الحوامة

بُذلت محاولات عديدة لفهم مبادئ ضغط الهواء العالي أسفل الهياكل والأجنحة. وتتميز المركبات الهوائية بقدرتها على رفع نفسها وهي ثابتة، على عكس المركبات التي تعمل بتأثير الأرض والمركبات المائية ذات الأجنحة المائية التي تتطلب حركة أمامية لتوليد قوة الرفع.

أول ذكر لاستخدام مصطلح التحليق في السجل التاريخي للمفاهيم الكامنة وراء المركبات ذات التأثير السطحي كان من قبل العالم السويدي إيمانويل سويدنبورغ في عام 1716. ^{[ 8 ]}

حصل صانع السفن جون إسحاق ثورنيكروفت على براءة اختراع لتصميم مبكر لسفينة ذات وسادة هوائية / حوامة في سبعينيات القرن التاسع عشر، ولكن لم تكن المحركات المناسبة والقوية متاحة حتى القرن العشرين. ^{[ 9 ]}

في عام 1915، بنى النمساوي داغوبيرت مولر فون تومامول (1880-1956) أول قارب في العالم يعمل بتقنية الوسادة الهوائية ( Luftkissengleitboot ). كان القارب مصممًا على شكل جزء من جناح طائرة كبير (مما يخلق منطقة ضغط منخفض فوق الجناح تشبه إلى حد كبير الطائرات)، وكان يُدفع بأربعة محركات طائرات تُشغل مروحتين بحريتين مغمورتين، بالإضافة إلى محرك خامس ينفخ الهواء أسفل مقدمة القارب لزيادة ضغط الهواء تحته. كان بإمكان القارب حبس الهواء أسفل المقدمة، مما يزيد من قوة الرفع، فقط أثناء الحركة. كما كان القارب يتطلب عمقًا معينًا من الماء للعمل، ولم يكن بإمكانه الانتقال إلى اليابسة أو أي سطح آخر. صُمم قارب Versuchsgleitboot كقارب طوربيد سريع ، وبلغت سرعته القصوى أكثر من 32 عقدة (59 كم/ساعة) . خضع القارب لاختبارات مكثفة، بل وتم تسليحه بطوربيدات ومدافع رشاشة للعمل في البحر الأدرياتيكي . إلا أنها لم تشارك في أي قتال فعلي، ومع تقدم الحرب تم تفكيكها في نهاية المطاف بسبب قلة الاهتمام بها والحاجة إليها، وأعيدت محركاتها إلى القوات الجوية. ^{[ 10 ]} 

تم وضع الأسس النظرية للحركة فوق طبقة الهواء بواسطة كونستانتين إدواردوفيتش تسيولكوفسكي في عامي 1926 و 1927. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

في عام ١٩٢٩، بدأ أندرو كوتشر من شركة فورد تجاربه على مفهوم "ليفاباد" ، وهي عبارة عن أقراص معدنية يُضخ فيها هواء مضغوط عبر فتحة في مركزها. لا توفر "ليفاباد" الثبات بمفردها، بل يجب استخدام عدة أقراص معًا لدعم الحمولة الموضوعة فوقها. ونظرًا لافتقارها إلى حافة، كان لا بد من إبقاء هذه الأقراص قريبة جدًا من سطح الحركة. في البداية، تخيل كوتشر استخدامها بدلًا من العجلات في المصانع والمستودعات، حيث توفر الأرضيات الخرسانية النعومة اللازمة للتشغيل. وبحلول خمسينيات القرن العشرين، عرضت شركة فورد عددًا من نماذج السيارات اللعبة التي تستخدم هذا النظام، لكنها اقترحت استخدامه بشكل أساسي كبديل للعجلات في القطارات، حيث تعمل "ليفاباد" بالقرب من سطح القضبان الموجودة. ^{[ ١٣ ]}

في عام 1931، بدأ المهندس الفنلندي المتخصص في هندسة الطيران، تويفو ج. كاريو، بتصميم نسخة مطورة من مركبة تستخدم وسادة هوائية، وبنى نموذجًا أوليًا يُدعى " بينتاليتايا " (الطائرة الشراعية السطحية) في عام 1937. ^{[ 14 ]} تضمن تصميمه ميزات حديثة، منها محرك رفع ينفخ الهواء في غلاف مرن لتوليد قوة الرفع. تابع فلاديمير ليفكوف جهود كاريو عن كثب في الاتحاد السوفيتي، حيث عاد إلى تصميم "فيرسوكسغلايتبوت" ذي الجوانب الصلبة . صمم ليفكوف وبنى عددًا من المركبات المماثلة خلال ثلاثينيات القرن العشرين، ووصلت سرعة زورقه الهجومي السريع "إل-5" إلى 70 عقدة (130 كم/ساعة) في الاختبارات. إلا أن اندلاع الحرب العالمية الثانية وضع حدًا لأعماله التطويرية. ^{[ 15 ] [ 16 ]} 

خلال الحرب العالمية الثانية، اخترع المهندس الأمريكي تشارلز فليتشر مركبة ذات وسادة هوائية محاطة بجدار، أطلق عليها اسم " غلايدموبايل" . ولأن الحكومة الأمريكية صنّفت المشروع سراً، لم يتمكن فليتشر من تسجيل براءة اختراع. ^{[ 17 ]}

في أبريل 1958، عرض مهندسو شركة فورد نموذجًا أوليًا لمركبة "غلايد-إير"، وهي مركبة بدون عجلات بطول متر واحد (ثلاثة أقدام) ، تسير بسرعة على طبقة رقيقة من الهواء لا تتجاوز 76.2 ميكرومتر ( 0.3 بوصة ) فوق سطحها. ونقلت مجلة "مودرن ميكانيكس" عن أندرو أ. كوتشر، نائب رئيس شركة فورد المسؤول عن الهندسة والبحث، قوله: "ننظر إلى غلايد-إير كشكل جديد من أشكال النقل البري عالي السرعة، وربما في مجال النقل بالسكك الحديدية، لرحلات سريعة لمسافات تصل إلى حوالي 1600 كيلومتر (1000 ميل) ". ^{[ 13 ]} 

في عام 1959، عرضت شركة فورد سيارة نموذجية تعمل بالهوفركرافت ، وهي فورد ليفاكار ماخ 1. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

في أغسطس 1961، نشرت مجلة العلوم الشعبية تقريراً عن Aeromobile 35B، وهي مركبة ذات وسادة هوائية (ACV) اخترعها ويليام ر. بيرتلسن، وكان من المتوقع أن تُحدث ثورة في نظام النقل، بسيارات شخصية ذاتية القيادة تحوم في الهواء ويمكن أن تصل سرعتها إلى 2400 كم/ساعة (1500 ميل/ساعة) .  

ترتبط فكرة المركبة الهوائية الحديثة في الغالب بكريستوفر كوكرل ، المهندس الميكانيكي البريطاني. كان فريق كوكرل أول من طوّر استخدام حلقة من الهواء للحفاظ على الوسادة الهوائية، وأول من طوّر تنورة هوائية ناجحة، وأول من عرض نموذجًا عمليًا لمركبة لا تزال قيد الاستخدام. ويوجد نصب تذكاري لتصميم كوكرل الأول في قرية سومرليتون .

توصل كوكرل إلى المفهوم الأساسي في تصميمه أثناء دراسته لحلقة تدفق الهواء عند نفخ هواء عالي الضغط في المنطقة الحلقية بين علبتين معدنيتين متداخلتين (إحداهما للقهوة والأخرى لطعام القطط) ومجفف شعر. نتج عن ذلك حلقة من تدفق الهواء، كما هو متوقع، لكنه لاحظ فائدة غير متوقعة أيضًا؛ إذ شكلت طبقة الهواء سريعة الحركة حاجزًا ماديًا للهواء على جانبيها. هذا التأثير، الذي أطلق عليه اسم "ستارة الزخم"، يمكن استخدامه لحصر الهواء عالي الضغط في المنطقة داخل الستارة، مما يُنتج حيزًا عالي الضغط كان على النماذج السابقة بناؤه بتدفق هواء أكبر بكثير. نظريًا، لا يلزم سوى كمية صغيرة من تدفق الهواء النشط لتوليد قوة الرفع، وهي أقل بكثير من تصميم يعتمد فقط على زخم الهواء لتوفير قوة الرفع، مثل المروحية . من حيث الطاقة، لا تحتاج المركبة الهوائية إلا إلى ما بين ربع ونصف الطاقة التي تحتاجها المروحية.

قام كوكرل ببناء واختبار عدة نماذج من تصميمه للمركبة الهوائية في سومرليتون، سوفولك، خلال أوائل الخمسينيات. تميز التصميم بمحرك مُثبّت لدفع الهواء من مقدمة المركبة إلى مساحة أسفلها، جامعًا بين الرفع والدفع. وقد عرض النموذج وهو يحلق فوق العديد من سجادات وايتهول أمام خبراء حكوميين ووزراء، ثم أُدرج التصميم لاحقًا على قائمة السرية. وعلى الرغم من الجهود الحثيثة لتوفير التمويل، لم يُبدِ أي فرع من فروع الجيش اهتمامًا، كما قال مازحًا لاحقًا: "قالت البحرية إنها طائرة وليست قاربًا؛ وقال سلاح الجو الملكي إنها قارب وليست طائرة؛ أما الجيش فكان ببساطة غير مهتم". ^{[ 20 ]}

ونظرًا لعدم اهتمام الجيش بالمشروع، لم يكن هناك داعٍ لإبقائه سرًا، فتم رفع السرية عنه. وتمكن كوكرل أخيرًا من إقناع المؤسسة الوطنية لتطوير البحوث بتمويل تطوير نموذج بالحجم الطبيعي. وفي عام ١٩٥٨، أبرمت المؤسسة عقدًا مع شركة سوندرز-رو لتطوير ما سيصبح لاحقًا SR.N1 ، اختصارًا لـ "سوندرز-رو، البحرية ١".

كانت المركبة SR.N1 تعمل بمحرك ألفيس ليونيدس  بقوة 450 حصانًا ، يُشغّل مروحة عمودية في منتصفها. بالإضافة إلى توفير هواء الرفع، كان جزء من تدفق الهواء يُوجّه إلى قناتين على جانبي المركبة، يمكن توجيههما لتوفير قوة الدفع. في التشغيل العادي، كان هذا التدفق الإضافي للهواء يُوجّه للخلف لتوفير قوة الدفع الأمامية، ويمر فوق دفّتين عموديتين كبيرتين للتحكم في الاتجاه. وللمناورة بسرعات منخفضة، كان بالإمكان توجيه قوة الدفع الإضافية للأمام أو للخلف، بشكل تفاضلي، للدوران.

حلّقت الطائرة SR.N1 لأول مرة في 11 يونيو 1959، ونجحت في عبور القناة الإنجليزية في 25 يوليو 1959. في ديسمبر من العام نفسه، زار دوق إدنبرة شركة سوندرز-رو في إيست كاوس ، وأقنع كبير طياري الاختبار، القائد بيتر لامب، بالسماح له بقيادة الطائرة. طار لامب بالطائرة بسرعة عالية لدرجة أنه طُلب منه تخفيف السرعة قليلاً. عند فحص الطائرة لاحقًا، تبيّن أنها تعرضت لانحناء في مقدمتها نتيجة السرعة الزائدة، وهو ضرر لم يُسمح بإصلاحه، ومنذ ذلك الحين أُطلق عليها اسم "الانحناء الملكي". ^{[ 21 ]}

أظهرت الاختبارات سريعًا أن فكرة استخدام محرك واحد لتوفير الهواء لكل من ستارة الرفع والطيران الأمامي تتطلب تنازلات كثيرة. أُضيف محرك نفاث توربيني من نوع بلاكبيرن ماربوريه للدفع الأمامي ودفّتان عموديتان كبيرتان للتحكم في الاتجاه، مما أنتج طائرة SR.N1 Mk II. ثم أُجريت ترقية أخرى باستخدام محرك أرمسترونغ سيدلي فايبر، مما أنتج طائرة Mk III. وأُجريت تعديلات إضافية، لا سيما إضافة مقدمة ومؤخرة مدببتين، مما أنتج طائرة Mk IV.

على الرغم من نجاح طائرة SR.N1 كمنصة اختبار، إلا أن تصميمها كان يحوم على ارتفاع منخفض جدًا عن سطح الماء، مما جعله غير عملي؛ فبارتفاع 23 سم (9 بوصات )، كانت حتى الأمواج الصغيرة تصطدم بمقدمة الطائرة. وقدّم سيسيل لاتيمر-نيدهام الحل بناءً على اقتراح من شريكه التجاري آرثر أورد-هيوم. ففي عام 1958، اقترح استخدام حلقتين من المطاط لإنشاء امتداد مزدوج الجدران لفتحات التهوية في الجزء السفلي من جسم الطائرة. وعندما يُضخ الهواء في الفراغ بين الحلقتين، يخرج من أسفل الحافة بنفس الطريقة التي كان يخرج بها سابقًا من أسفل جسم الطائرة، مُعيدًا بذلك تكوين ستارة الزخم نفسها، ولكن هذه المرة على مسافة من أسفل الطائرة. 

ابتكر لاتيمر-نيدهام وكوكريل تصميمًا لغطاء سفلي بارتفاع 1.2 متر ، تم تركيبه على طائرة SR.N1 لإنتاج طراز Mk V، ^{[ 22 ]} والذي أظهر أداءً محسّنًا بشكل كبير، مع القدرة على تسلق عوائق تكاد تصل إلى ارتفاع الغطاء السفلي. في أكتوبر 1961، باع لاتيمر-نيدهام براءات اختراع الغطاء السفلي لشركة ويستلاند ، التي استحوذت مؤخرًا على حصة ساوندرز رو في المركبة الهوائية. ^{[ 23 ]} أظهرت التجارب على تصميم الغطاء السفلي مشكلة؛ إذ كان من المتوقع في الأصل أن الضغط المطبق على الجزء الخارجي من الغطاء السفلي سيؤدي إلى انحنائه للداخل، وأن تدفق الهواء المزاح سيؤدي إلى عودته للخارج. لكن ما حدث فعليًا هو أن التضييق الطفيف للمسافة بين الجدران أدى إلى انخفاض تدفق الهواء، مما أدى بدوره إلى زيادة فقدان الهواء أسفل ذلك الجزء من الغطاء السفلي. وكان جسم الطائرة فوق هذه المنطقة يهبط بسبب فقدان قوة الرفع عند تلك النقطة، مما أدى إلى مزيد من الضغط على الغطاء السفلي. 

بعد تجارب عديدة، وجد دينيس بليس في شركة تطوير المركبات الهوائية حلاً لهذه المشكلة. فبدلاً من استخدام صفيحتين مطاطيتين منفصلتين لتشكيل الحافة، تم ثني صفيحة مطاطية واحدة على شكل حرف U لتوفير كلا الجانبين، مع وجود فتحات في أسفل حرف U لتشكيل فتحة تهوية حلقية. عند تطبيق ضغط تشكيل على الجزء الخارجي من هذا التصميم، أجبر ضغط الهواء في باقي الحافة الجدار الداخلي على التحرك للداخل أيضاً، مما أبقى القناة مفتوحة. على الرغم من حدوث بعض التشوه في الستارة، إلا أن تدفق الهواء داخل الحافة ظل ثابتاً، وظل الرفع مستقراً نسبياً. بمرور الوقت، تطور هذا التصميم إلى امتدادات فردية فوق الجزء السفلي من الفتحات في الحافة، تُعرف باسم "الأصابع".

بفضل هذه التحسينات، أصبحت الحوامات نظام نقل فعالًا للخدمة عالية السرعة على الماء والبر، مما أدى إلى تطورات واسعة النطاق في المركبات العسكرية وعمليات البحث والإنقاذ والعمليات التجارية. وبحلول عام 1962، كانت العديد من شركات الطيران وبناء السفن البريطانية تعمل على تصميمات الحوامات، بما في ذلك ساوندرز رو/ ويستلاند ، وفيكرز-أرمسترونغ ، وويليام ديني ، وبريتن-نورمان ، وفولاند . ^{[ 24 ]} بدأت خدمة العبّارات الصغيرة في وقت مبكر من عام 1962 مع إطلاق فيكرز-أرمسترونغ VA-3 . ومع طرح عبّارة القناة الإنجليزية SR.N4 التي تتسع لـ254 راكبًا و30 سيارة من قبل هوفرلويد وسيسبيد في عام 1968 ، تطورت الحوامات لتصبح وسيلة نقل تجارية مفيدة.

كان لشركة جان بيرتان في فرنسا دور ريادي بارز آخر في بدايات عصر الحوامات . دافع بيرتان عن نهج "التنانير المتعددة"، الذي استخدم عددًا من التنانير الأسطوانية الصغيرة بدلًا من تنورة واحدة كبيرة لتجنب المشاكل المذكورة سابقًا. خلال أوائل الستينيات، طوّر سلسلة من التصاميم الأولية، أطلق عليها اسم "تيرا بلينز" للاستخدام البري، و"نافي بلينز" للاستخدام المائي. أشهر هذه التصاميم كانت " نافي بلين N500 "، التي بنتها شركة "سوسيتيه ديتود إيه دي ديفيلوبمنت دي أيروجليسور مارين" (SEDAM) لصالح شركة "سيسبيد ". كانت "نافي بلين N500" قادرة على نقل 400 راكب و55 سيارة وخمس حافلات. وسجلت رقمًا قياسيًا في السرعة بين بولون ودوفر بلغ 74 عقدة (137 كم/ساعة) . إلا أن مشغليها رفضوها، زاعمين أنها غير موثوقة. ^{[ 25 ]}  

كان من بين الاكتشافات الأخرى أن كمية الهواء اللازمة لرفع المركبة تعتمد على خشونة السطح الذي تسير عليه. فعلى الأسطح المستوية، كالأرصفة، كان ضغط الهواء المطلوب منخفضًا جدًا لدرجة أن المركبات الهوائية استطاعت منافسة الأنظمة التقليدية، كالعجلات الفولاذية، من حيث استهلاك الطاقة. مع ذلك، كان نظام رفع المركبة الهوائية بمثابة رافعة ونظام تعليق فعال للغاية، مما جعله مناسبًا للاستخدام بسرعات عالية حيث كانت أنظمة التعليق التقليدية تُعتبر معقدة للغاية. وقد أدى ذلك إلى ظهور العديد من مقترحات "القطار الهوائي " خلال ستينيات القرن الماضي، بما في ذلك المركبة الهوائية المجنزرة في إنجلترا وقطار "أيروترين" الفرنسي . وفي الولايات المتحدة، حصلت شركتا "روهر" و "غاريت" على تراخيص لتطوير نسخ محلية من قطار "أيروترين" . وقد تنافست هذه التصاميم مع أنظمة الرفع المغناطيسي في مجال السرعات العالية، حيث تمثلت ميزتها الأساسية في بساطة تصميم المسارات التي كانت تحتاجها. من سلبيات ذلك، أن الهواء الذي يحمل الأوساخ والقمامة من تحت القطارات شكل مشكلة فريدة في المحطات، وتضاءل الاهتمام بها في السبعينيات.

بحلول أوائل سبعينيات القرن العشرين، كان المفهوم الأساسي قد تطور بشكل جيد، ووجدت المركبة الهوائية أدوارًا متخصصة عديدة حيث كانت مزاياها مجتمعة مفيدة. واليوم، تُستخدم بشكل أساسي في العمليات العسكرية البرمائية، ومركبات البحث والإنقاذ في المياه الضحلة، والمركبات الرياضية.

الحد الأدنى لضغط التجويف p المطلوب لدعم مركبة هوائية بوزن W ومساحة سطح A هو ببساطة W/A. مع سطح دائري، يصبح هذا:

$${\displaystyle p={W \over \pi R^{2}}}$$

باستخدام مبدأ برنولي مع هواء ذي كثافة ρ يخرج من الفجوة الحلقية بارتفاع (معلق) h ومحيط${\displaystyle 2\pi R}$بسرعة V وبافتراض ظروف مثالية تشمل أرضًا صلبة ووضعًا مستويًا:

$${\displaystyle p={1 \over 2}\rho V^{2}\Rightarrow V^{2}={2p \over \rho }={2W \over \rho \pi R^{2}}}$$

ينص قانون حفظ الكتلة على أن معدل تدفق الهواء Q:

$${\displaystyle Q=2\pi RhV=2\pi Rh{\sqrt {2W \over \rho \pi R^{2}}}=h{\sqrt {8\pi W \over \rho }}}$$

بما أن الحد الأدنى النظري للطاقة هو${\displaystyle P=Qp}$لدينا${\displaystyle Q={P \over p}}$ومع${\displaystyle p={W \over \pi R^{2}}}$لدينا:

$${\displaystyle Q={P\pi R^{2} \over W}}$$و${\displaystyle h={Q \over {\sqrt {8\pi W \over \rho }}}={P\pi R^{2} \over W{\sqrt {8\pi W \over \rho }}}}$

ومنها يتم الحصول على ارتفاع التحليق:

$${\displaystyle h={PR^{2}{\sqrt {\pi \rho }} \over {\sqrt {8W^{3}}}}\approx {0.63\cdot PR^{2}\rho ^{1 \over 2} \over W^{3 \over 2}}}$$

يجب ضرب هذا في كفاءة المنفاخ. وبالتالي، فإن الحد الأدنى النظري للطاقة هو:

$${\displaystyle P\approx {1.6\cdot hW^{3 \over 2} \over R^{2}\rho ^{1 \over 2}}}$$

ومن ذلك يتضح أن الطاقة المطلوبة تتناسب مع ارتفاع التحليق وتصبح أصغر بالنسبة للمركبات الهوائية الأخف وزناً والأكبر حجماً.

يمكن اشتقاق تعابير مماثلة لأشكال الوسائد العامة ذات المساحة A والمحيط C:

$${\displaystyle h=P{\sqrt {\rho A^{3} \over 2C^{2}W^{3}}}}$$و${\displaystyle P={h/{\sqrt {\rho A^{3} \over 2C^{2}W^{3}}}}}$

باستخدام محرك SR.N6 كمثال عملي بقيم تقريبية: W = 107 كيلو نيوتن، A = 140 متر ^مربع ، C = 50 متر، و P = 780 كيلو واط، فإن h تساوي حوالي 0.57 متر باستخدام هذه الصيغة، أو حوالي 0.29 متر بافتراض استخدام نصف قدرة المحرك للدفع. هذه القيمة معقولة كأفضل قيمة ممكنة، لكنها أقل في الواقع العملي، لأنه يجب ضرب النتيجة بكفاءة المروحة، بالإضافة إلى خسائر الاحتكاك التي تحدث عند خروج الهواء أثناء التحليق. علاوة على ذلك، عند التحليق فوق الماء، يضغط ضغط الوسادة الهوائية على سطح الماء بنفس المقدار، في هذا المثال حوالي 765 باسكال ≈ 78 ملم من الماء.

بمجرد التحليق، يلزم مزيد من الطاقة لتحريك المركبة للأمام في مواجهة مجموع المقاومات المختلفة. ويرجع ذلك على الأقل إلى مقاومة الشكل الموصوفة بمعادلة المقاومة ، مضروبة مرة أخرى في السرعة الأمامية v .$${\displaystyle P=\,{\tfrac {1}{2}}\,\rho \,v^{3}\,c_{\rm {d}}\,A_{\rm {frontal}}}$$بافتراض أن معامل السحب هو 0.3${\displaystyle c_{\rm {d}}\ }$نظراً لتصميم طائرة SR.N6 الانسيابي نسبياً ومساحتها الأمامية البالغة 30 متراً ^مربعاً ، فإنها تحتاج إلى 115 كيلوواط على الأقل عند سرعتها القصوى البالغة 50 عقدة، ويجب تقسيم هذه الطاقة على كفاءة المروحة ونظام الدفع للحصول على قوة المحرك المطلوبة. يوجد أيضاً احتكاك ديناميكي هوائي بين الوسادة الهوائية المتحركة والأرض، ولكنه ضئيل مقارنةً بالطائرة.

توجد فوق الماء عناصر مقاومة إضافية. ينخفض ​​سطح الماء كما لو كان هيكلًا صلبًا مسطحًا، ويُحدث هذا الانخفاض المتحرك أمواجًا مائية بطريقة مشابهة لما يحدث عند تحرك القارب. تزداد مقاومة الأمواج مع السرعة حتى تصل إلى ما يُسمى بـ"الحدبة" عند رقم فرود يبلغ حوالي 0.35، ثم إلى 0.6 في المياه العميقة. ^{[ 26 ]} وفوق هذه السرعة، تنخفض مقاومة الأمواج بشكل كبير كما هو الحال مع القوارب الانزلاقية. على سبيل المثال، قد يُظهر قارب SR.N6 حدبات عند 9 و15 عقدة. في حال وجود أمواج طبيعية ناتجة عن الرياح، سيستجيب الحوامة بحركة رأسية، كما سيفقد المزيد من الهواء من وسادته في قيعان الأمواج. ^{[ 27 ]} أخيرًا، تُمثل الرياح المعاكسة والأمواج التي تضرب الحافة ورذاذ الماء مقاومات إضافية. إجمالًا، يتطلب الأمر طاقة محرك أكبر بكثير مما تُحسب في أفضل الظروف.

تتوفر قيم قدرة المحرك المركبة للعديد من المركبات الهوائية، ويمكن قسمتها على وزنها الإجمالي للمقارنة، مع مراعاة وحدات القياس المستخدمة. تزن المركبات أحادية المقعد، التي وثّقها نادي المركبات الهوائية في بريطانيا العظمى، عادةً ما بين 0.2 و0.3 طن، وتحتوي في الغالب على محركين منفصلين للتحليق والدفع، تبلغ قدرتهما الإجمالية حوالي 30-50 كيلوواط، أي ما يعادل 150 كيلوواط/طن تقريبًا عند أقصى قدرة. أما المركبة SR.N6، التي توفرت بياناتها، فتبلغ قدرتها حوالي 72 كيلوواط/طن، بينما تبلغ قدرة المركبة SR.N4 Mk III الكبيرة، التي تزن 320 طنًا وتبلغ قدرتها 2800 كيلوواط، حوالي 8.8 كيلوواط/طن. كلما زاد الحجم، زادت الكفاءة. ويمكن أيضًا تمثيل الطلب النوعي على الطاقة للمركبات الهوائية بالنسبة لسرعاتها في مخطط فون كارمان-غابرييلي .

معظم المحركات تعمل بالوقود الأحفوري، ومع ذلك يجري تطوير مركبات هوائية كهربائية وهجينة صغيرة، وقد تم عرض نماذج أولية منها.

تم عرض ثلاث مركبات هوائية تعمل بالطاقة البشرية على الأقل لفترات محدودة. الأولى، باستخدام جدران جانبية ، قطعت مسافة 100 متر (330 قدمًا) فوق الماء بسرعة 5.9 متر/ثانية (19.4 قدم/ثانية) في عام 1988. ^{[ 28 ]} أما المركبة الأحدث فهي "ستيمبوت ويلي" ^{[ 29 ]} التي استُخدمت من عام 2002 ^{[ 30 ]} حتى عام 2016 على الأقل. كانت قادرة على التحليق من وضع السكون على أرض مستوية مع أي راكب تقريبًا، وعلى الماء، التحرك بسرعة الجري، والانتقال من اليابسة إلى الماء عبر منحدر أو شاطئ (انظر الفيديوهات 2 و4). ^{[ 31 ]} لم يكن التحليق من الماء إلى اليابسة ممكنًا إلا على أرض مستوية تمامًا لأن مراوح الهواء تصبح غير فعالة نسبيًا عند السرعات المنخفضة وعند التحميل الشديد، ^{[ 32 ]} كما هو الحال عند الصعود على منحدر.    

قامت شركة ساوندرز-رو البريطانية للهندسة البحرية والطائرات ببناء أول مركبة هوائية عملية لنقل البشر لصالح المؤسسة الوطنية لتطوير الأبحاث ، وهي المركبة SR.N1، التي أجرت عدة برامج اختبارية بين عامي 1959 و1961 (كان أول عرض عام لها في عام 1959)، بما في ذلك رحلة تجريبية عبر القناة الإنجليزية في يوليو 1959، بقيادة بيتر "شيبي" لامب، وهو طيار اختبار بحري سابق وكبير طياري الاختبار في ساوندرز-رو. وكان كريستوفر كوكرل على متنها، وجاءت الرحلة في الذكرى الخمسين لأول عبور جوي للويس بليريو . ^{[ 33 ]}

كانت المركبة SR.N1 تعمل بالهواء المضغوط، بفضل محرك مكبسي واحد. عُرضت في معرض فارنبورو الجوي عام 1960، ^{[ 33 ]} حيث تبين أن هذه المركبة البسيطة قادرة على حمل ما يصل إلى 12 جنديًا من مشاة البحرية مع معداتهم، بالإضافة إلى الطيار ومساعده، مع انخفاض طفيف في ارتفاع التحليق يتناسب مع الحمولة. لم تكن SR.N1 مزودة بحافة هوائية، بل اعتمدت على مبدأ الهواء المحيطي الذي حصل كوكريل على براءة اختراعه. لاحقًا، تبين أن إضافة حافة من قماش مرن أو مطاط حول سطح التحليق لحصر الهواء يُحسّن من ارتفاع تحليق المركبة. كانت هذه الحافة اختراعًا مستقلًا لضابط في البحرية الملكية ، سي إتش لاتيمر-نيدهام ، الذي باع فكرته لشركة ويستلاند (التي كانت آنذاك الشركة الأم لمصالح ساوندرز-رو في مجال طائرات الهليكوبتر والمركبات الهوائية)، وعمل مع كوكريل لتطوير الفكرة.

كانت أول مركبة هوائية لنقل الركاب تدخل الخدمة هي مركبة فيكرز-أرمسترونغز VA-3 ، التي كانت تنقل الركاب بانتظام على طول ساحل شمال ويلز من مورتون، ميرسيسايد، إلى ريل في صيف عام 1962. وكانت تعمل بمحركين توربينيين للطائرات وتُدار بواسطة مراوح . ^{[ 34 ]}

خلال ستينيات القرن العشرين، طورت شركة سوندرز-رو عدة تصاميم أكبر حجماً لنقل الركاب، بما في ذلك السفينة SR.N2 التي عملت عبر مضيق سولنت عام 1962، ولاحقاً السفينة SR.N6 التي عملت عبر المضيق نفسه من ساوثسي إلى رايد في جزيرة وايت لسنوات عديدة. وفي عام 1963 ، استُخدمت السفينة SR.N2 في خدمة تجريبية بين ويستون سوبر مير وبينارث تحت إشراف شركة بي آند إيه كامبل، المشغلة للسفن البخارية ذات العجلات الجانبية.

بدأت شركة هوفرترافل عملياتها في 24 يوليو 1965، باستخدام الحوامة SR.N6 التي كانت تتسع لـ 38 راكبًا. ^{[ 33 ]} وفي عام 1983، تم إدخال حوامتين من طراز AP1-88 تتسع كل منهما لـ 98 راكبًا على هذا الخط، وفي عام 2007، انضمت إليهما أول حوامة من طراز BHT130 تتسع لـ 130 راكبًا . تميزت الحوامتان AP1-88 وBHT130 بكونهما من صنع شركة هوفرورك باستخدام تقنيات ومواد بناء السفن (مثل هيكل من الألومنيوم الملحوم ومحركات ديزل) بدلاً من تقنيات بناء الطائرات المستخدمة في بناء الحوامات السابقة التي صنعتها شركة سوندرز-رو-بريتيش هوفركرافت.  استخدم أكثر من 20 مليون راكب الخدمة حتى عام 2004، ولا تزال الخدمة تعمل حتى عام 2020.وهي أطول خدمة تشغيل مستمرة للمركبات الهوائية على الإطلاق.

في عام 1966، تم تدشين خدمتين لنقل الركاب عبر القناة الإنجليزية باستخدام حوامات من طراز SR.N6. شغّلت شركة هوفرلويد خدماتها من ميناء رامسجيت في إنجلترا إلى كاليه في فرنسا، كما بدأت شركة تاونسند فيريز خدمة نقل إلى كاليه من دوفر، والتي سرعان ما حلت محلها خدمة شركة سيسبيد .

إلى جانب شركتي سوندرز-رو وفيكرز (اللتين اندمجتا عام 1966 لتشكيل شركة الحوامات البريطانية (BHC))، طُوّرت مركبات تجارية أخرى خلال ستينيات القرن الماضي في المملكة المتحدة من قِبل شركتي كوشنكرافت (التابعة لمجموعة بريتن-نورمان ) وهوفرمارين التي تتخذ من وولستون مقرًا لها (وهي حوامات ذات جدران جانبية ، حيث تمتد جوانب الهيكل إلى أسفل في الماء لحجز وسادة الهواء، مع وجود تنانير الحوامات التقليدية في المقدمة والمؤخرة ) . استُخدم أحد هذه النماذج، وهو HM-2، من قِبل شركة ريد فانل بين ساوثهامبتون (بالقرب من جسر وولستون العائم ) وكاوز . ^{[ 36 ]}

صُنعت أول مركبة هوائية لنقل السيارات في العالم عام 1968، وهي طرازات BHC Mountbatten ( SR.N4)، التي زُوّدت كل منها بأربعة محركات توربينية من طراز Bristol Proteus . استخدمت شركتا Hoverlloyd و Seaspeed (اللتان اندمجتا لتشكيل Hoverspeed عام 1981) هذه المركبات لتشغيل خدمات نقل السيارات والركاب بانتظام عبر القناة الإنجليزية. انطلقت رحلات Hoverlloyd من رامسجيت ، حيث بُني ميناء خاص للمركبات الهوائية في خليج بيجويل، إلى كاليه. بينما انطلقت رحلات Seaspeed من دوفر، إنجلترا، إلى كاليه وبولون في فرنسا. كانت سعة أول مركبة SR.N4 تبلغ 254 راكبًا و30 سيارة، وسرعتها القصوى 83 عقدة (154 كم/ساعة) . استغرقت رحلة عبور القناة حوالي 30 دقيقة، وكانت تُدار كشركة طيران بأرقام رحلات. أما طراز SR.N4 Mk.III اللاحق، فكانت سعته 418 راكبًا و60 سيارة. انضمت إليها لاحقًا سفينة SEDAM N500 Naviplane الفرنسية الصنع بسعة 385 راكبًا و45 سيارة؛ دخلت واحدة منها فقط الخدمة واستُخدمت بشكل متقطع لبضع سنوات على خدمة عبور القناة حتى عادت إلى شركة SNCF في عام 1983. توقفت الخدمة في 1 أكتوبر 2000 بعد 32 عامًا، بسبب المنافسة مع العبّارات التقليدية والقطامرات ، واختفاء التسوق المعفى من الرسوم الجمركية داخل الاتحاد الأوروبي، وتقدم عمر الحوامات SR.N4، وافتتاح نفق القناة . ^{[ 37 ]}    

تأثر النجاح التجاري للمركبات الهوائية (الهوفر) بالارتفاع السريع في أسعار الوقود خلال أواخر الستينيات والسبعينيات، في أعقاب الصراع في الشرق الأوسط. وتستهلك المركبات المائية البديلة، مثل قوارب الكاتاماران التي تخترق الأمواج (والتي سُوِّقت باسم " سي كات" في المملكة المتحدة حتى عام 2005)، وقودًا أقل، ويمكنها أداء معظم مهام المركبات الهوائية البحرية. وعلى الرغم من تطويرها في أماكن أخرى من العالم لأغراض مدنية وعسكرية، إلا أن المركبات الهوائية اختفت من سواحل بريطانيا باستثناء عبور سولنت رايد إلى ساوث سي، إلى أن اشترت المؤسسة الملكية الوطنية لقوارب النجاة مجموعة من مركبات " غريفون هوفر وورك" .

استُخدمت الحوامات للتنقل بين بوابة الهند في مومباي ومنطقة الأعمال المركزية في بيلابور وفاشي في نافي مومباي بين عامي 1994 و1999، ولكن تم إيقاف الخدمات لاحقًا بسبب نقص البنية التحتية الكافية للنقل المائي . ^{[ 38 ]}

في فنلندا، تُستخدم الحوامات الصغيرة على نطاق واسع في عمليات الإنقاذ البحري وخلال موسم الوحل ( راسبوتيتسا ) كمركبات اتصال بين الجزر . وفي إنجلترا، تُستخدم حوامات تابعة لقارب الإنقاذ في منطقة بورنهام-أون-سي (BARB) لإنقاذ الأشخاص من الوحل الكثيف في خليج بريدج ووتر . وأصبحت خدمة إطفاء وإنقاذ أفون أول خدمة إطفاء تابعة لسلطة محلية في المملكة المتحدة تُشغّل حوامة. وتُستخدم لإنقاذ الأشخاص من الوحل الكثيف في منطقة ويستون-سوبر-مير وأثناء الفيضانات الداخلية. كما تُستخدم حوامة إنقاذ من طراز غريفون منذ سنوات عديدة مع خدمة إطفاء مطار دندي في اسكتلندا، وذلك في حالة هبوط طائرة اضطراريًا في مصب نهر تاي. وتُشغّل العديد من إدارات الإطفاء حول البحيرات العظمى في الولايات المتحدة وكندا حوامات لعمليات الإنقاذ المائية والجليدية، وغالبًا ما تُستخدم لإنقاذ صيادي الأسماك العالقين عندما ينفصل الجليد عن الشاطئ. ويستخدم خفر السواحل الكندي الحوامات لكسر الجليد الخفيف. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

في أكتوبر 2008، بدأ الصليب الأحمر خدمة الإنقاذ من الفيضانات باستخدام حوامات في مدينة إنفرنيس باسكتلندا. ^{[ 41 ]} كما تلقت خدمة الإطفاء والإنقاذ في غلوسترشاير حوامات إنقاذ من الفيضانات تبرعت بها شركة سيفرن ترينت ووتر عقب فيضانات المملكة المتحدة عام 2007. ^{[ 42 ]}

منذ عام 2006، تستخدم منظمة هوفر إيد، وهي منظمة غير حكومية دولية، المركبات الهوائية في تقديم المساعدات في مدغشقر، حيث تستخدم هذه المركبات للوصول إلى أكثر الأماكن عزلة في الجزيرة. ^{[ 43 ]}

اعتادت شركة الطيران الإسكندنافية SAS على استئجار مركبة هوائية من طراز AP1-88 لنقل الركاب العاديين بين مطار كوبنهاغن ، الدنمارك، ومحطة SAS للمركبات الهوائية في مالمو ، السويد.

في عام ١٩٩٨، بدأت خدمة البريد الأمريكية باستخدام المركبة الهوائية البريطانية الصنع Hoverwork AP1-88 لنقل البريد والبضائع والركاب من بيثيل، ألاسكا ، إلى ثماني قرى صغيرة على طول نهر كوسكوكويم . تقع بيثيل بعيدًا عن شبكة الطرق في ألاسكا، مما يجعل المركبة الهوائية بديلاً جذابًا لوسائل التوصيل الجوي المستخدمة قبل إطلاق خدمة المركبات الهوائية. تُعلق خدمة المركبات الهوائية لعدة أسابيع كل عام مع بداية تجمد النهر للحد من الأضرار التي تلحق بسطح الجليد. تستطيع المركبة الهوائية العمل خلال فترة التجمد، إلا أن ذلك قد يؤدي إلى كسر الجليد وخلق مخاطر على القرويين الذين يستخدمون زلاجاتهم الثلجية على طول النهر خلال أوائل فصل الشتاء.

في عام 2006، قامت شركة Kvichak Marine Industries في سياتل بالولايات المتحدة الأمريكية، بموجب ترخيص، ببناء نسخة شحن/ركاب من Hoverwork BHT130 . وقد أُطلق عليها اسم "Suna-X"، وهي تُستخدم كعبّارة عالية السرعة تتسع لما يصل إلى 47 راكبًا و 47500 رطل (21500 كجم) من البضائع، وتخدم قريتي King Cove و Cold Bay النائيتين في ألاسكا . 

تم تشغيل خدمة تجريبية في اسكتلندا عبر خور فورث (بين كيركالدي وبورتوبيلو ، إدنبرة ) في الفترة من 16 إلى 28 يوليو 2007. وقد تم تسويق هذه الخدمة تحت اسم "فورثفاست" ، واستخدمت مركبة مستأجرة من شركة "هوفر ترافل" ، وحققت نسبة إشغال بلغت 85% . (اعتبارًا من عام 2009)^{[ 44 ]} ولا تزال إمكانية إنشاء خدمة دائمة قيد الدراسة.

منذ أن تخلت طرق القناة عن استخدام الحوامات، وفي انتظار أي إعادة إدخال لها على الطريق الاسكتلندي، فإن خدمة الحوامات العامة الوحيدة في المملكة المتحدة هي تلك التي تشغلها شركة Hovertravel بين ساوثسي ( بورتسموث ) ورايد في جزيرة وايت .

منذ ستينيات القرن الماضي، شُغّلت عدة خطوط تجارية في اليابان، دون تحقيق نجاح يُذكر. وكان آخر خط تجاري يربط مطار أويتا بوسط مدينة أويتا ، لكنه أُغلق في أكتوبر 2009. ومع ذلك، من المقرر إعادة افتتاح الخط التجاري بين مطار أويتا ووسط مدينة أويتا في عام 2024.

لا تزال المركبات الهوائية تُصنع في المملكة المتحدة، بالقرب من جزيرة وايت، حيث تم تصميمها واختبارها لأول مرة. ويمكن استئجارها لأغراض متنوعة، تشمل عمليات تفتيش مزارع الرياح البحرية ذات القاع الضحل، ونقل الشخصيات المهمة أو الركاب. ومن الأمثلة النموذجية على هذه المركبات طراز تايجر 4 أو جريفون. تتميز هذه المركبات بخفة وزنها وسرعتها وسهولة نقلها براً، فضلاً عن مرونتها العالية وقدرتها على التكيف، مع ميزة فريدة تتمثل في تقليل الأضرار البيئية إلى أدنى حد.

تُستخدم المركبات الهوائية الصغيرة المصنعة تجارياً، أو التي يتم تجميعها من قطع جاهزة أو تصميمها حسب المخطط، بشكل متزايد لأغراض ترفيهية، مثل السباقات الداخلية والرحلات البحرية في البحيرات والأنهار الداخلية والمناطق المستنقعية ومصبات الأنهار والمياه الساحلية القريبة. ^{[ 62 ]}

يدعم نادي الرحلات البحرية باستخدام الحوامات ^{[ 63 ]} استخدام الحوامات للرحلات البحرية في الممرات المائية الساحلية والداخلية والبحيرات والخلجان.

ينظم نادي الحوامات في بريطانيا العظمى ، الذي تأسس عام 1966، بانتظام سباقات حوامات داخلية وساحلية في مواقع مختلفة في جميع أنحاء المملكة المتحدة. ^{[ 64 ]} كما تُقام فعاليات مماثلة في أوروبا والولايات المتحدة. ^{[ 65 ] [ 66 ]}

في أغسطس 2010، استضاف نادي الحوامات في بريطانيا العظمى بطولة العالم للحوامات في مضمار سباق تاوستر، ^{[ 67 ]} تلتها بطولة العالم للحوامات لعام 2016 في مركز التزلج المائي في غرب ميدلاندز في تامورث.

تُقام بطولة العالم للمركبات الهوائية تحت رعاية الاتحاد العالمي للمركبات الهوائية. ^{[ 68 ]} استضافت فرنسا البطولة حتى الآن: عام 1993 في فيرنوي، وعام 1997 في لوكون، وعام 2006 في بحيرة توليرم؛ وألمانيا: عام 1987 في باد كارلشافن، وعام 2004 في برلين، وعامي 2012 و2018 في سالبورغ؛ والبرتغال: عام 1995 في بيسو دي لا ريغوا؛ والسويد: عامي 2008 و2022 في مركز فلوتبرو للتزلج في هودينج؛ والمملكة المتحدة: عامي 1991 و2000 في ويستون بارك؛ والولايات المتحدة: عام 1989 في تروي (أوهايو)، وعام 2002 في تير هوت. وقد تم تأجيل بطولة العالم للمركبات الهوائية لعام 2020 إلى عام 2022 بسبب القيود الناجمة عن تفشي جائحة كوفيد-19.

إلى جانب المركبات المصممة كـ"مركبات سباق هوائية"، والتي غالبًا ما تكون مناسبة للسباقات فقط، يوجد نوع آخر من المركبات الهوائية الشخصية الصغيرة للاستخدام الترفيهي، يُشار إليها غالبًا باسم المركبات الهوائية السياحية، وهي قادرة على حمل ما يصل إلى أربعة أشخاص. ومثل نظيراتها بالحجم الكامل، فإن قدرة هذه المركبات الهوائية الشخصية الصغيرة على عبور جميع أنواع التضاريس بأمان (مثل المياه، والضفاف الرملية، والمستنقعات، والجليد، وما إلى ذلك) والوصول إلى أماكن يصعب الوصول إليها بأي نوع آخر من المركبات، تجعلها مناسبة لعدد من الأدوار، مثل أعمال المسح والدوريات ومهام الإنقاذ بالإضافة إلى الاستخدام الترفيهي الشخصي. ويتزايد استخدام هذه المركبات كقوارب مساعدة لليخوت، مما يُمكّن مالكي اليخوت وضيوفهم من الانتقال من اليخت المنتظر إلى، على سبيل المثال، شاطئ منعزل. وفي هذا الدور، يمكن أن توفر المركبات الهوائية الصغيرة بديلاً أكثر متعة للقوارب الصغيرة المعتادة، ويمكن أن تُنافس الدراجات المائية. أصبح بالإمكان الآن الاستمتاع بتجربة قيادة المركبة الهوائية الشخصية في "أيام تجريبية"، وهي فعاليات تحظى بشعبية واسعة بين العائلات والأصدقاء ورجال الأعمال، الذين غالباً ما يعتبرونها فرصة لبناء فرق العمل. وقد أدى هذا الاهتمام المتزايد بطبيعة الحال إلى ظهور قطاع تأجير المركبات الهوائية، بالإضافة إلى العديد من الشركات المصنعة لتصاميم صغيرة جاهزة من المركبات الهوائية الشخصية لتلبية هذه الحاجة. ^{[ 69 ]}

• استقلالية عن التضاريس - عبور الشواطئ والمنحدرات التي تصل إلى 40 درجة
• قدرة على العمل في جميع الفصول - الأنهار المتجمدة أو الجارية لا تشكل عائقًا
• سرعة
• المرونة، بفضل انخفاض احتكاك السطح

• انبعاثات ضوضاء المحرك
• التكاليف الأولية
• الميل إلى الرياح المعاكسة
• تآكل وتمزق التنورة

• "مركبة روهر الهوائية المجنزرة ذات الوسادة الهوائية (TACV)" . استوديوهات شونر. مؤرشفة من الأصل في 7 أبريل 2014. تم الاطلاع عليها في 24 أكتوبر 2009 .صفحة ويب حول أبحاث المركبات ذات الوسائد الهوائية المجنزرة في الولايات المتحدة.
• فولبي، جون (ديسمبر 1969). "قريبًا: سيارات انسيابية بدون عجلات". العلوم الشعبية : 51.مقال حول أبحاث المركبات ذات الوسائد الهوائية المجنزرة في الولايات المتحدة.