Судно на воздушной подушке — один из серии британских транспортных средств на воздушной подушке, которые в течение 40 лет (1959-2000 гг.) перевозили пассажиров и автомобили через Ла-Манш между южной Англией и северной Францией. Суда на воздушной подушке для переправы через Ла-Манш были построены компанией Saunders-Roe Limited с острова Уайт и ее преемниками. Первое судно этой серии, известное как SR.N1 (от Saunders-Roe Nautical 1), четырехтонное, способное перевозить только экипаж из трех человек, было изобретено английским инженером Кристофером Кокереллом; оно впервые пересекло Ла-Манш 25 июля 1959 года. Десять лет спустя Кокерелл был посвящен в рыцари за свое достижение. К тому времени последний и самый большой из этой серии, SR.N4, также называемый классом Маунтбаттена, начал курсировать по паромным маршрутам между Рамсгейтом и Дувром на английской стороне и Кале и Булонью на французской. В своих самых больших вариантах эти огромные суда весом 265 тонн, оснащенные четырьмя газотурбинными двигателями Rolls-Royce, могли перевозить более 50 автомобилей и более 400 пассажиров со скоростью 65 узлов (1 узел = 1,15 мили или 1,85 км в час). На таких скоростях путешествие через Ла-Манш сокращалось до получаса. В период расцвета в конце 1960-х и начале 70-х годов различные паромные службы на воздушной подушке (с такими названиями, как Hoverlloyd, Seaspeed и Hoverspeed) переправляли до трети всех пассажиров, путешествующих через Ла-Манш. Это квинтэссенциальное британское чудо техники было настолько привлекательным, что один из кораблей Mountbatten veh
Возможно, первым человеком, исследовавшим концепцию ACV, был сэр Джон Торникрофт, британский инженер, который в 1870-х годах начал строить тестовые модели для проверки своей теории о том, что сопротивление корпуса судна может быть уменьшено, если судно получит вогнутое дно, в котором между корпусом и водой будет находиться воздух. В его патенте 1877 года подчеркивалось, что «при условии, что воздушная подушка может быть пронесена под транспортным средством», единственная энергия, которая потребуется подушке, — это энергия, необходимая для замены потерянного воздуха. Ни Торникрофту, ни другим изобретателям в последующие десятилетия не удалось решить проблему удержания подушки. Тем временем авиация развивалась, и пилоты рано обнаружили, что их самолеты развивают большую подъемную силу, когда они летят очень близко к земле или водной поверхности. Вскоре было установлено, что большая подъемная сила возникает из-за того, что крыло и земля вместе создают эффект «воронки», увеличивая давление воздуха. Величина дополнительного давления зависела от конструкции крыла и его высоты над землей. Эффект был наиболее сильным, когда высота составляла от половины до трети средней ширины крыла от передней до задней части (хорда).
На практике эффект земли был использован в 1929 году немецкой летающей лодкой Dornier Do X, которая добилась значительного улучшения характеристик во время пересечения Атлантики, когда летела близко к поверхности моря. Самолеты морской разведки времен Второй мировой войны также использовали это явление для увеличения своей выносливости.
В 1960-х годах американские аэродинамики разработали экспериментальный летательный аппарат, использующий крыло в сочетании с эффектом земли. Было выдвинуто еще несколько предложений такого типа, а еще один вариант объединил характеристики крыла аппарата с эффектом земли с системой подъема на воздушной подушке, которая позволяла аппарату развивать собственную парящую силу в неподвижном состоянии, а затем наращивать скорость, постепенно передавая подъемную составляющую на крыло. Хотя ни один из этих аппаратов не вышел за пределы экспериментальной стадии, они стали важными предвестниками будущего, поскольку предлагали способы использования преимущества зависания ACV и преодоления его теоретического ограничения скорости в 200 миль (320 км) в час, выше которого было трудно удержать воздушную подушку на месте. Такие аппараты известны как «крылатые тараны».
В начале 1950-х годов инженеры из Великобритании, США и Швейцарии искали решение проблемы, поставленной сэром Джоном Торникрофтом 80 лет назад. Кристофер Кокерелл из Великобритании сегодня признан отцом судна на воздушной подушке, как в народе называют ACV. Во время Второй мировой войны он был тесно связан с разработкой радаров и других радиосредств и в мирное время занимался строительством лодок. Вскоре он занялся проблемой Торникрофта — снижением гидродинамического сопротивления корпуса лодки с помощью воздушной смазки.
Кокерелл отказался от принципа пленум-камеры Торникрофта (по сути, пустой коробки с открытым дном), в которой воздух закачивается непосредственно в полость под сосудом, из-за сложности удержания подушки. Он предположил, что если вместо этого закачивать воздух под сосуд через узкую щель, проходящую полностью по окружности, то воздух будет стекать к центру сосуда, образуя внешнюю завесу, которая будет эффективно удерживать подушку. Такая система известна как периферийная струя. Когда воздух под судном накапливается до давления, равного весу судна, входящему воздуху некуда деваться, кроме как наружу, и он резко меняет скорость при ударе о поверхность. Импульс периферийной струи воздуха поддерживает давление в подушке и дорожный просвет выше, чем если бы воздух нагнетался непосредственно в камеру пленума. Чтобы проверить свою теорию, Кокерелл создал прибор, состоящий из воздуходувки, которая подавала воздух в перевернутую жестянку из-под кофе через отверстие в основании. Жестянка была подвешена над взвешивающим поддоном пары кухонных весов, и воздух, вдуваемый в жестянку, заставлял поддон опускаться вниз под действием массы нескольких гирь. Таким образом можно было приблизительно измерить действующие силы. Закрепив вторую жестянку внутри первой и направив воздух вниз через пространство между ними, Кокерелл смог продемонстрировать, что таким образом можно поднять более чем в три раза больше гирь по сравнению с эффектом пленарной камеры в одной банке.
Первый патент Кокерелла был подан 12 декабря 1955 года, а в следующем году он создал компанию, известную как Hovercraft Limited. Его ранние меморандумы и отчеты свидетельствуют о прозорливом понимании проблем, связанных с воплощением теории в практику — проблем, которые будут волновать конструкторов судов на воздушной подушке и годы спустя. Например, он предвидел, что в дополнение к воздушной подушке потребуется некая вторичная подвеска. Понимая, что его открытие позволит не только ускорить движение лодок, но и создать амфибийные суда, Кокерелл обратился в Министерство снабжения — британское ведомство, занимающееся закупками оборонного оборудования. В ноябре 1956 года транспортное средство на воздушной подушке получило гриф «секретно», а контракт на разработку был заключен с компанией Saunders-Roe, производящей самолеты и гидросамолеты. В 1959 году был представлен первый в мире практический ACV. Он получил название SR.N1.
Первоначально SR.N1 имел полную массу четыре тонны и мог перевозить трех человек с максимальной скоростью 25 узлов на очень спокойной воде. Вместо полностью цельной конструкции для удержания подушки и периферийной струи, она включала в себя юбку из прорезиненной ткани глубиной 6 дюймов (15 см). Эта разработка позволила легко удерживать воздушную подушку, несмотря на неровности грунта или воды. Вскоре было обнаружено, что юбка позволяет вновь вернуться к пленумной камере в качестве производителя подушки. Использование юбки привело к проблеме создания достаточно прочных юбок, чтобы выдержать износ от трения, возникающий при высоких скоростях движения по воде. Необходимо было разработать конструкторские и производственные навыки, которые позволили бы изготавливать юбки оптимальной формы для обеспечения аэродинамической эффективности. К началу 1963 года были разработаны юбки из резиновых и пластиковых смесей глубиной 4 фута (1,2 метра), и характеристики SR.N1 были увеличены за счет их использования (и применения газотурбинной установки) до полезной нагрузки в семь тонн и максимальной скорости в 50 узлов.
Первый переход через Ла-Манш на SR.N1 состоялся 25 июля 1959 года, что символично, в 50-ю годовщину первого полета французского авиатора Луи Блерио через тот же водоем. Производители и операторы во многих частях мира проявили интерес. Производство различных типов ACV началось в Соединенных Штатах, Японии, Швеции и Франции, а в Великобритании дополнительные британские компании строили суда в начале 1960-х годов. Однако к началу 1970-х годов только британцы производили то, что можно было назвать линейкой судов, и использовали самые крупные типы в регулярных паромных перевозках — и это несмотря на значительные трудности.
Застой можно объяснить целым рядом проблем, все из которых привели к тому, что коммерческие ACV не оправдали, как многие считали, своих первоначальных надежд. Как уже упоминалось, конструкция и материалы, используемые в гибких юбках, должны были быть разработаны с самого начала, и только в 1965 году была разработана эффективная и экономичная конструкция гибкой юбки, и даже тогда материалы все еще находились в стадии разработки. Еще одна серьезная проблема возникла при использовании авиационных газотурбинных двигателей в морской среде. Хотя такие двигатели, соответствующим образом модифицированные, с определенным успехом устанавливались на кораблях, их переход на суда на воздушной подушке выявил их чрезвычайную уязвимость к коррозии в соленой воде. По своей природе ACV генерирует большое количество брызг, когда парит над водой, и эти брызги попадают во впускные отверстия газовых турбин в количествах, не предусмотренных конструкторами двигателей. Даже после значительной фильтрации содержание влаги и солей достаточно высоко, чтобы разъедать крупные современные газотурбинные двигатели до такой степени, что они нуждаются в ежедневной промывке чистой водой, и даже в этом случае срок их службы между капитальными ремонтами значительно сокращается. Еще одной проблемой, возможно, в конечном счете фатальной для судна на воздушной подушке через Ла-Манш, стал рост цен на топливо на основе нефти после нефтяного кризиса 1973-74 годов. Обремененные высокими затратами на топливо, паромные службы на воздушной подушке редко приносили прибыль и, более того, часто теряли миллионы фунтов в год. Наконец, открытие тоннеля под Ла-Маншем