Катер - Jetboat
 | эта статья возможно содержит оригинальные исследования. (Декабрь 2010 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) |
А катер это лодка приводится в движение струей воды, выбрасываемой из задней части корабля. В отличие от моторная лодка или моторная лодка который использует внешний пропеллер в воде под лодкой или позади нее катер забирает воду из-под лодки через прием и в насос-форсунка внутри лодки, прежде чем выбросить ее через сопло на суровый.
Катера были первоначально разработаны Сэр Уильям Гамильтон в 1954 году. Его целью было плыть на лодке по быстротечным рекам Новая Зеландия которые были слишком мелкими для пропеллеров.
Предыдущие попытки водометных двигателей имели очень короткий срок службы, как правило, из-за неэффективной конструкции агрегатов и того факта, что они давали мало преимуществ по сравнению с обычными гребными винтами. В отличие от предыдущих разработок гидроабразивных систем, таких как Кампини и Hanley Hydrojet У Гамильтона была особая потребность в силовой установке для работы на очень мелководье, и водомет оказался идеальным решением. Популярность реактивного самолета и катера быстро росла. Было обнаружено, что водомет лучше, чем гребные винты, для широкого спектра типов судов, и в настоящее время водометные двигатели широко используются на многих высокоскоростных судах, включая пассажирские паромы, спасательные суда, патрульные катера и морские суда снабжения.
Гидроциклы очень маневренны, и многие из них можно развернуть с полной скорости и остановить на расстоянии немногим больше их собственной длины с помощью маневра, известного как «аварийная остановка». Хорошо известный Гамильтон поворот или «реактивное вращение» - это маневр на высокой скорости, при котором дроссельная заслонка двигателя лодки сокращается, рулевое управление резко поворачивается, а дроссельная заслонка снова открывается, в результате чего лодка быстро вращается с большими брызгами воды.
Нет инженерных ограничений на размер реактивных лодок, хотя их полезность зависит от типа применения. Классические винтовые приводы обычно более эффективны и экономичны на низких скоростях, примерно до 20 узлов (37 км / ч; 23 миль / ч), но по мере увеличения скорости лодки дополнительные корпус сопротивление, создаваемое распорками, рули валы и т. д. означают, что гидроабразивы более эффективны до 90 км / ч; 60 миль в час). Для очень больших гребных винтов, вращающихся на малых скоростях, например, в буксиры гидроабразивная установка такого же размера была бы слишком большой, чтобы ее можно было использовать. Поэтому подавляющее большинство гидроабразивных установок устанавливается на высокоскоростных судах и в ситуациях, когда малая осадка, маневренность и гибкость нагрузки являются основными проблемами.
Самые большие реактивные суда используются в военных целях и в индустрии высокоскоростных пассажирских и автомобильных паромов. Южная Африка Доблесть-класс фрегаты (приблизительно 120 метров или 390 футов в длину) и 127 метров (417 футов) в длину Соединенные Штаты Прибрежный боевой корабль являются одними из самых больших реактивных судов на сегодняшний день. Даже эти суда способны выполнять «аварийные остановки».[нужна цитата ]
Функция
Обычный винтовой гребной винт работает внутри водоема под корпусом лодки, эффективно «прокручивая» воду, чтобы продвинуть судно вперед, создавая разницу в давлении между передней и задней поверхностями лопастей гребного винта и ускорение масса воды сзади. В отличие от этого, гидроабразивная установка обеспечивает толчок под высоким давлением с кормы судна за счет ускорения объема воды, проходящего через специальный насос, установленный над ватерлинией внутри корпуса лодки. Оба метода дают тягу из-за Ньютон с третий закон - каждое действие имеет равную и противоположную реакцию.
В водометном судне водомет забирает воду из-под корпуса, где она проходит через серию рабочие колеса и статоры - известные как ступени - которые увеличивают скорость потока воды. Большинство современных форсунок являются одноступенчатыми, в то время как старые гидрорезки могут иметь до трех ступеней. Хвостовая часть гидроабразивной установки проходит через транец корпуса над ватерлинией. Этот реактивный поток выходит из устройства через небольшое сопло с высокой скоростью, толкая лодку вперед. Рулевое управление достигается перемещением этого сопла в любую сторону или, что реже, небольшими затворами с обеих сторон, которые отклоняют струю. Поскольку для управления реактивным катером используется поток воды, проходящий через сопло, невозможно управлять обычным катером без работающего двигателя.
В отличие от обычных пропеллерных систем, в которых винт вращается в обратном направлении, чтобы обеспечить движение назад, водомет будет продолжать работать в обычном режиме, пока дефлектор опускается в струю после того, как он покидает выпускное сопло. Этот дефлектор перенаправляет силы тяги вперед, чтобы обеспечить обратную тягу. Наиболее разработанные обратные дефлекторы перенаправляют струю вниз и в каждую сторону, чтобы предотвратить повторную циркуляцию воды через струю, что может вызвать проблемы с аэрацией или увеличить обратную тягу. Рулевое управление по-прежнему доступно с опущенным реверсивным дефлектором, поэтому судно будет иметь полную маневренность. Когда дефлектор опущен примерно наполовину в струю реактивного потока, прямая и обратная тяга равны, поэтому лодка сохраняет фиксированное положение, но рулевое управление все еще доступно, чтобы судно могло развернуться на месте - что невозможно с обычным одиночным гребным винтом.
В отличие от подводные крылья, которые используют подводные крылья или распорки, чтобы поднять судно над водой, на стандартных реактивных лодках используются обычные глиссирующий корпус кататься по поверхности воды, при этом вода вытесняется только задней частью корпуса. Поскольку большая часть корпуса находится вне воды, снижается лобовое сопротивление, что значительно увеличивает скорость и маневренность, поэтому катера обычно эксплуатируются на строгание скорость. На более медленных скоростях с меньшим количеством воды, прокачиваемой через водометный блок, катер потеряет некоторую управляемость и маневренность и будет быстро замедляться, поскольку корпус выходит из глиссирующего состояния и сопротивление корпуса увеличивается. Однако потерю рулевого управления на низких скоростях можно преодолеть, слегка опустив реверсивный дефлектор и увеличив дроссельную заслонку - таким образом, оператор может увеличить тягу и, таким образом, управлять без увеличения скорости лодки. Обычный речной катер будет иметь корпус с пологим углом (но не с плоским дном), чтобы улучшить управляемость и устойчивость при прохождении поворотов на высокой скорости, а также позволит ему преодолевать очень мелкие воды. На скорости реактивные катера могут безопасно управляться на глубине менее 7,5 см (3 дюйма).
Одним из наиболее значительных достижений в развитии гидроабразивной струи было изменение конструкции, устраняющее струйный поток. над ватерлинии, вопреки интуиции многих людей. Гамильтон рано обнаружил, что это значительно улучшенные характеристики по сравнению с выталкиванием ниже ватерлинии, а также обеспечение «чистого» дна корпуса (то есть ничего, что не выступает ниже линии корпуса), что позволяет лодке скользить по очень мелкой воде. Независимо от того, находится ли выпускное отверстие выше или ниже ватерлинии, не имеет значения величина создаваемой тяги, но его расположение выше ватерлинии снижает сопротивление корпуса и осадку. Первая конструкция гидроабразивного двигателя Гамильтона имела выходное отверстие под корпусом и фактически перед входным отверстием. Это, вероятно, означало, что возмущенная вода поступала в водометный блок и снижала его производительность, и это основная причина, по которой изменение положения выше ватерлинии имело такое значение.[нужна цитата ]
Квинстаун, Новая Зеландия, где реактивные катера широко используются для приключенческий туризм, претендует на звание мировой столицы водного транспорта, а водные мотоциклы очень распространены для многих прибрежных и речных туристических мероприятий в стране, таких как Excitor в Залив островов.
Приложения
Приложения для реактивных лодок включают большинство видов деятельности, где также используются обычные гребные винты, но, в частности, пассажирские паромы, береговая охрана и полицейское патрулирование, военно-морской и военный флот, приключенческий туризм (который становится все более популярным во всем мире), операции с лоцманскими катерами, спасение на серфинге, сельское хозяйство, рыбная ловля, исследование, прогулка на лодке, и другие водные виды спорта с использованием моторных лодок. Водные мотоциклы также могут использоваться в спортивных целях, как на реках (Чемпион мира по марафону на реактивных лодках проводится в Мексике, Канаде, США и Новой Зеландии[1]) и на специально разработанных ипподромах, известных как спринтерские трассы. В последнее время все чаще используются реактивные катера в виде надувные лодки с жестким корпусом и, как тендеры на роскошные яхты. Многие реактивные лодки достаточно малы, чтобы их можно было перевозить на прицепе или буксировать на машине.
Одной из очень важных особенностей реактивного катера является то, что у него нет внешних вращающихся частей; это безопаснее для пловцов и морская жизнь, хотя они все еще могут быть поражены корпусом. Само по себе преимущество безопасности иногда может быть достаточной причиной для использования этого типа силовой установки.
В 1977 году сэр Эдмунд Хиллари возглавил экспедицию на реактивном катере под названием «Океан в небо» от устья реки Ганг до ее истока. Один из реактивных катеров был потоплен другом Хиллари.[2]
Недостатки
На топливную эффективность и характеристики реактивного катера может повлиять все, что нарушает плавный поток воды через реактивный двигатель. Например, пластиковый пакет, засосанный на воздухозаборную решетку струйного блока, может иметь весьма неблагоприятный эффект.
Другой недостаток реактивных лодок, по-видимому, состоит в том, что они более чувствительны к несовпадению двигателя / реактивного агрегата по сравнению с проблемой несоответствия двигателя / гребного винта в пропеллерных судах.[нужна цитата ] Если водометный движитель не соответствует характеристикам двигателя, это может привести к неэффективному расходу топлива и снижению производительности.
Смотрите также
использованная литература
- ^ «Подразделение расы - Орел вне закона». Орел вне закона. Получено 31 января 2017.
- ^ Хиллари, Эдмунд (ноябрь 1980 г.). От океана к небу: катание на реактивных лодках по Гангу (Крупный шрифт под ред.). Лестер: Ulverscroft Large Print Books Ltd. стр. 16. ISBN 0-7089-0587-0.