Насос-струйный - Pump-jet

Вид на работу насос-форсунок

Два из четырех KaMeWa гидроабразивы на скоростной паром Открытие

Типичный гидроцикл насос-струя

Вид сзади на насос-жиклер на Торпеда Марк 50

А насос-форсунка, гидроструйный двигатель, или струя воды это морской система, которая производит струю воды для движущая сила. Механическое устройство может быть воздушный винт (осевой насос ), а 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

Это изображение иллюстрирует работу реверсивный ковш. 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

Насос-жиклер работает за счет всасывания (обычно в нижней части корпус ), что позволяет воде проходить под судном в двигатели. Вода поступает в насос через этот вход. Насос может быть центробежный дизайн для высоких скоростей, или осевой насос для низких и средних скоростей. Давление воды внутри впускного отверстия увеличивается насосом и подается назад через сопло. С использованием реверсивный ковш, обратная тяга также может быть достигнута для движения назад, быстро и без необходимости менять передача или отрегулируйте тягу 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 принципы воздушного вектор тяги, метод, который долгое время использовался в ракетах-носителях (ракетах и ​​ракетах), а затем в военных реактивных самолетах. 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

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]

Гидравлические форсунки 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 личное плавсредство, 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

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 с высокой скоростью, что делает их подходящими для малых и средних судов и более высоких скоростей. Обычное использование включает высокоскоростные прогулочные суда и гидрорезки для речных гонок на мелководье (см. Речной марафон ).

Центробежный поток

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

Насосные форсунки имеют некоторые преимущества перед голыми гребными винтами для определенных применений, обычно связанных с требованиями для высокоскоростных или мелководных.проект операции. Они включают:

• Более высокая скорость до начала кавитация, из-за повышенного внутреннего динамическое давление
• Высокая удельная мощность (по отношению к объему) как движителя, так и первичного двигателя (потому что можно использовать меньший и 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 управляемая тяга
• Снижение шума, в результате чего сонар подпись; эта конкретная система имеет мало общего с другими насосно-струйными движителями и также известна как «конфигурация винта с кожухом»;^[3] Приложения:
  • Военные корабли предназначен для низкая наблюдаемость, например Шведский Visby-класс корвет.
  • Подводные лодки, например Королевский флот Trafalgar класс и Проницательный класс, то ВМС США Морской волк класс и Вирджиния класс, то Французский флот Триумфант класс и Барракуда класс, а ВМФ России Борей класс.
  • Современный торпеды, такой как Морская рыба, то Mk 48 и Mk 50 оружие.

История

В апреле 1932 г. итальянский инженер Секондо Кампини продемонстрировал водометный катер в г. Венеция, 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 катер был разработан Новая Зеландия инженер Сэр Уильям Гамильтон в середине 1950-х гг.^[6]

Использует

Насосные реактивные двигатели когда-то использовались только для высокоскоростных прогулочных судов (таких как водные мотоциклы и реактивные лодки ) и других малых судов, но с 2000 г. возросла потребность в скоростных судах.^{[нужна цитата ]} и, таким образом, насос-жиклер набирает популярность на более крупных судах, военные сосуды и паромы. На этих более крупных судах они могут питаться от дизельные двигатели или газовые турбины. Скорость до 40 узлов (45 миль / ч; 75 км / ч) может быть достигнута с этой конфигурацией, даже с водоизмещающий корпус.^[7]

Суда с водометным двигателем очень маневренны. Примеры судов, использующих водометные двигатели, - это быстрый патрульный катер. Корабль Dvora Mk-III, Автомобиль Никобарпатрульные корабли класса, то Хаминаракетные катера, Доблестьфрегаты класса, Стена Скоростной морской сервис паромы, США Морской волк-класс и Вирджиния-класс, а также российский Борей-класс подводные лодки и США прибрежные боевые корабли.

Смотрите также

• Личное плавсредство
• Мокрый велосипед
• Руль для кухни
• Водная ракета
• Цепная лодка # Гидротурбины

Заметки

1. http://www.hamiltonmarine.co.nz/includes/files_cms/file/JetTorque%2008.pdf
2. "Лодочные моторы Yamaha". Лодочные моторы Yamaha.
3. «Военно-аналитическая сеть ФАС: Торпеда МК-48».
4. Баттлер, Тони (19.09.2019). Реактивные прототипы Второй мировой войны: реактивные программы Глостера, Хейнкеля и Капрони Кампини военного времени. Bloomsbury Publishing. ISBN  978-1-4728-3597-0.
5. Алеги, Грегори (15 января 2014 г.). "Медленная горелка Секондо, Кампини Капрони и C.C.2". Авиационный историк. № 6. Соединенное Королевство. п. 76. ISSN  2051-1930.
6. "Билл Гамильтон". 23 декабря 2005 г.
7. Информационная страница Stena HSS 1500 В архиве 2009-12-08 в Wayback Machine

использованная литература

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