Lancha - Jetboat
Um jetboat é um barco impulsionado por um jato de água ejetado da parte de trás da embarcação. Ao contrário de um barco a motor ou barco a motor que usa uma hélice externa na água abaixo ou atrás do barco, um barco a jato puxa a água de debaixo do barco através de uma entrada e em um jato de bomba dentro do barco, antes de expelir por um bocal na popa .
Os barcos a jato foram originalmente projetados por Sir William Hamilton em 1954. Seu objetivo era um barco para subir os rios de fluxo rápido da Nova Zelândia que eram muito rasos para hélices.
As tentativas anteriores de propulsão por jato de água tiveram tempos de vida muito curtos, geralmente devido ao design ineficiente das unidades e ao fato de elas oferecerem poucas vantagens sobre as hélices convencionais. Ao contrário desses desenvolvimentos anteriores de jato de água, como Campini's e Hanley Hydrojet , Hamilton tinha uma necessidade específica de um sistema de propulsão para operar em águas muito rasas, e o jato de água provou ser a solução ideal. A popularidade da unidade de jato e jetboat aumentou rapidamente. Foi descoberto que o jato de água era melhor do que hélices para uma ampla variedade de tipos de embarcações, e jatos de água são agora amplamente usados para muitas embarcações de alta velocidade, incluindo balsas de passageiros, embarcações de resgate, barcos de patrulha e embarcações de abastecimento offshore.
Os barcos a jato são altamente manobráveis e muitos podem ser revertidos a partir de sua velocidade máxima e parados a pouco mais do que seu próprio comprimento, em uma manobra conhecida como "parada de emergência". A conhecida curva Hamilton ou "jet spin" é uma manobra de alta velocidade em que o acelerador do motor do barco é cortado, a direção é virada bruscamente e o acelerador aberto novamente, fazendo com que o barco gire rapidamente com um grande jato de água.
Não há limite de engenharia para o tamanho dos barcos a jato, embora sua utilidade dependa do tipo de aplicação. Os propulsores clássicos são geralmente mais eficientes e econômicos em baixas velocidades, até cerca de 20 nós (37 km / h; 23 mph), mas conforme a velocidade do barco aumenta, a resistência extra do casco gerada por escoras, lemes , eixos e assim por diante significa os jatos d'água são mais eficientes até 90 km / h; 60 mph). Para hélices muito grandes girando em velocidades baixas, como em rebocadores , o jato de água de tamanho equivalente seria grande demais para ser prático. A grande maioria das unidades de jato de água é, portanto, instalada em embarcações de alta velocidade e em situações em que o calado raso, a capacidade de manobra e a flexibilidade de carga são as principais preocupações.
Os maiores navios a jato são encontrados no uso militar e na indústria de balsas de passageiros e carros de alta velocidade. As fragatas da classe Valor da África do Sul (aproximadamente 120 metros ou 390 pés de comprimento) e os 127 metros (417 pés) de comprimento do Litoral de Combate dos Estados Unidos estão entre os maiores navios de propulsão a jato em 2020. Mesmo esses navios são capazes de realizar "colisões pára ".
Função
Uma hélice de parafuso convencional funciona dentro do corpo de água abaixo do casco de um barco, efetivamente "girando" através da água para impulsionar uma embarcação para frente, gerando uma diferença na pressão entre as superfícies dianteira e traseira das pás da hélice e acelerando uma massa de água retaguarda. Por outro lado, uma unidade de jato de água fornece um "empurrão" de alta pressão da popa de um navio, acelerando um volume de água que passa por uma bomba especializada montada acima da linha d'água dentro do casco do barco. Ambos os métodos produzem impulso devido à Newton da terceira lei - cada acção tem uma reacção igual e oposta.
Em um barco a jato, o jato d'água puxa a água de baixo do casco, onde passa por uma série de impulsores e estatores - conhecidos como estágios - que aumentam a velocidade do fluxo d'água. A maioria dos jatos modernos é de estágio único, enquanto os jatos d'água mais antigos podem ter até três estágios. A seção da cauda da unidade de jato de água se estende através do gio do casco, acima da linha de água. Este jato sai da unidade através de um pequeno bocal em alta velocidade para empurrar o barco para a frente. A direção é realizada movendo este bico para qualquer um dos lados, ou menos comumente, por pequenos portões em ambos os lados que desviam o jato. Como o barco a jato depende do fluxo de água através do bico para controle, não é possível dirigir um barco a jato convencional sem o motor funcionando.
Ao contrário dos sistemas convencionais de hélice, onde a rotação da hélice é revertida para fornecer movimento de popa, um jato de água continuará a bombear normalmente enquanto um defletor é baixado para a corrente de jato após deixar o bocal de saída. Este defletor redireciona as forças de empuxo para frente para fornecer empuxo reverso. Os defletores reversos mais desenvolvidos redirecionam o jato para baixo e para cada lado para evitar a recirculação da água através do jato novamente, o que pode causar problemas de aeração ou aumentar o impulso reverso. A direção ainda está disponível com o defletor de ré abaixado para que o barco tenha total capacidade de manobra. Com o defletor abaixado cerca da metade do caminho para o jato, o empuxo para frente e para trás são iguais para que o barco mantenha uma posição fixa, mas a direção ainda está disponível para permitir que a embarcação gire no local - algo que é impossível com uma única hélice convencional.
Ao contrário dos hidrofólios , que usam asas ou suportes subaquáticos para erguer a embarcação para longe da água, os barcos a jato convencionais usam um casco plano convencional para navegar pela superfície da água, com apenas a parte traseira do casco deslocando a água. Com a maior parte do casco fora da água, o arrasto é reduzido, aumentando muito a velocidade e a capacidade de manobra, de modo que os barcos a jato são normalmente operados na velocidade de planeio . Em velocidades mais lentas com menos água bombeando através da unidade de jato, o barco a jato perderá algum controle de direção e manobrabilidade e irá desacelerar rapidamente conforme o casco sai de seu estado de planagem e a resistência do casco aumenta. No entanto, a perda do controle de direção em baixas velocidades pode ser superada abaixando ligeiramente o defletor de ré e aumentando a aceleração - assim, um operador pode aumentar o empuxo e, assim, controlar sem aumentar a velocidade do próprio barco. Um barco a jato convencional para o rio terá um casco raso (mas não de fundo plano) para melhorar seu controle e estabilidade em curvas de alta velocidade, ao mesmo tempo que permite que ele atravesse águas muito rasas. Em velocidade, os barcos a jato podem ser operados com segurança em menos de 7,5 cm (3 polegadas) de água.
Um dos avanços mais significativos, no desenvolvimento do jato de água, foi mudar o design para que expelisse o jato acima da linha d'água, ao contrário da intuição de muitas pessoas. Hamilton descobriu logo no início que isso melhorava muito o desempenho, em comparação com a expulsão abaixo da linha de água, ao mesmo tempo que proporcionava um fundo do casco "limpo" (ou seja, nada que se projetava abaixo da linha do casco) para permitir que o barco deslizasse em águas muito rasas. Não faz diferença para a quantidade de empuxo gerado se a saída está acima ou abaixo da linha da água, mas tê-la acima da linha da água reduz a resistência do casco e o calado. O primeiro projeto de jato de água de Hamilton tinha a saída abaixo do casco e, na verdade, na frente da entrada. Isso provavelmente significava que a água perturbada estava entrando na unidade de jato e reduzindo seu desempenho, e o principal motivo pelo qual a mudança para acima da linha d'água fez tanta diferença.
Queenstown, Nova Zelândia , onde os barcos a jato são amplamente usados para turismo de aventura , afirma ser a capital mundial dos barcos a jato , e os barcos a jato são muito comuns para muitas atividades de turismo costeiro e fluvial no país, como o Excitor na Baía das Ilhas .
Formulários
As aplicações para barcos a jato incluem a maioria das atividades em que hélices convencionais também são usadas, mas em particular serviços de balsa de passageiros, guarda costeira e patrulha policial, marinha e militar, turismo de aventura (que está se tornando cada vez mais popular em todo o mundo), operações de barco piloto, resgate de surf , agricultura , pesca , exploração , passeios de barco de recreio e outras atividades aquáticas em que são usados barcos a motor. Os jetboats também podem ser praticados para a prática de esportes, tanto em rios ( World Champion Jet Boat Marathon realizada no México, Canadá, EUA e Nova Zelândia) e em pistas especialmente projetadas conhecidas como pistas de sprint. Recentemente, tem havido um uso crescente de barcos a jato na forma de barcos infláveis de casco rígido e como locadoras de iates de luxo . Muitos barcos a jato são pequenos o suficiente para serem carregados em um trailer e rebocados por um carro.
Como os barcos a jato não têm peças rotativas externas, são mais seguros para os nadadores e a vida marinha , embora possam ser atingidos pelo casco. O benefício de segurança em si às vezes pode ser razão suficiente para usar esse tipo de propulsão.
Em 1977, Sir Edmund Hillary liderou uma expedição de barco a jato, intitulada "Ocean to Sky", da foz do rio Ganges até sua nascente. Um dos barcos a jato foi afundado por um amigo de Hillary.
Inconvenientes
A eficiência do combustível e o desempenho de um barco a jato podem ser afetados por qualquer coisa que atrapalhe o fluxo suave da água através da unidade a jato. Por exemplo, um saco plástico sugado pela grade de entrada da unidade de jato pode ter um efeito bastante adverso.
Outra desvantagem dos barcos a jato parece ser que eles são mais sensíveis à incompatibilidade motor / unidade a jato, em comparação com o problema de incompatibilidade motor / hélice em embarcações movidas a hélice. Se a unidade de propulsão a jato não for bem adaptada ao desempenho do motor, pode resultar em consumo ineficiente de combustível e baixo desempenho.