیروی درگ، عمده تلاش برای ایجاد توان پیشرانش معروف شد.

معمولاً نوع سیستم پیشران به کاربرد هاورکرافت بستگی دارد.

هاورکرافتهای دو زیست (خشکی، آبی) از نیروی پیشران بکمک هوا استفاده می‌کنند در حالی که هاورکرافتهای دریایی، از سیستم پیشران بکمک آب استفاده می کنند.

در جدول زیر نمونه‌ای از وسایل پیشران با توجه به کاربردشان آمده است: معایب بعضی از سیستمهای پیشران: سیستم Bleed Cashion : در این سیستم با گرفتن قسمتی از هوای بالشتک و جریان دادن آن در خلاف جهت نیروی تر است، ایجاد، تر است می کند ولی عملاً چون قسمت زیادی از توان قبل و بعد از کمپرسور تلف می شود، توان کافی برای پیشران باقی نمی ماند و این سیستم دارای بازدهی نیست.

سیستم انحراف جت جانبی بنابراین با توجه به نقائص و بازده بسیار کم در روشهای بالا، و نیز چون هدف اصلی این مقاله راجع به هاورکرافتهای دو زیست (خشکی، آبی) می باشد به مطالعه سیستم پیشران «ملخ هوا» می‌پردازیم: البته باید توجه داشت که موقعی که هاورکرافت روی آب با سرعت کمتر از 50 نات، حرکت می کند، سیستم پیشران آبی و بخصوص سیستم مبلغ آب، بازدهی بالاتر می دارد.

تئوری ممنتوم ساده: تئوری ممنتوم ساده بیان می کند برای دستیابی به بالاترین بازده در یک نیروی تراست (جلو برنده) مشخص، یک جت بزرگ با سرعت کم، بسیار بازده تر از یک جت با سطح مقطع کوچک و سرعت بالاست.

تعداد زیادی هندبوکهای آیرودینامیکی و هیدرولیکی وجود دارد که بر اساس تئوری ممنتوم ساده، برای «ملخ آزاد» (بدون کانال)، نوشته شده اند که به ما کمک می کنند که به ما کمک می کنند که برای عملکرد ملخ، بالاترین حدی را که در عمل می توان دست یافت، پیدا کرد.

با جدول بندی نتایج تئوری ممنتوم ساده داریم.

بازده ضریب تراست ملخ آزاد ملخ کانال دار که در روابط بالا: و و تراست T= ، سرعت جریان آزاد V= ، سطح دیسک ملخ A= ، سرعت جت نتایج در شکل 1-5 رسم شده اند.

همانطور که دیده می شود در مقادیر کم ، اختلافی بین ملخ های آزاد و ملخ های دارای کانال وجود ندارد.

هرچند تقدم با ملخ های دارای کانال (جداره) می باشد.

البته مشکلات عملی نظیر افزایش درگ بدلیل دیواره کانال (جداره)، فاصله نوک کم و مشکلات فیزیکی سوار کردن وسایل و نیز عدم قابلیّت چرخش تجهیزات ملخ دار دارای کانال (جداره)، عملاً این نوع ملخ تنها در هاورکرافتهای سبک استفاده می‌شود.

با توجه به نمودار و ضرایب بالا می توان دید که بازده با کاهش ، افزایش سطح ملخ و سرعت رو بجلو افزایش می یابد.

اگرچه تئوری ممنتوم ساده راهنمای خوبی برای عملکرد ملخ می باشد ولی تأثیر پارامترهای آن در جداول سازندگان آمده است.

پارامترهای مشخصه مبلغ بوسیله منحنی هایی با پارامترهای بی بعد که در زیر تعریف می شوند بیان می گردد.

ضریب پیشروی ضریب ترانست ضریب توان که در رابطه بالا: نیروی تراست (1b) ، P : دانسیته هوا n : سرعت ملخ ، D : قطر ملخ P : توان ملخ ، V : سرعت آزاد جریان ملخ ها توسط تولیدکنندگان توسط پارامترهای قطر، تعداد پر، ضریب فعالیت AF و ضریب انتگرالی طرّاحی نیروی لیفت، تعریف و شناخته می‌شوند.

ضریب فعالیت ملخ: AF و همچنین: ضریب انتگرالی طرّاحی لیفت که در رابطه بالا، ، ضریب برای مقطع ایرفویلی ملخ در موقعیت r و زاویه محله صفر می باشد.

مقادیر نوعی در جدول زیر آمده است: