Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вид на работу насос-форсунок
Два из четырех гидрорезок KaMeWa на скоростном пароме Discovery
Типичный водометный насос гидроцикла
Жиклер торпеды Mark 50, вид сзади

Насос-струя , гидроджет , или струя воды является морской системой , которая производит струю воды для приведения в движение . Механическое устройство может представлять собой воздушный винт ( осевой насос ), центробежный насос или насос смешанного потока, который представляет собой комбинацию центробежной и осевой конструкции. Конструкция также включает в себя заборник для подачи воды в насос и сопло для направления потока воды из насоса. [1]

Дизайн [ править ]

Это изображение иллюстрирует работу реверсивного ковша . 1: прямая тяга, реверсивный ковш отключен 2: реверсивная тяга, реверсивный ковш толкает поток тяги назад
Вперед, назад, в сторону и поворот с помощью насос-форсунки

Насосная струя работает за счет заборного отверстия (обычно в нижней части корпуса ), которое позволяет воде проходить под судном в двигатели. Вода поступает в насос через это входное отверстие. Насос может быть центробежным для высоких скоростей или осевым насосом для низких и средних скоростей. Давление воды внутри впускного отверстия увеличивается насосом и подается назад через сопло. С помощью реверсивного ковша также можно добиться обратной тяги для движения назад, быстро и без необходимости переключения передач или регулировки тяги двигателя. Реверсивный ковш также можно использовать для замедления судна при торможении. Эта особенность является основной причиной такой маневренности насосных форсунок.

Сопло также обеспечивает управление насос-форсунками. Пластины, аналогичные рулям направления, могут быть прикреплены к соплу для перенаправления потока воды по левому и правому борту. В некотором смысле это похоже на принцип управления вектором тяги воздуха , метод, который долгое время использовался в ракетах-носителях (ракетах и ​​ракетах), а затем в военных самолетах с реактивными двигателями. Это обеспечивает судам с водометными двигателями превосходную маневренность в море. Еще одно преимущество состоит в том, что при движении назад с использованием реверсивного ковша рулевое управление не переворачивается, в отличие от судов с винтом.

Осевой поток [ править ]

Давление в гидроабразивной струе с осевым потоком увеличивается за счет диффузии потока, проходящего через лопасти рабочего колеса и лопатки статора. Затем сопло насоса преобразует эту энергию давления в скорость, создавая таким образом тягу. [1]

Гидрорезы с осевым потоком производят большие объемы при более низкой скорости, что делает их хорошо подходящими для больших судов с низкой и средней скоростью, за исключением личных плавсредств , где большие объемы воды создают огромную тягу и ускорение, а также высокие максимальные скорости. Но эти суда также имеют высокое отношение мощности к весу по сравнению с большинством морских судов. Гидравлические форсунки с осевым потоком являются наиболее распространенным типом насосов.

Смешанный поток [ править ]

Конструкции гидроабразивных насосов смешанного типа включают аспекты как осевых, так и центробежных насосов. Давление создается за счет диффузии и радиального истечения. Конструкции со смешанным потоком производят меньшие объемы воды при высокой скорости, что делает их подходящими для малых и средних судов и более высоких скоростей. Обычное использование включает высокоскоростные прогулочные суда и водометные двигатели для речных гонок на мелководье (см. Речной марафон ).

Центробежный поток [ править ]

Конструкции гидроабразивных устройств с центробежным потоком используют радиальный поток для создания давления воды.

Центробежные конструкции больше не используются, за исключением подвесных кормовых приводов. [2]

Преимущества [ править ]

Струи насоса имеют некоторые преимущества по сравнению с голыми пропеллерами для некоторых приложений, как правило , связанных с требованиями к высокой скорости или мелководным проекты операций. К ним относятся:

  • Более высокая скорость до начала кавитации из-за повышенного внутреннего динамического давления
  • Высокая удельная мощность (по отношению к объему) как движителя, так и первичного двигателя (потому что можно использовать меньший, более высокоскоростной агрегат)
  • Защита вращающегося элемента, повышающая безопасность работы с пловцами и водными организмами
  • Улучшение работы на мелководье, потому что нужно погружать только входной патрубок
  • Повышенная маневренность за счет добавления управляемого сопла для создания векторной тяги
  • Снижение шума, что снижает сигнатуру сонара ; эта конкретная система имеет мало общего с другими насосно-струйными движителями и также известна как «конфигурация винта с кожухом»; [3] приложения:
    • Военные корабли, рассчитанные на малую заметность , например шведский корвет класса Visby .
    • Субмарины , например, Королевский флот Трафальгар класса и Astute класса , то ВМС США Seawolf класса и Вирджинии класса , то французский флот Triomphant класса и Barracuda класса , а русский флот Борей класса .
    • Современные торпеды , такие как Spearfish , Mk 48 и Mk 50 .

История [ править ]

В апреле 1932 года итальянский инженер Секондо Кампини продемонстрировал лодку с водометным двигателем в Венеции , Италия . Лодка достигла максимальной скорости 28 узлов (32 миль в час; 52 км / ч), что сопоставимо со скоростью лодки с обычным двигателем аналогичной мощности. ВМС Италии, которые финансировали разработку лодки, не размещали заказов, но наложили вето на продажу конструкции за пределами Италии. [4] [5] Первый современный реактивный катер был разработан новозеландским инженером сэром Уильямом Гамильтоном в середине 1950-х годов. [6]

Использует [ редактировать ]

Насосные реактивные двигатели когда-то были ограничены высокоскоростными прогулочными судами (такими как водные мотоциклы и реактивные катера ) и другими небольшими судами, но с 2000 года потребность в высокоскоростных судах возросла [ цитата необходима ], и, таким образом, насос-струи набирают популярность на более крупных судах, военных судах и паромах . На этих более крупных судах они могут быть оснащены дизельными двигателями или газовыми турбинами . С этой конфигурацией можно достичь скорости до 40 узлов (45 миль / ч; 75 км / ч) даже с водоизмещающим корпусом . [7]

Суда с водометным двигателем очень маневренны. Примеры судов с использованием pumpjets являются Car Никобарские -класса патрульных судов , в Хамина -класса ракетные катера , доблести -класса фрегатов , в Stena Высокоскоростной морской службы паромов, США Seawolf -класса и Вирджиния -класса , а также Российские подводные лодки класса « Борей» и прибрежные боевые корабли Соединенных Штатов .

См. Также [ править ]

  • Личное плавсредство
  • Мокрый велосипед
  • Кухонный руль
  • Водная ракета
  • Цепная лодка # Гидротурбины

Примечания [ править ]

  1. ^ a b http://www.hamiltonmarine.co.nz/includes/files_cms/file/JetTorque%2008.pdf
  2. ^ "Подвесные двигатели Yamaha" . Лодочные моторы Yamaha .
  3. ^ "Военная аналитическая сеть ФАС: Торпеда МК-48" .
  4. ^ Бутлер, Тони (2019-09-19). Реактивные прототипы Второй мировой войны: программы реактивных самолетов Глостера, Хейнкеля и Капрони Кампини . Bloomsbury Publishing. ISBN 978-1-4728-3597-0.
  5. ^ Алеги, Грегори (2014-01-15). "Медленная горелка Секондо, Кампини Капрони и CC2". Авиационный историк . № 6. Соединенное Королевство. п. 76. ISSN 2051-1930 . 
  6. ^ "Билл Гамильтон" . 23 декабря 2005 г.
  7. ↑ Информационная страница Stena HSS 1500, заархивированная 8 декабря 2009 г. на Wayback Machine

Ссылки [ править ]

  • Чарльз Доусон, «Ранняя история водометного двигателя», «Промышленное наследие», Vol. 30, № 3, 2004 г., стр. 36.
  • Дэвид С. Йетман, «Без опоры», DogEar Publishers, 2010 г.