Истоки технологии
В 1924 году в Калуге под руководством инженера А. Л. Чижевского были проведены важные эксперименты, основанные на идее Константина Циолковского. Ученый предлагал использовать слой воздуха между вагоном и рельсами для создания сверхбыстрого транспорта. Опыты подтвердили, что направленный поток воздуха действительно формирует воздушную подушку, способную поднять и поддерживать экипаж без колес. Позже испытания подобных поездов во Франции, Германии, США и других странах продемонстрировали их высокий скоростной потенциал.
Водный транспорт на воздушной подушке
Наибольшее практическое применение технология воздушной подушки нашла в судостроении. Для создания подъемной силы под широкое днище судна мощный вентилятор нагнетает воздух. Чтобы удержать этот воздух, по периметру корпуса устанавливается гибкая резиновая «юбка». В результате образуется замкнутая камера из сжатого воздуха, ограниченная снизу водой, сверху — корпусом, а по бокам — юбкой. Судно буквально парит над водной гладью, мягко покачиваясь на воздушной подушке.
Для движения вперед используется отдельный двигатель или второй вентилятор, который, отбрасывая воздушную струю назад, создает тягу. Советские суда на воздушной подушке, построенные в Горьком (ныне Нижний Новгород), достигали скорости свыше 100 км/ч. Сегодня такие суда активно используются для пассажирских перевозок, например, совершая регулярные рейсы через пролив Ла-Манш.
Эффект экрана и экранолеты
Воздушную подушку можно создать и без вентиляторов, используя так называемый экранный эффект. Еще первые авиаторы заметили, что самолеты с коротким и широким крылом, пролетая низко над землей или водой, словно «прилипают» к поверхности. Это происходит потому, что набегающий поток воздуха уплотняется между крылом и землей, создавая дополнительную подъемную силу — ту самую воздушную подушку. Она может увеличивать подъемную силу крыла на 15–20%.
Этот принцип был реализован в 1960-х годах в конструкции экранолета — гибрида самолета и судна. Первые модели, появившиеся в США, после отрыва от воды не набирали высоту, а летели прямо над ее поверхностью. В 1973 году советский экранолет ЭСКА-1 на испытаниях показал впечатляющую скорость 144 км/ч, используя двигатель мощностью всего 22 кВт.
Применение в промышленности и медицине
Технология воздушной подушки не ограничивается транспортом. Ее используют для перемещения тяжелого промышленного оборудования: поток воздуха, подаваемый под основание станка, значительно снижает трение и позволяет с легкостью сдвигать многотонные грузы.
В последние годы принцип воздушной подушки нашел применение и в медицине. Для лечения пациентов с обширными ожогами используются специальные медицинские кровати или «воздушные матрацы». Множество тонких струй воздуха равномерно поддерживают тело пациента, исключая болезненный контакт с поверхностью. Это не только облегчает страдания, но и значительно ускоряет процесс заживления ран.