Bomba a jato - Pump-jet
Um jato de bomba , hidrojato ou jato de água é um sistema marinho que produz um jato de água para propulsão . O arranjo mecânico pode ser uma hélice canalizada ( bomba de fluxo axial ), uma bomba centrífuga ou uma bomba de fluxo misto que é uma combinação dos projetos centrífugo e axial. O projeto também incorpora uma entrada para fornecer água à bomba e um bico para direcionar o fluxo de água para fora da bomba.
Projeto
Uma bomba a jato funciona tendo uma entrada (geralmente na parte inferior do casco ) que permite que a água passe por baixo do navio para os motores. A água entra na bomba por esta entrada. A bomba pode ser de um projeto centrífugo para altas velocidades ou uma bomba de fluxo axial para velocidades baixas a médias. A pressão da água dentro da entrada é aumentada pela bomba e forçada para trás através de um bico. Com o uso de uma caçamba de reversão , o empuxo reverso também pode ser obtido para recuar, rapidamente e sem a necessidade de mudar de marcha ou ajustar o empuxo do motor. A caçamba de reversão também pode ser usada para ajudar a desacelerar o navio durante a frenagem. Esse recurso é o principal motivo pelo qual os jatos da bomba são tão manobráveis.
O bico também fornece a direção dos jatos da bomba. Placas, semelhantes a lemes, podem ser fixadas ao bocal para redirecionar o fluxo de água a bombordo e a estibordo. De certa forma, isso é semelhante aos princípios de vetorização de empuxo aéreo , uma técnica que tem sido usada há muito tempo em veículos de lançamento (foguetes e mísseis) e, posteriormente, em aeronaves militares a jato. Isso fornece aos navios movidos a jato de bomba uma agilidade superior no mar. Outra vantagem é que, ao andar para trás usando a caçamba de reversão, a direção não é invertida, ao contrário dos navios movidos a hélice.
Fluxo axial
A pressão de um jato de água de fluxo axial é aumentada pela difusão do fluxo conforme ele passa pelas lâminas do impulsor e pelas palhetas do estator. O bico da bomba então converte essa energia de pressão em velocidade, produzindo assim o empuxo.
Os jatos d'água de fluxo axial produzem grandes volumes em velocidades mais baixas, tornando-os adequados para embarcações maiores de baixa a média velocidade, com exceção das embarcações pessoais , onde os altos volumes de água criam impulso e aceleração tremendos, bem como altas velocidades máximas. Mas essas embarcações também têm altas relações peso / potência em comparação com a maioria das embarcações marítimas. Os jatos de água de fluxo axial são, de longe, o tipo mais comum de bomba.
Fluxo misto
Projetos de jato de água de fluxo misto incorporam aspectos de fluxo axial e bombas de fluxo centrífugo. A pressão é desenvolvida tanto por difusão quanto por fluxo radial. Projetos de fluxo misto produzem volumes menores de água em alta velocidade, tornando-os adequados para embarcações de tamanhos pequenos a moderados e velocidades mais altas. Os usos comuns incluem embarcações de recreio de alta velocidade e jatos d'água para corridas em rios em águas rasas (consulte River Marathon ).
Fluxo centrífugo
Projetos de jato de água de fluxo centrífugo usam fluxo radial para criar pressão de água.
Projetos centrífugos não são mais usados comumente, exceto em unidades de tração de popa externas.
Vantagens
Jatos da bomba têm algumas vantagens sobre hélices nuas para certas aplicações, normalmente relacionados com requisitos de alta velocidade ou rasas projectos de operações. Esses incluem:
- Maior velocidade antes do início da cavitação , por causa da pressão dinâmica interna elevada
- Alta densidade de potência (com relação ao volume) do propulsor e do motor principal (porque uma unidade menor e de maior velocidade pode ser usada)
- Proteção do elemento rotativo, tornando a operação mais segura perto de nadadores e da vida aquática
- Melhorou as operações em águas rasas, porque apenas a entrada precisa ser submersa
- Maior capacidade de manobra, adicionando um bico direcionável para criar empuxo vetorial
- Redução de ruído, resultando em uma assinatura de sonar baixa ; este sistema em particular tem pouco em comum com outros propulsores a jato de bomba e também é conhecido como "configuração de hélice blindada"; formulários:
- Navios de guerra projetados para baixa observabilidade , por exemplo, a corveta sueca da classe Visby .
- Submarinos , por exemplo, a Royal Navy Trafalgar classe e Astute classe , a US Navy Seawolf classe e Virginia classe , o francês Marinha Triomphant classe e Barracuda classe , ea Marinha russa Borei classe .
- Torpedos modernos , como o Spearfish , as armas Mk 48 e Mk 50 .
História
Em abril de 1932, o engenheiro italiano Secondo Campini demonstrou um barco com propulsão a jato em Veneza , Itália . O barco atingiu uma velocidade máxima de 28 nós (32 mph; 52 km / h), uma velocidade comparável a um barco com um motor convencional de potência semelhante. A Marinha italiana, que havia financiado o desenvolvimento do barco, não fez pedidos, mas vetou a venda do projeto fora da Itália. O primeiro barco a jato moderno foi desenvolvido pelo engenheiro neozelandês Sir William Hamilton em meados dos anos 1950.
Usos
Bomba-jatos já foram limitados às embarcações de recreio de alta velocidade (como jet skis e jetboats ) e outras pequenas embarcações, mas desde 2000 o desejo de navios de alta velocidade aumentou e, assim, o jet-bomba está ganhando popularidade em embarcações maiores, embarcações militares e balsas . Nessas naves maiores, eles podem ser movidos por motores a diesel ou turbinas a gás . Velocidades de até 40 nós (45 mph; 75 km / h) podem ser alcançadas com esta configuração, mesmo com um casco de deslocamento .
Navios movidos a jato de bomba são muito manobráveis. Exemplos de navios que usam jatos são os navios de patrulha da classe Car Nicobar , os barcos de mísseis da classe Hamina , as fragatas da classe Valor , as balsas Stena High-speed Sea Service , as classes Seawolf dos Estados Unidos e as classes Virginia , bem como a Submarinos russos da classe Borei e navios de combate litorâneos dos Estados Unidos .
Veja também
- Propulsão de acionamento interno
- Embarcação pessoal
- Bicicleta molhada
- Leme de cozinha
- Foguete de água
- Barco de corrente # Turbinas de água
Notas
Referências
- Charles Dawson, "The Early History of the Water-jet Engine", "Industrial Heritage", Vol. 30, No 3, 2004, página 36.
- David S. Yetman, "Without A Prop", DogEar Publishers, 2010