Упрощенный расчёт судна на подводных крыльях.
Отжал всю воду и порубил топором теорию расчёта движения на подводных крыльях. В итоге вот что получилось:
Обычно, при строительстве подобной посудины задаются скоростью движения и примерным водоизмещением или весом аппарата. За основу возьмём Вейф Раннер. Допустим, что его вес складывается из веса пилота – 80 кг, велосипеда – 15, поплавковой приставки – 12, крыльев с креплением – 10, мотора с приводом – 5. В итоге набирается вес порядка:
G=80+15+12+10+5=122 кг.
Допустим, что это устройство будет двигаться со скоростью 20 км/ч или 5,5 м/с.
Далее требуется определить два основных параметра. Это площадь крыла и мощность двигателя. Начнём с площади крыла:
Самым главным составляющим в формуле расчёта площади крыла, является коэффициент подъёмной силы (КПС) крыла. Определению этого коэффициента посвящено несколько страниц с формулами и графиками. Одно плохо – в этих формулах не учитывается малый вес Раннера и небольшая скорость движения. По этой же причине он оказывается за пределами всех графиков. Другое дело сам КПС. Он безразмерный и должен быть справедлив для всех посудин. Как выяснилось он колеблется в очень узких пределах. От 0,1 до 0,35. При этом, для крыльев, работающих вне зоны кавитации и на небольших скоростях с погружением на глубину более хорды крыла, диапазон изменения коэффициента ещё меньше – от 0,2 до 0,3. Большее значение для аппаратов с лучшим качеством. Берём среднее значение коэффициента – 0,25.
Считаем площадь крыла. Она равна двум весам аппарата в ньютонах, делённым на произведение КПС, плотности воды (1000кг/м куб), и квадрата скорости движения. Получаем:
S=2Х122Х9,81/0,25Х1000Х5,5Х5,5=0,316 м квадратного.
Распорядиться этой площадью можно просто: При ширине крыла в 200 мм, его размах составит 0,316/0,2=1,575 метра или 1575 мм.
Теперь разберёмся с мощностью привода. Поможет в этом такая безразмерная величина, как качество крыла – отношение подъёмной силы к сопротивлению. Оказывается, для посудин на подводных крыльях, эта величина максимальна при выходе на крыло и находится в пределах 10 – 12. С ростом скорости и перед выходом на крыло эти значения уменьшаются. Большее значение соответствует лучшим аппаратам. Будем ориентироваться на меньшее и примем качество 10.
Тогда, зная вес аппарата можно вычислить сопротивление крыла. Оно составит:
Rк=122/10=12,2 кг.
Но это сопротивление голого крыла. Сопротивление стоек, руля и прочих выступающих частей в период выхода на крыло составляет примерно половину сопротивления крыла. Это будет:
Rвч=12,2Х0,5=6,1 кг.
Полное сопротивление составит:
R=12,2+6,1=18,3 кг или 18,3Х9,81=180 ньютонов.
Эффективная мощность на движение аппарата составит:
Nэ=180Х5,5=990 ватт.
Если учесть , что КПД гребного винта редко превышает 0,75, а в приводе есть конический редуктор с КПД 0,97 и гибкий вал КПД которого вряд ли выше 0,9, то общий КПД привода будет:
КПД=0,75Х0,97Х0,9=0,65
Мощность взятая от двигателя на привод составит:
N=990/0,65=1523 ватта , 1,523 киловатта или 1,523Х1,36=2,071 лошадиной силы.
Так как расчёт ориентировочный и очень приближённый, его точность вряд ли выше плюс минус 10 процентов. Но результат почти совпадает с действительностью. На приводе Раннера стоит движок в две силы и скорость движения в крылатом режиме около 15 км/ч.
Как - то так приблизительный расчёт - " приблизительный прикид " . 
Поправьте , аксакалы , если есть вопиющее противоречит теории Н. Е. Жуковского и Д. Бернулли . 
[font="'Arial CYR';font-size:13.3333px;"] [/font]
Сообщение отредактировал abrasha: 27 мая 2016 - 20:41
.
) можно использовать бустерные системы -- электрический двигатель с банком конденсаторов, механические накопители (маховик проще всего) и т.п., т.к. задача всего-навсего получить дополнительные 0,2...1кВт в течении буквально 5...20с, то запас энергии нужен небольшой, масса такого стартового бустера будет приемлемо низкой.
5.ПК не являются единственным средством достижения высоких гидродинамических показателей -- очень хорошо могут работать трёх- и четырёхточечные схемы, например, хотя низкие рабочие скорости лодки с мускульным приводом будут диктовать весьма непривычные пропорции несущих поверхностей 
Не стоит отбрасывать и вариант с "переразмеренным водоизмещающим режимом", т.к. тощий длинный корпус может стать наиболее простым вариантом, не требующим длительной доводки.
