Противоречивые требования к конструкции поплавков гидросамолетов вынуждают прибегать к компромиссу при выборе формы поплавков.

По степени важности эти требования располагаются следующим образом:

хорошие гидродинамические качества и остойчивость
по возможности малое лобовое сопротивление

Пользуясь соответствующими коэффициентами, полученными из статистики поплавков существующих удачных самолетов различных типов можно избежать значительной доли экспериментальной работы и быстро построить необходимые обводы поплавка.

Для этого требуется знание следующих коэффициентов:

a - коэффициент полноты мидельшпангоута
b - коэффициент полноты ватерлинии
c - коэффициент полноты водоизмещения
d - коэффициент линейных отношений
e - коэффициент моментов инерции

Значение a равно отношению площади сечения мидельшпангоута поплавка к площади описанного прямоугольника ABCD

Значение b равно отношению площади ватерлинии поплавка к площади описанного прямоугольника EFGN

Значение c равно отношению обьема поплавка к обьему описанного прямоугольного параллелепипеда.

Значение d: если L - полная длина поплавка, B - наибольшая ширина, H - наибольшая глубина, то H должно равняться 1,13B, а L должно равняться 8B.

Это соотношение задает пропорции современного поплавка двухпоплавкового гидросамолета с закругленной палубой, V - образным днищем и с одним реданом, расположенным примерно посередине поплавка.

Закругленная палуба является наиболее распространенным типом конструкции благодаря прочности сечения и хорошему стоку воды с верхней части поплавка. В тех случаях, когда это бывает необходимо, можно сделать дорожку для хождения по верхней части поплавка.

Редан должен быть расположен вблизи от центра тяжести самолета, так как при взлете самолет скользит по поверхности воды на редане, и если он находится далеко от центра тяжести, возникают большие дифферентирующие моменты.

Назначение редана состоит в том, чтобы оторвать поток от задней части днища и тем самым уменьшить подсасывание и водяное сопротивление.

V - образная форма глиссирующей части днища уменьшает удар при посдке, почему ей отдается предпочтение перед плоской, несмотря на то, что плоская форма днища меньше прилипает к поверхности воды.

Для вышеуказанного типа поплавка коэффициент полноты мидельшпангоута - 0,75, коэффициент полноты ватерлинии - 0,68, коэффициент полноты водоизмещения - 0,47.

Данные выше коэффициенты представляют собой средние значения для целого ряда самолетов. Пользуясь этими коэффициентами можно получить достаточно хорошие обводы и пропорции поплавка.

Способ построения обводов поплавка тот же, что и в кораблестроении, разница заключается лишь в значении коэффициентов, применяемых для гидросамолетов.

Пользуясь этими коэффициентами и принимая угол V глиссирующей части днища равным 30 градусам, легко найти сечение мидельшпангоута, соответствующее коэффициенту полноты в 0,75, проверяя площадь.

Вогнутая часть днища напоминает носовую часть торпедоносцев и легких крейсеров. Она выполняет два назначения: уменьшает угол наклона брызг и увеличивает продольную остойчивость.

Далее следует построить килевую линию, причем килевая линия кормовой части поплавка представляет собой прямую, образующую с горизонталью угол около 7 градусов. Скуловая линия в кормовой части точно так же представляет собой прямую, переходящую у самой кормы в кривую для соединения с килевой линией.

Необходимая высота редана зависит от взлетной скорости самолета. По мере уменьшения взлетной скорости высоту редана следует увеличивать. В среднем высота редана равна 1/13 ширины поплавка.

Сечения шпангоутов передней части поплавка должны быть подобраны таким образом, чтобы центр водоизмещения был расположен впереди редана, поплавки не зарывались носом в воду.

Верхняя часть поплавка обычно горизонтальна по всей его длине. Для улучшения аэродинамических качеств поплавки могут быть сигарообразной формы. Однако считается, что использование этой формы поплавков для нескоростным самолетов нецелесообразно.

Угол килеватости в 30 градусов, взятый для мидельшпангоута возрастает к носу до 40 градусов, а в корме - до 35.

Теперь можно считать, что сечения поплавка, дающие требуемый его обьем построены, грузовая ватерлиния определена и форма его дана в плане для сравнения, насколько близко она подходит к желаемому коэффициенту полноты.

Кроме хороших взлетных качеств от гидросамолета требуется достаточная остойчивость на воде.

Ниже приводится пример расчета статической остойчивости:

На следующей схеме показан самолет, наклоненный под небольшим углом, на который действует две равные силы:

Вес, приложенный к центру тяжести и направленный вниз по перпендикуляру к ватерлинии.
Гидростатическая подьемная сила, проходящая через носовой чентр величины, т. е. через центр плавучести самолета в наклоненном положении и направленная вверх по перпендикуляру к ватерлинии.

Когда самолет наклонен, общий обьем поплавков, погруженный в воду остается постоянным, но меняется его форма, так что центр тяжести обьема поплавков, погруженных в воду, также перемещается от B к B₁.

Точка M, где вертикаль, проходящая через B₁ пересекает центральную линию самолета называется поперечным метацентром.

Если теперь мы проведем некоторую линию GZ, перпендикулярную вертикали, проходящей через B₁, то тогда все равные силы 1 и 2 будут действовать на плечо GZ и момент, стремящийся вернуть самолет в прежнее положение бует равен D(GZ).

Для небольших углов крена (примерно 8 градусов) можно считать что расстояние между точками G и M не меняется и следовательно восстанавливающий момент или момент статической остойчивости равен D(GM)sin

Если точка M будет лежать ниже точки G, то результирующий момент будет стремиться перевернуть самолет.

Не стоит думать, что большая метацентрическая высота улучшает самолет. Большая метацентрическая высота вызывает большие восстанавливающие моменты, стремительность угловых перемещений и делает самолет очень чувствительным к любой волне из за слишком большой остойчивости. Поэтому при проектировании стремятся свести величину (GM) к минимуму, обеспечивающему безопасность и удобство плавания.

по материалам:
И. Мунро "Проектирование и расчет гидросамолетов"

www.stroimsamolet.ru e-mail: info@stroimsamolet.ru

В избранное

{#template MAIN} <div id="loginForm" style="display:none;" class="subscriberu_popup"> <div class="popup_register"> {#include js_tmpl_auth_reg_tab} {#if $P.login_register_tab == 1} <form class="authentication-form" method="post" action="/MEMBERLOGIN_authen_cred"> <dl class="rg_block_options"> <dt id="js_tap_panel_auth"> <h1>Войти на сайт</h1> {* {#include js_tmpl_auth_reg_button} *} {#include js_tmpl_auth_reg_action} <hr class="logreg_line noPhones"> <div class="logreg_descr noPhones"><p>{#include js_tmpl_auth_reg_descr} </p></div> <div class="logreg_advice noPhones"> Если вы еще не с нами, то начните с <a href="#" onclick="rgNav('js_tab_reg');return false;" class="dashed" data-func="registr">регистрации</a> </div> <br><br> <a class="dashed auth-enter" href="/manage/author/"><b>Вход для авторов</b></a> </dt> </dl> </form> {#/if} {#if $P.login_register_tab == 2} <div class="rg_block_options"> <div id="js_tap_panel_auth"> <h1>Регистрация</h1> <div class="social_reg"> {* <div class="rg_description">{#include js_tmpl_soc_auth_reg_descr}</div> *} {#include js_tmpl_auth_reg_soc} <div class="rg_soc_auth_agree">{#include js_tmpl_auth_reg_agree}</div> </div> <div class="subscribe_reg"> {* <div class="rg_description"> #include js_tmpl_auth_reg_descr </div> *} {#include js_tmpl_auth_reg_action} </div> {* {#include js_tmpl_auth_reg_button} *} <div class="clr"> </div> <hr class="logreg_line noPhones"> <div class="logreg_descr noPhones">{#include js_tmpl_auth_reg_descr} {#include js_tmpl_soc_auth_reg_descr} </div> </div> </div> {#/if} </div> {* <div class="gray_bg register_shadow"></div> *} </div> {#/template MAIN} {#template js_tmpl_auth_reg_tab} <ul class="rg_nav"> <li id="js_tab_auth" class="{#if $P.login_register_tab == 1} rg_active_nav {#/if} rg_first_nav"><a onclick="rgNav('js_tab_auth');return false;" href="">Вход на сайт</a></li> <li id="js_tab_reg" class="{#if $P.login_register_tab == 2} rg_active_nav {#/if}"><a onclick="rgNav('js_tab_reg');return false;" href="">Регистрация </a></li> </ul> <span onclick="hidebo();" class="rg_closed"> </span> {#/template js_tmpl_auth_reg_tab} {#template js_tmpl_auth_reg_action} {#if $P.login_register_tab == 1} {#include js_tmpl_auth_reg_soc} {#/if} <div class="rg_forms"> <input type="hidden" id="login_register_destination" value="{$P.login_register_destination}"/> {#if $P.login_register_tab == 1} <div class="rg_for_input"> <span class="rg_text_inner">E-mail или код подписчика</span> <input id="credential_0" class="js_keydown_selector rg_input_text" data-js_submit="no" data-js_next_input_name="credential_1" name="" type="text" /> </div> <div class="rg_for_input"> <span class="rg_text_inner">Пароль</span> <input id="credential_1" class="js_keydown_selector rg_input_text" data-js_submit="yes" data-js_action="js_loginFormBut" name="" type="password" onkeyup="showAttention(this,!!window.event.shiftKey)" /> <span class="pswd_attention" id="attention_pswd"> <span class="icon_attention"></span> <span class="pswd_attention-text" id="attention-text_pswd1">Русская раскладка клавиатуры!</span> <span class="pswd_attention-text" id="attention-text_pswd2">У вас включен Caps Lock!</span> <span class="pswd_attention-text" id="attention-text_pswd3">У вас включен Caps Lock и русская раскладка клавиатуры!</span> </span> </div> <div class="rg_for_input input-alien"> <span class="chk noPhones"><input id="chk_alien" name="" type="checkbox" /></span><label for="chk_alien" class="noPhones"> Чужой компьютер</label> <a class="forgot_pass" href="/member/totalrecall">Забыли пароль?</a> </div> <div class="rg_for_input"> <em id="auth_msg" class="reg_error"></em> <input id="lf_typeauthid" value="email" type="hidden"> <input type="submit" class="button button-red logreg_submit" id="js_loginFormBut" value="Войти">  <div class="loading loading-cover" style="display: none;"><div class="loader"></div></div> </div> {#/if} {#if $P.login_register_tab == 2} <div class="rg_for_input"> <span class="rg_text_inner">E-mail</span> <input id="arfemail" class="js_keydown_selector rg_input_text" name="" type="text" data-js_submit="yes" data-js_action="js_regFormBut"/> </div> <div class="rg_for_input rg_set_lineh rg_for_input_wide"> <label class="js_tap_panel_checkbox"> <span class="chk"><input name="" id='js_tap_panel_checkbox_terms' type="checkbox" data-js_submit="yes" /></span> Я ознакомился и согласен с <a class="link_txd logreg_accLink" href="/faq/vereinbarung.html">условиями сервиса Subscribe.ru</a> </label> <br /> <label class="js_tap_panel_checkbox"> <span class="chk"><input name="" id='js_tap_panel_checkbox_personal' type="checkbox" data-js_submit="yes" /></span> Нажимая на кнопку "Готово!", я даю <a class="link_txd logreg_accLink" href="/faq/persverordnung.html">согласие на обработку персональных данных</a> </label> </div> {* <div style="float: left;position: absolute;left: 11em;"> <img src="http://www.kupivip.ru/images/vip/logo.png?1604" style="width: 86px; vertical-align: middle;display: block;"> </div> <div class="rg_for_input rg_set_lineh"> <label class="js_tap_panel_checkbox"><input name="" id="js_tap_panel_checkbox_kupivip" type="checkbox" data-js_submit="yes"> Я хочу получать новости о скидках на одежду</label> </div> *} <div class="rg_for_input"> <em id="reg_msg" class="reg_error rg_for_input_wide"></em> <em id="reg_msg2" class="reg_error rg_for_input_wide"></em> <input id="rf_typeauthid" value="email" type="hidden"> <a class="button button-red logreg_submit" id="js_regFormBut" href="#">Готово!</a> <div class="loading loading-cover" style="display: none;"><div class="loader"></div></div> </div> {#/if} </div> {#/template js_tmpl_auth_reg_action} {#template js_tmpl_auth_reg_agree} <div class="rg_for_input rg_set_lineh rg_for_input_wide"> <label class="js_tap_panel_checkbox"> <span class="chk"><input name="" id='js_tap_panel_checkbox_terms_reg' type="checkbox" data-js_submit="yes" /></span> Я ознакомился и согласен с <a class="link_txd logreg_accLink" href="/faq/vereinbarung.html">условиями сервиса Subscribe.ru</a></label> <em id="reg_msg_soc" class="reg_error rg_for_input_wide"></em> </div> {#/template js_tmpl_auth_reg_agree} {#template js_tmpl_auth_reg_button} <div class="rg_butons_socials"> {#if $P.login_register_tab == 1} <a class="rg_btn_soc rg_bs_01 js_tap_panel_selector" action="auth_email" href="#"><span><i></i>Email</span></a> <a class="rg_btn_soc rg_bs_01 js_tap_panel_selector" action="auth_openid" href="#"><span><i></i>OpenID</span></a> <a class="rg_btn_soc rg_bs_02 js_tap_panel_selector" action="auth_vkontakte" href="#"><span><i></i>Вконтакте</span></a> <a class="rg_btn_soc rg_bs_02 js_tap_panel_selector" action="auth_mailru" href="#"><span><i></i>Mail.Ru</span></a> {#/if} {#if $P.login_register_tab == 2} <a class="rg_btn_soc rg_bs_01 js_tap_panel_selector" action="reg_email" href="#"><span><i></i>Email</span></a> <a class="rg_btn_soc rg_bs_01 js_tap_panel_selector" action="reg_openid" href="#"><span><i></i>OpenID</span></a> <a class="rg_btn_soc rg_bs_02 js_tap_panel_selector" action="reg_vkontakte" href="#"><span><i></i>Вконтакте</span></a> <a class="rg_btn_soc rg_bs_02 js_tap_panel_selector" action="reg_mailru" href="#"><span><i></i>Mail.Ru</span></a> {#/if} </div> {#/template js_tmpl_auth_reg_button} {#template js_tmpl_auth_reg_descr} {#if $P.login_register_tab == 1} Для оформления подписки на выбранную рассылку, работы с интересующей вас группой или доступа в нужный вам раздел, просим авторизоваться на Subscribe.ru {#/if} {#if $P.login_register_tab == 2} Для регистрации укажите ваш e-mail адрес. Адрес должен быть действующим, на него сразу после регистрации будет отправлено письмо с инструкциями и кодом подтверждения. {#/if} {#/template js_tmpl_auth_reg_descr} {#template js_tmpl_soc_auth_reg_descr} Или зарегистрируйтесь через социальную сеть. {#/template js_tmpl_soc_auth_reg_descr} {#template js_tmpl_auth_reg_soc} <div class="rg_soc"> {#if $P.login_register_tab == 1} <a onclick="return _checkSocConfirm(event)" href="https://oauth.vk.com/authorize?client_id=3954260&scope=wall,offline,photos,groups,video,audio,email&redirect_uri={location.protocol+'//'+location.host}/member/login/vk/&response_type=code&v=5.15" class="login_register_vk_button"> <span class="login_register_vk_icon"></span> </a> {#/if} {#if $P.login_register_tab == 2} <a onclick="return _checkSocConfirm(event)" href="https://oauth.vk.com/authorize?client_id=3954260&scope=wall,offline,photos,groups,video,audio,email&redirect_uri={location.protocol+'//'+location.host}/member/join/vk&response_type=code&v=5.15" class="login_register_vk_button"> <span class="login_register_vk_icon"></span> </a> {#/if} </div> {#/template js_tmpl_auth_reg_soc}

{#template MAIN} <div id="loginForm" style="display:none;" class="subscriberu_popup"> <div class="popup_register"> {#include js_tmpl_auth_reg_tab} <dl class="rg_block_options"> <dt id="js_tap_panel_auth"> <p class="rg_description">{#include js_tmpl_auth_reg_descr}</p> <div class="clr"> </div> {#include js_tmpl_auth_reg_action} <div class="clr"> </div> </dt> </dl> </div>  </div> {#/template MAIN} {#template js_tmpl_auth_reg_tab} <ul class="rg_nav"> <li id="js_tab_reg" class="rg_active_nav rg_first_nav"><a href="" onclick="return false;" >Регистрация</a></li> </ul> <span onclick="hidebo();" class="rg_closed"> </span> {#/template js_tmpl_auth_reg_tab} {#template js_tmpl_auth_reg_descr} <strong>Пожалуйста, подтвердите ваш адрес.</strong><br><br>Вам отправлено письмо для подтверждения вашего адреса {$P.register_confirm_mail}.<br>Для подтверждения адреса перейдите по ссылке из этого письма. {#/template js_tmpl_auth_reg_descr} {#template js_tmpl_auth_reg_action} <div class="rg_forms confirm_code_from_letter"> <div class="rg_for_input"> <span class="rg_inp_descr" style="width:15em;">Или введите код из письма:</span> <input type="text" value="" id="confirm_code" name="" data-js_submit="yes" data-js_action="js_confirmFormBut" class="js_keydown_selector rg_input_text_conf" > </div> <div class="rg_for_input"><label>Не пришло письмо? <b>Пожалуйста, проверьте папку Спам</b><br /> (папку для нежелательной почты).</label><br /> <a href="" onclick="ajax_recall_code();return false" >Вышлите мне письмо еще раз!</a></div> <div class="rg_for_input"> <em class="reg_error" id="confirm_msg"></em> <a href="#" class="button button-red" id="js_confirmFormBut">Готово</a> <div class="loading loading-cover" style="display: none;"><div class="loader"></div></div> <br> </div> </div> {#/template js_tmpl_auth_reg_action}