Bomba-chorro - Pump-jet

Una vista de los surtidores de bombas en funcionamiento

Dos de los cuatro chorros de agua KaMeWa en el ferry de alta velocidad Discovery

Jet típico de la bomba de moto acuática

Una bomba de chorro , hidrojet o chorro de agua es un sistema marino que produce un chorro de agua para propulsión . La disposición mecánica puede ser una hélice con conductos ( bomba de flujo axial ), una bomba centrífuga o una bomba de flujo mixto que es una combinación de diseños centrífugos y axiales. El diseño también incorpora una entrada para proporcionar agua a la bomba y una boquilla para dirigir el flujo de agua fuera de la bomba.

Diseño

Esta imagen ilustra el funcionamiento de un cubo de inversión . 1: empuje hacia adelante, cucharón de inversión desacoplado 2: empuje hacia atrás, el cucharón de inversión empuja el flujo de empuje hacia atrás

Adelante, atrás, lateral y giro por bomba de chorro

Una bomba de chorro funciona con una entrada (generalmente en la parte inferior del casco ) que permite que el agua pase por debajo de la embarcación hacia los motores. El agua ingresa a la bomba a través de esta entrada. La bomba puede tener un diseño centrífugo para altas velocidades o una bomba de flujo axial para velocidades bajas a medias. La presión del agua dentro de la entrada es aumentada por la bomba y forzada hacia atrás a través de una boquilla. Con el uso de un cucharón de inversión , también se puede lograr el empuje inverso para retroceder rápidamente y sin la necesidad de cambiar de marcha o ajustar el empuje del motor. El cucharón de inversión también se puede utilizar para ayudar a reducir la velocidad del barco al frenar. Esta característica es la razón principal por la que los surtidores de bombas son tan maniobrables.

La boquilla también proporciona la dirección de los chorros de la bomba. Las placas, similares a los timones, se pueden unir a la boquilla para redirigir el puerto de flujo de agua y estribor. En cierto modo, esto es similar a los principios de la vectorización del empuje de aire , una técnica que se ha utilizado durante mucho tiempo en vehículos de lanzamiento (cohetes y misiles) y luego en aviones militares propulsados ​​por reactores. Esto proporciona a los barcos propulsados ​​por bombas de agua una agilidad superior en el mar. Otra ventaja es que cuando se retrocede utilizando el cazo de inversión, la dirección no está invertida, a diferencia de los barcos propulsados ​​por hélice.

Flujo axial

La presión de un chorro de agua de flujo axial aumenta al difundir el flujo a medida que pasa a través de las paletas del impulsor y las paletas del estator. Luego, la boquilla de la bomba convierte esta energía de presión en velocidad, produciendo así empuje.

Los chorros de agua de flujo axial producen grandes volúmenes a menor velocidad, lo que los hace muy adecuados para embarcaciones más grandes de baja a media velocidad, con la excepción de las embarcaciones personales , donde los altos volúmenes de agua crean un tremendo empuje y aceleración, así como altas velocidades máximas. Pero estas embarcaciones también tienen una alta relación potencia / peso en comparación con la mayoría de embarcaciones marinas. Los chorros de agua de flujo axial son, con mucho, el tipo de bomba más común.

Flujo mixto

Los diseños de chorro de agua de flujo mixto incorporan aspectos de las bombas de flujo axial y de flujo centrífugo. La presión se desarrolla tanto por difusión como por flujo radial. Los diseños de flujo mixto producen menores volúmenes de agua a alta velocidad, lo que los hace adecuados para embarcaciones de tamaño pequeño a moderado y velocidades más altas. Los usos comunes incluyen embarcaciones de recreo de alta velocidad y chorros de agua para carreras de ríos en aguas poco profundas (ver River Marathon ).

Flujo centrífugo

Los diseños de chorro de agua de flujo centrífugo utilizan el flujo radial para crear presión de agua.

Los diseños centrífugos ya no se utilizan habitualmente, excepto en los dentrofuerabordas fuera de borda.

Ventajas

Los chorros de bombas tienen algunas ventajas sobre las hélices desnudas para ciertas aplicaciones, generalmente relacionadas con los requisitos para operaciones de alta velocidad o de tiro poco profundo . Éstos incluyen:

• Mayor velocidad antes del inicio de la cavitación , debido a la presión dinámica interna elevada
• Alta densidad de potencia (con respecto al volumen) tanto del propulsor como del motor primario (porque se puede usar una unidad más pequeña y de mayor velocidad)
• Protección del elemento giratorio, lo que hace que la operación sea más segura alrededor de los nadadores y la vida acuática.
• Operaciones mejoradas en aguas poco profundas, ya que solo es necesario sumergir la entrada
• Mayor maniobrabilidad, al agregar una boquilla orientable para crear un empuje vectorial.
• Reducción de ruido, lo que resulta en una firma de sonda baja ; este sistema en particular tiene poco en común con otros propulsores de chorro de bomba y también se conoce como "configuración de hélice envuelta"; aplicaciones:
  • Buques de guerra diseñados para una baja observabilidad , por ejemplo, la corbeta sueca de clase Visby .
  • Submarinos , por ejemplo, la Marina Real Trafalgar clase y astuto clase , la de EE.UU. Armada Seawolf clase y Virginia clase , la Marina francesa Triomphant clase y Barracuda clase , y la Armada rusa Borei clase .
  • Torpedos modernos , como el Spearfish , las armas Mk 48 y Mk 50 .

Historia

En abril de 1932, el ingeniero italiano Secondo Campini hizo una demostración de un barco propulsado por bombas de chorro en Venecia , Italia . El barco alcanzó una velocidad máxima de 28 nudos (32 mph; 52 km / h), una velocidad comparable a una embarcación con un motor convencional de potencia similar. La Armada italiana, que había financiado el desarrollo del barco, no realizó pedidos, pero vetó la venta del diseño fuera de Italia. El primer jetboat moderno fue desarrollado por el ingeniero neozelandés Sir William Hamilton a mediados de la década de 1950.

Usos

Los jets de bombeo alguna vez se limitaron a embarcaciones de recreo de alta velocidad (como motos acuáticas y lanchas a motor ) y otras embarcaciones pequeñas, pero desde el año 2000 ha aumentado el deseo de embarcaciones de alta velocidad y, por lo tanto, el jet de bombeo está ganando popularidad en embarcaciones más grandes. buques militares y transbordadores . En estas naves más grandes, pueden funcionar con motores diesel o turbinas de gas . Se pueden alcanzar velocidades de hasta 40 nudos (45 mph; 75 km / h) con esta configuración, incluso con un casco de desplazamiento .

Los barcos propulsados ​​por bombas de chorro son muy maniobrables. Ejemplos de barcos que utilizan bombas de chorro son los barcos patrulleros de la clase Car Nicobar , los barcos de misiles de la clase Hamina , las fragatas de la clase Valor , los transbordadores Stena High-Speed ​​Sea Service , la clase Seawolf de los Estados Unidos y la clase Virginia , así como la Los submarinos rusos de clase Borei y los barcos de combate del litoral de los Estados Unidos .

Ver también

• Propulsión de impulsión interna
• Motos acuáticas
• Bicicleta mojada
• Timón de cocina
• Cohete de agua
• Barco de cadena # Turbinas de agua

Notas

Referencias