Engineering
Hovercraft
Avvia il ventilatore di sostentamento e guarda il mezzo sollevarsi sulla gonna finché il cuscino ne porta il peso e l’aria sfugge da una luce di pochi centimetri, esattamente dove la curva del ventilatore incontra la fuga. Apri il gas sul mare: le onde del mezzo stesso frenano di più alla gobba vicino a sqrt(gL/pi), dove la scia è lunga quanto il mezzo - un’elica debole resta bloccata sotto alla velocità della formula chiusa, una forte la supera e corre alla velocità massima. Prova la spiaggia, dove non ci sono onde; rallenta il ventilatore finché il cuscino non riesce più a sollevare il mezzo dalla gonna.
Cosa succede
Un mezzo da 1800 kg, 6 per 3 m, con una gonna di 0,6 m. Il ventilatore segue una curva parabolica, 2 kPa a portata nulla e 15 m³/s a pressione nulla; il cuscino è comprimibile e perde attraverso la luce a C_d·perimetro·luce·sqrt(2p/rho), così il mezzo si assesta dove la portata del ventilatore eguaglia la fuga alla pressione m g / A. L’elica intubata dà 3 kN che calano con la velocità, contro la resistenza dell’aria e, sul mare, la resistenza d’onda della chiazza di pressione mobile a bordi smussati; la sua gobba sta vicino a sqrt(g L / pi). Sulla spiaggia la gonna struscia invece sulla sabbia. RK4 a 1 ms; il lavoro di sussulto e di avanzamento è contabilizzato con gli stessi pesi.
Da provare
Lascia sollevare il mezzo e confronta la luce con la formula chiusa; apri il gas sul mare e guarda la velocità fermarsi alla gobba o superarla; prova la spiaggia; rallenta il ventilatore finché il mezzo poggia sulla gonna.
Il modello e i suoi limiti
Un mezzo rigido solo in sussulto e avanzamento, una chiazza bidimensionale di resistenza d’onda, un solo cuscino senza dinamica d’assetto né della gonna, acqua calma. Velocità e luci sono quelle di questo mezzo idealizzato.
Equazioni del modulo
Equazioni Q_fan = Q0·√(1 − p/p0), Q_leak = C_d·L_p·h·√(2p/ρ) + ε·p dp/dt = γ·p_a/V_c·(Q_fan − Q_leak − A·w), m·a_z = p·A − m·g + N_skirt D_w = (2p²B/(ρ_w·g))·(1 − cos kL)·e^(−(kσ)²), k = g/V² m·a_x = T0·(1 − V/V_p) − ½·ρ·C_D·A·V² − D_w, V_hump = √(g·L/π)
