Hovercraft

BHC SR-N4 Das weltweit größte Luftkissenfahrzeug für Autos und Passagiere

Ein Luftkissenfahrzeug oder Luftkissenfahrzeug (ACV) ist ein Fahrzeug oder Fahrzeug, das durch ein Luftkissen gestützt werden kann, das nach unten gegen eine Oberfläche nahe darunter ausgestoßen wird, und im Prinzip über jede relativ glatte Oberfläche fahren kann. Das Luftkissenfahrzeug ist für Reisen über Land oder Wasser auf einem Stützkissen aus sich langsam bewegender Niederdruckluft ausgelegt.

Geschichte

Das erste Luftkissenfahrzeug wurde 1952 vom englischen Erfinder Christopher Cockerell erfunden und patentiert. Mehrere Erfinder vor diesem Datum hatten gebaut oder versucht, Fahrzeuge zu bauen, die auf dem „Bodeneffekt“ -Prinzip basieren (die Idee, dass das Einfangen von Luft zwischen einem sich schnell bewegenden Fahrzeug und dem Boden zusätzlichen Auftrieb geben und den Luftwiderstand verringern kann), aber diese Bemühungen waren von begrenztem Erfolg und verwendeten nicht das ringförmige Luftkissen, das heute bekannt ist

Mitte der 1870er Jahre baute der britische Ingenieur Sir John Isaac Thornycroft eine Reihe von Bodeneffektmaschinen-Testmodellen, die auf seiner Idee basierten, Luft zwischen dem Rumpf eines Bootes und dem Wasser zu verwenden, um den Luftwiderstand zu reduzieren. Obwohl er 1877 eine Reihe von Patenten mit luftgeschmierten Rümpfen einreichte, wurden keine praktischen Anwendungen gefunden. Im Laufe der Jahre hatten verschiedene andere Menschen verschiedene Methoden ausprobiert, um den Luftwiderstand von Schiffen zu verringern.

Der finnische Ingenieur DI Toivo J. Kaario, Chefinspektor der Flugzeugmotorenwerkstatt Valtion Lentokonetehdas (VL), begann 1931 mit der Konstruktion eines Luftkissenfahrzeugs. Er konstruierte und testete sein Handwerk, genannt pintaliitäjä („Surface Glider“), und erhielt seine finnischen Patente 18630 und 26122. Kaario soll das erste funktionale Bodeneffektfahrzeug entworfen und gebaut haben, aber seine Erfindung erhielt nicht genügend Mittel für die weitere Entwicklung.

Mitte der 1930er Jahre baute der sowjetische Ingenieur Vladimir Levkov etwa 20 experimentelle Luftkissenboote (schnelle Angriffsschiffe und Hochgeschwindigkeitstorpedoboote) zusammen. Der erste Prototyp mit der Bezeichnung L-1 hatte ein sehr einfaches Design, das aus zwei kleinen Holzkatamaranen bestand, die von drei Motoren angetrieben wurden. Zwei M-11-Radialflugtriebwerke wurden horizontal in den trichterförmigen Vertiefungen auf der Plattform installiert, die die Katamaranrümpfe miteinander verbanden. Der dritte Motor, ebenfalls ein luftgekühlter M-11, wurde im hinteren Teil des Fahrzeugs auf einem abnehmbaren vierbeinigen Pylon platziert. Ein Luftpolster wurde von den horizontal platzierten Motoren erzeugt. Während erfolgreicher Tests erreichte eines der Luftkissenfahrzeuge von Levkov, das Fast Attack L-5-Boot, eine Geschwindigkeit von 70 Knoten oder etwa 130 Stundenkilometern.

In den USA, während des Zweiten Weltkriegs, Charles J. Fletcher entwarf sein „Glidemobile“ als Reservist der United States Navy. Das Design arbeitete nach dem Prinzip, einen konstanten Luftstrom gegen eine gleichmäßige Oberfläche (entweder den Boden oder das Wasser) einzufangen, und bot einen Auftrieb von zehn Zoll bis zwei Fuß, um ihn von der Oberfläche zu befreien, und die Kontrolle über das Fahrzeug würde durch die gemessene Freisetzung von Luft erreicht werden. Kurz nachdem er auf Beezer’s Pond in Fletchers Heimatstadt Sparta Township, New Jersey, getestet wurde, wurde das Design sofort vom Kriegsministerium der Vereinigten Staaten angeeignet und klassifiziert, was Fletcher die Möglichkeit verweigerte, seine Kreation zu patentieren. Als solches war Fletchers Arbeit weitgehend unbekannt, bis ein Fall gebracht wurde (British Hovercraft Ltd gegen die Vereinigten Staaten von Amerika), in dem die britische Corporation behauptete, dass ihre Rechte aus Sir Christopher Cockerells Patent verletzt worden seien. Die Klage von British Hovercraft auf Schadensersatz in Höhe von 104.000.000 US-Dollar war erfolglos. Colonel Melville W. Beardsley (1913-1998), ein amerikanischer Erfinder und Luftfahrtingenieur, erhielt jedoch 80.000 US-Dollar von Cockerell für seine Rechte an amerikanischen Patenten. Beardsley arbeitete in den 1950er und 60er Jahren an einer Reihe einzigartiger Ideen, die er patentierte. Seine Firma baute Handwerk basierend auf seinen Entwürfen an seiner Maryland-Basis für die US-Regierung und kommerzielle Anwendungen. Beardsley arbeitete später für die US Navy an der Weiterentwicklung des Luftkissenfahrzeugs für militärische Zwecke. Dr. W. Bertelsen arbeitete auch an der Entwicklung früher ACVs in den USA. Bertelsen baute 1959 einen frühen Prototyp eines Luftkissenfahrzeugs (genannt Aeromobile 35-B) und wurde im April 1959 für das Popular Science Magazine fotografiert, als er das Fahrzeug über Land und Wasser fuhr. Der Artikel über seine Erfindung war die Titelseite der Juli-Ausgabe 1959 von Popular Science.

1952 arbeitete der britische Erfinder Christopher Cockerell mit Luftschmierung mit Testfahrzeugen auf den Norfolk Broads. Daraus ging er auf die Idee eines tieferen Luftkissens über. Cockerell verwendete einfache Experimente mit einem Staubsaugermotor und zwei zylindrischen Dosen, um sein einzigartiges peripheres Strahlsystem zu entwickeln, der Schlüssel zu seiner Erfindung des Luftkissenfahrzeugs, patentiert als „Luftkissenfahrzeugprinzip.“ Er bewies das praktikable Prinzip eines Fahrzeugs, das an einem unter Druck ausgeblasenen Luftkissen hängt und das Fahrzeug auf den meisten Oberflächen leicht beweglich macht. Das unterstützende Luftkissen würde es ermöglichen, über weichem Schlamm, Wasser und Sümpfen sowie auf festem Boden zu arbeiten. Er entwarf ein funktionierendes Modellfahrzeug basierend auf seinem Patent. Sein Modell den Behörden zu zeigen, führte dazu, dass es als mögliche militärische Nutzung auf die geheime Liste gesetzt und daher eingeschränkt wurde. Um jedoch Großbritannien in der Entwicklung an der Spitze zu halten, übernahm die National Research and Development Corporation 1958 sein Design (zahlte £ 1000 für die Rechte) und bezahlte ein Versuchsfahrzeug, das von Saunders-Roe gebaut werden sollte, den SR.N1. Das Schiff wurde nach Cockerells Design gebaut und 1959 gestartet und überquerte am 50.Jahrestag von Bleriots Cross-Channel-Flug von Frankreich nach Großbritannien. 1969 wurde er für seine Verdienste um das Ingenieurwesen zum Ritter geschlagen. Sir Christopher prägte das Wort „Hovercraft“, um seine Erfindung zu beschreiben.

Entwurf

1. Propeller
2. Luft
3. Lüfter
4. Flexibler Rock

Ein Luftkissenfahrzeug für den Personenverkehr.

Luftkissenfahrzeuge haben einen oder mehrere separate Motoren (einige Fahrzeuge, wie der SR-N6, haben einen Motor mit einem Antrieb, der über ein Getriebe aufgeteilt ist). Ein Motor treibt den Lüfter (das Laufrad) an, der für das Anheben des Fahrzeugs verantwortlich ist, indem Luft unter das Fahrzeug gedrückt wird. Die Luft muss daher im gesamten „Rock“ austreten und das Fahrzeug über den Bereich heben, in dem sich das Fahrzeug befindet. Ein oder mehrere zusätzliche Motoren werden verwendet, um Schub bereitzustellen, um das Fahrzeug in die gewünschte Richtung zu treiben. Einige Luftkissenfahrzeuge verwenden Kanäle, damit ein Motor beide Aufgaben ausführen kann, indem ein Teil der Luft zum Rock geleitet wird, der Rest der Luft strömt aus dem Rücken, um das Fahrzeug nach vorne zu schieben.

Ziviles kommerzielles Luftkissenfahrzeug

Der britische Flugzeughersteller Saunders Roe, der über luftfahrttechnische Expertise verfügte, entwickelte das erste praktische manntragende Luftkissenfahrzeug, die SR-N1, die von 1959 bis 1961 mehrere Testprogramme durchführte (die erste öffentliche Demonstration 1959), einschließlich eines kanalübergreifenden Testlaufs. Der SR-N1 wurde von einem (Kolben-) Motor angetrieben, der durch ausgestoßene Luft angetrieben wurde. Demonstriert auf der Farnborough Airshow im Jahr 1960 wurde gezeigt, dass dieses einfache Fahrzeug eine Last von bis zu 12 Marines mit ihrer Ausrüstung sowie dem Piloten und Copiloten mit nur einer geringfügigen Verringerung der Schwebehöhe proportional zur beförderten Last tragen konnte. Der SR.N1 hatte keinen Rock, sondern das von Sir Christopher patentierte Peripheral Air-Prinzip. Später wurde festgestellt, dass die Schwebehöhe des Fahrzeugs durch Hinzufügen eines „Rocks“ aus flexiblem Stoff oder Gummi um die Schwebefläche verbessert wurde, um die Luft aufzunehmen. Der Rock war eine unabhängige Erfindung eines Offiziers der Royal Navy, Latimer-Needham, der seine Idee an Westland (Muttergesellschaft von Saunders-Roe) verkaufte und mit Sir Christopher zusammenarbeitete, um die Idee weiterzuentwickeln.

Das erste Passagier-Luftkissenfahrzeug, das in Dienst gestellt wurde, war die Vickers VA-3, die im Sommer 1962 Passagiere regelmäßig entlang der Küste von Nordwales von Moreton, Merseyside, nach Rhyl beförderte. Es wurde von zwei Turboprop-Triebwerken angetrieben und von Propellern angetrieben.

In den 1960er Jahren entwickelte Saunders Roe mehrere größere Designs, die Passagiere befördern konnten, darunter die SR-N2, die 1962 über den Solent verkehrte, und später die SR-N6, die viele Jahre lang über den Solent von Southsea nach Ryde auf der Isle of Wight verkehrte. Der Betrieb von Hovertravel begann am 24.Juli 1965 mit der SR-N6, die nur 38 Passagiere beförderte. Zwei moderne 98-sitzige AP1-88-Luftkissenfahrzeuge verkehren jetzt auf dieser Route, und über 20 Millionen Passagiere haben den Service ab 2004 genutzt.

Im Jahr 1966 wurden zwei Cross-Channel-Passagier-Hovercraft-Dienste mit Hovercraft eingeweiht. Hoverlloyd lief Dienste von Ramsgate Harbour nach Calais und Townshend Ferries begann auch einen Dienst nach Calais von Dover.

Neben Saunders Roe und Vickers (die sich 1966 zur British Hovercraft Corporation zusammenschlossen) wurden in den 1960er Jahren im Vereinigten Königreich weitere kommerzielle Fahrzeuge von Cushioncraft (Teil der Britten-Norman-Gruppe) und Hovermarine (letzteres ist ein Hovercraft vom Typ „Seitenwand“, bei dem die Seiten des Rumpfes ins Wasser ragten, um das Luftkissen mit „normalen“ Hovercraft-Röcken am Bug und Heck einzufangen).

Das weltweit erste autotragende Luftkissenfahrzeug debütierte 1968; die Modelle der BHC Mountbatten-Klasse (SR-N4), die jeweils von vier Proteus-Gasturbinentriebwerken von Rolls-Royce angetrieben wurden, wurden verwendet, um den regulären Auto- und Passagierfährdienst über den Ärmelkanal von Dover, Ramsgate, wo ein spezieller Hoverport gebaut worden war, zu starten Pegwell Bay von Hoverlloyd und Folkestone in England nach Calais und Boulogne in Frankreich. Der erste SR-N4 hatte eine Kapazität von 254 Passagieren und 30 Autos und eine Höchstgeschwindigkeit von 83 Knoten (96 Meilen pro Stunde). Die Kanalüberquerung dauerte rund 30 Minuten und wurde eher wie eine Fluggesellschaft mit Flugnummern betrieben. Der spätere SR-N4 MkIII hatte eine Kapazität von 418 Passagieren und 60 Autos. Das in Frankreich gebaute SEDAM N500 Naviplane hatte eine Kapazität von 385 Passagieren und 45 Autos, von denen nur ein Exemplar in Dienst gestellt wurde, und wurde aufgrund technischer Probleme einige Jahre lang zeitweise im kanalübergreifenden Dienst eingesetzt.Der Dienst wurde im Jahr 2000 nach 32 Jahren aufgrund der Konkurrenz mit traditionellen Fähren, Katamaranen und der Eröffnung des Kanaltunnels eingestellt.

1998 begann der U.S. Postal Service mit dem Einsatz des in Großbritannien gebauten Hoverwork AP.1-88, um Post, Fracht und Passagiere von Bethel, Alaska, zu und von acht kleinen Dörfern entlang des Kuskokwim River zu transportieren. Bethel ist weit entfernt vom Straßensystem Alaskas, Dies macht das Luftkissenfahrzeug zu einer attraktiven Alternative zu den luftgestützten Liefermethoden, die vor der Einführung des Luftkissenfahrzeugdienstes verwendet wurden. Der Hovercraft-Service wird jedes Jahr für mehrere Wochen ausgesetzt, während der Fluss zu gefrieren beginnt, um Schäden an der Flusseisoberfläche zu minimieren. Das Luftkissenfahrzeug ist perfekt in der Lage, während der Einfrierphase zu arbeiten; dies könnte jedoch möglicherweise das Eis brechen und Gefahren für Dorfbewohner schaffen, die im frühen Winter ihre Schneemobile entlang des Flusses benutzen.

Der kommerzielle Erfolg von Luftkissenfahrzeugen litt unter dem raschen Anstieg der Treibstoffpreise in den späten 1960er und 1970er Jahren nach dem Konflikt im Nahen Osten. Alternative Überwasserfahrzeuge wie Wave-Piercing-Katamarane (in Großbritannien als SeaCat vermarktet) verbrauchen weniger Kraftstoff und können die meisten Aufgaben des Luftkissenfahrzeugs erfüllen. Obwohl an anderer Stelle in der Welt für zivile und militärische Zwecke entwickelt, mit Ausnahme der Solent Ryde Southsea Crossing, Hovercraft verschwand von der Küste von Großbritannien, bis eine Reihe von Griffon Hovercraft von der Royal National Lifeboat Institution gekauft wurden.

In Finnland werden kleine Luftkissenfahrzeuge häufig in der Seenotrettung und während der Rasputitsa („Schlammsaison“) als Verbindungsfahrzeuge des Archipels eingesetzt.

Die skandinavische Fluggesellschaft SAS charterte früher einen AP. 1-88 Hovercraft für regelmäßige Passagiere zwischen dem Flughafen Kopenhagen, Dänemark, und dem SAS Hovercraft Terminal in Malmö, Schweden.

Militärisches Luftkissenfahrzeug

Ein Luftkissenfahrzeug der US Navy, das an das amphibische Angriffsschiff USS Kearsarg angeschlossen ist.

Ein Luftkissenfahrzeug der finnischen Marine ITA Tuuli. Mit freundlicher Genehmigung der finnischen Streitkräfte.

Zubr Hovercraft angedockt in St. Petersburg, Russland.

Erste Anwendungen des Luftkissenfahrzeugs im militärischen Einsatz waren mit dem SR.N1 bis SR.N6 Handwerk von Saunder Roe auf der Isle of Wight in Großbritannien gebaut und von den britischen Joint Forces verwendet. Um die Verwendung des Luftkissenfahrzeugs in militärischen Anwendungen zu testen, richtete Großbritannien die Basis der Interservice Hovercraft Technical Unit (IHTU) in Lee-on-the-Solent im Vereinigten Königreich ein (heute Standort des Luftkissenfahrzeugmuseums). Diese Einheit führte Versuche an der SR.N1 von Mk1 bis Mk5 sowie an der SR.N2, 3, 5 und 6 durch. Derzeit verwenden die Royal Marines den Griffon 2000TDX als Einsatzfahrzeug. Dieses Fahrzeug wurde kürzlich von Großbritannien im Irak eingesetzt.

In den USA. in den 1960er Jahren lizenzierte und verkaufte Bell den Saunder Roe SRN-5 als Bell SK-5. Sie wurden von der Marine als PACV-Patrouillenboote im Mekong-Delta eingesetzt, wo ihre Mobilität und Geschwindigkeit einzigartig war. Dies wurde sowohl in der britischen SR.N5 Curved Deck-Konfiguration als auch später mit modifiziertem Flachdeck, Geschützturm und Granatwerfer verwendet, der als 9255 PACV bezeichnet wurde. Eines dieser Fahrzeuge ist derzeit im Army Transport Museum in Virginia ausgestellt. Die Erfahrung führte zur vorgeschlagenen Bell SK-10, die die Grundlage für das jetzt eingesetzte LCAC bildete.

Die ehemalige Sowjetunion war eine der ersten Nationen, die ein Luftkissenfahrzeug, die Bora, als Lenkwaffenkorvette einsetzte.

Die finnische Marine entwarf Ende der 1990er Jahre ein experimentelles Luftkissenfahrzeug der Tuuli-Klasse für Raketenangriffe. Der Prototyp der Klasse, Tuuli, wurde im Jahr 2000 in Betrieb genommen. Es erwies sich als äußerst erfolgreiches Design für ein schnelles Angriffsschiff an der Küste, aber aus steuerlichen Gründen und aufgrund von Lehränderungen in der Marine wurde das Luftkissenfahrzeug bald zurückgezogen.

Die griechische Marine hat vier russische Zubr / Pomornik (LCAC) gekauft. Dies ist das größte militärische Landungsflugzeug der Welt.

Hoverbarge

Ein echter Vorteil von Luftkissenfahrzeugen beim Bewegen schwerer Lasten über schwieriges Gelände wie Sümpfe wurde von der Aufregung der staatlichen Finanzierung zur Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Luftkissenfahrzeugen übersehen. Erst in den frühen 1970er Jahren wurde die Technologie zum Bewegen eines modularen Marinekahns mit einer Schleppleine an Bord für den Einsatz über weichem, zurückgewonnenem Land eingesetzt.

Mackley (Mackley Air Cushion Equipment) produzierte eine Reihe erfolgreicher Hoverbarges, wie die 250 Tonnen Nutzlast Sea Pearl, die in Abu Dhabi betrieben wurde, und die zwei 160 Tonnen Nutzlast Yukon Prinzessinnen, die Lastwagen über den Yukon River beförderten, um den Pipelinebau zu unterstützen. Hoverbarges sind heute noch in Betrieb. Im Jahr 2006 startete Hovertrans (gegründet von den ursprünglichen Managern von Mackace) einen 330 Tonnen schweren Bohrkahn in den Sümpfen von Suriname.

Die Hoverbarge-Technologie unterscheidet sich etwas von Hochgeschwindigkeits-Luftkissenfahrzeugen, die traditionell mit Flugzeugtechnologie gebaut wurden. Das ursprüngliche Konzept des Luftkissenkahns bestand immer darin, eine amphibische Low-Tech-Lösung für den Zugang zu Baustellen mit typischen Geräten in diesem Bereich wie Dieselmotoren, Ventilatoren, Winden und Schiffsausrüstung bereitzustellen. Die Last, um einen 200-Tonnen-Nutzlast-ACV-Lastkahn mit 5 Knoten zu bewegen, würde nur 5 Tonnen betragen. Das Rock- und Luftverteilungsdesign des Hochgeschwindigkeitsfahrzeugs ist wiederum komplexer, da sie damit fertig werden müssen, dass das Luftkissen durch einen Wellen- und Wellenaufprall ausgewaschen wird. Die langsame Geschwindigkeit und die große Monokammer des Schwebekahns tragen tatsächlich dazu bei, den Effekt der Wellenwirkung zu reduzieren, was zu einer sehr ruhigen Fahrt führt.

Hovertrain

Es wurden mehrere Versuche unternommen, die Luftkissentechnologie für den Einsatz in festen Gleissystemen einzusetzen, um die geringeren Reibungskräfte für hohe Geschwindigkeiten zu nutzen. Das fortschrittlichste Beispiel dafür war der Aérotrain, ein experimenteller Hochgeschwindigkeits-Hovertrain, der zwischen 1965 und 1977 in Frankreich gebaut und betrieben wurde. Das Projekt wurde 1977 aufgrund fehlender Finanzierung, des Todes seines Hauptprotagonisten und der Einführung des TGV durch die französische Regierung als Hochgeschwindigkeits-Bodentransportlösung aufgegeben.

Am anderen Ende des Geschwindigkeitsspektrums ist die Dorfbahn Serfaus seit 1985 im Dauerbetrieb. Dies ist ein ungewöhnliches unterirdisches Luftkissenseilbahnsystem im österreichischen Skigebiet Serfaus. Nur 1.280 m (4.199.5 ft) lang, die Linie erreicht eine maximale Geschwindigkeit von 1:Mph.

• Das größte zivile Luftkissenfahrzeug der Welt — Der BHC SRN4 Mk III mit einer Länge von 56,4 m (185 ft) und einem Gewicht von 310 Tonnen (305 Tonnen) bietet Platz für 418 Passagiere und 60 Autos.
• Ärmelkanalüberquerung – 22 Minuten mit Princess Anne MCH SR-N4 Mk3 am 14. September 1995
• Weltrekord für Luftkissenfahrzeuge — 18. September 1995 — Speed Trials, Bob Windt (USA) 137,4 Kilometer pro Stunde (kmph). (85.87mph), 34.06 sekunden gemessener Kilometer

Hobbyisten

Es gibt immer mehr kleine, selbstgebaute und aus Bausätzen gebaute Luftkissenfahrzeuge, die zu Spaß- und Rennzwecken eingesetzt werden, hauptsächlich auf Binnenseen und Flüssen, aber auch in sumpfigen Gebieten und in einigen Flussmündungen.

Anmerkungen

ReferenzenISBN-Links unterstützen NWE durch Empfehlungsgebühren

• Bullard, Lisa. 2007. Hovercraft (Bücher vorausziehen). North Minneapolis: Erste Avenue Ausgaben. ISBN 0822564270
• Hopping, Lorraine Jean. 2004. Flight Test Lab: Hovercrafts: Baue und starte 4 verschiedene Hovercrafts! Berkeley, CA: Silver Dolphin Bücher. ISBN 1592230318
• Jackson, Kevin. 2004. Entdecken Sie das Hovercraft. Windermere, FL: Flexitech LLC. ISBN 0975341405

Alle Links abgerufen am 15.Januar 2018.

• Hovercraft auf der Isle of Wight, UK von H2G2.
• Persönliche Website für Luftkissenfahrzeugbauer.
• Rettungs-Luftkissenfahrzeug in Burnham-On-Sea, Somerset, Großbritannien.
• Das Luftkissenfahrzeugmuseum.
• Englisches Hovercraft der 1960er Jahre.
• ABS Hovercraft, ein bedeutender Hovercraft-Designer / Hersteller.