Насос -реактивный , гидрореактивный или водометный — это морская система, производящая струю воды для приведения в движение . Механическое устройство может представлять собой крыльчатый пропеллер ( осевой насос ), центробежный насос или насос смешанного потока, который представляет собой комбинацию центробежной и осевой конструкции. Конструкция также включает в себя водозаборник для подачи воды в насос и сопло для направления потока воды из насоса. [1]
Водометный насос работает за счет наличия воздухозаборника (обычно в нижней части корпуса ) , который позволяет воде проходить под судном в двигатели. Через этот вход вода поступает в насос . Насос может иметь центробежную конструкцию для высоких скоростей или осевой насос для низких и средних скоростей. Давление воды внутри впускного отверстия увеличивается насосом и вытесняется назад через сопло. С помощью реверсивного ковша можно также обеспечить обратную тягу 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 струйных насосов.
Форсунка также обеспечивает управление струями насоса. К насадке могут быть прикреплены пластины, похожие на рули направления, с целью перенаправления потока воды в левый и правый борт. В некотором смысле это похоже на принципы управления вектором тяги воздуха , метод, который долгое время использовался в ракетах-носителях (ракетах и ракетах), а затем и в военных реактивных самолетах. Это обеспечивает судам с водометными двигателями превосходную маневренность в море. Еще одним преимуществом является то, что при движении назад с использованием реверсивного ковша рулевое управление не переворачивается, в отличие от кораблей с винтовыми двигателями.
Давление водомета с осевым потоком увеличивается за счет диффузии потока, когда он проходит через лопасти рабочего колеса и лопатки статора. Затем сопло насоса преобразует эту энергию давления в скорость, создавая таким образом тягу. [1]
Водометы с осевым потоком производят большие объемы воды при более низкой скорости, что делает их хорошо подходящими для более крупных 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 более высокую удельную мощность по сравнению с большинством морских судов. Водоструйные насосы с осевым потоком на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом насосов.
Водоструйные конструкции со смешанным потоком сочетают в себе аспекты насосов как с осевым, так и с центробежным потоком. Давление развивается как за счет диффузии, так и радиального истечения. Конструкции со смешанным потоком производят меньшие объемы воды при высокой скорости, что делает их подходящими для судов малого и среднего размера и с более высокими скоростями. Обычное использование включает высокоскоростные прогулочные суда и водометы для гонок по рекам на мелководье (см. Речной марафон ).
В водоструйных конструкциях с центробежным потоком для создания давления воды используется радиальный поток.
Примерами центробежных конструкций являются Schottel Pump-Jet и подвесные кормовые приводы . [2]
Насосные струи имеют некоторые преимущества по сравнению с голыми гребными винтами для определенных применений, обычно связанных с требованиями высокоскоростных операций или операций с малой тягой . К ним относятся:
Принцип водомета в судоходстве восходит к 1661 году [4] , когда Тугуд и Хейс дали описание корабля, имеющего центральный водный канал, в котором для создания движущей силы был установлен либо плунжерный, либо центробежный насос. [5]
3 декабря 1787 года изобретатель Джеймс Рамси продемонстрировал лодку с водометным двигателем, в которой паровой насос выгонял струю воды с кормы. [6] [ циркулярная ссылка ] Это произошло на реке Потомак в Шепердстауне, штат Вирджиния (ныне Западная Вирджиния), на глазах у толпы свидетелей, включая генерала Горацио Гейтса. Лодка длиной 50 футов прошла около полумили вверх по реке, прежде чем вернуться в док. Сообщается, что лодка развивала скорость четыре мили в час, двигаясь против течения. [7] [8] [9]
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. Итальянский флот, который финансировал разработку лодки, не разместил заказов, но наложил вето на продажу конструкции за пределами Италии. [10] [11] Первый современный реактивный катер был разработан новозеландским инженером сэром Уильямом Гамильтоном в середине 1950-х годов. [12]
Когда-то водометные насосы использовались только на высокоскоростных прогулочных судах (таких как водные мотоциклы и катера ) и других небольших судах, но с 2000 года потребность в высокоскоростных судах возросла, и , таким образом, водометные насосы набирают популярность. на более крупных судах, военных судах и паромах . На этих более крупных кораблях они могут приводиться в движение дизельными двигателями или газовыми турбинами . В этой конфигурации можно достичь скорости до 40 узлов (45 миль в час; 75 км/ч), даже с водоизмещающим корпусом . [13]
Корабли с насосно-реактивными двигателями очень маневренны. Примерами кораблей, использующих водометные двигатели, являются патрульные корабли класса Car Nicobar , ракетные катера класса Hamina , фрегаты класса Valor , высокоскоростные морские паромы Stena , американские корабли класса Seawolf и класса Virginia , а также Российские подводные лодки типа «Борей» и боевые корабли прибрежной зоны США .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )