Hidrojet

De Viquipèdia
Salta a la navegació Salta a la cerca
Aquesta imatge il·lustra el funcionament del deflector de marxa enrere . 1: embranzida cap endavant, deflector desactivat 2: Inversió d'embranzida, el deflector desvia el flux d'embranzida cap enrere

Un hidrojet o doll d'aigua, és un sistema propulsió nàutica mitjançant un doll d'aigua. La disposició mecànica pot ser una hèlix a l'interior d'un conducte amb una tovera a la sortida del mateix, o una bomba centrífuga i la tovera.

Història[modifica]

En 1866, a Gran Bretanya es va botar el HMS Waterwitch un vaixell experimental, que estava equipat amb un sistema de propulsió per doll d'aigua.[1] En 1895 a Alemanya la cadena vapors Gustav Zeuner es va equipar amb un sistema de propulsió a raig d'aigua. També disposava un inversor d'embranzida. L'inventor italià Secondo Campini va mostrar el primer desenvolupament de l'home d'un motor hidrojet a Venècia en 1931. Però mai va sol·licitar una patent i el dispositiu va patir problemes de material resultant en una curta vida pel que mai es va convertir en un producte comercial. Va ser l'inventor Sir William Hamilton el 1954 a Nova Zelanda qui va aconseguir un producte pràctic.

Inicialment els hidrojets solien limitar-se als vaixells d'esbarjo d'alta velocitat (com a motos d'aigua i embarcacions aquàtiques ) i altres embarcacions petites. Però per la seva velocitat estan guanyant popularitat en grans embarcacions, especialment en vaixells militars i transbordadors. En aquestes embarcacions més grans poden ser mogudes per motors diésel o turbines de gas. Es poden aconseguir velocitats de fins a 40 nusos amb aquests propulsors, fins i tot amb un casc convencional.[2]

Un altre avantatge important dels vaixells propulsats amb hidrojet és la maniobrabilitat. Els vaixells impulsats per hidrojet són molt maniobrables. Exemples dels vaixells que utilitzen hidrojet són els transbordadors ràpids Stena HSS i les llanxa militar de patrulla ràpida Dvora Mk-III d'Israel, la classe HAMINA de vaixell porta míssils de Finlàndia, dels Estats Units els Vaixells de Combat Litoral [LCS].[3]

Funcionament[modifica]

Diverses maniobres amb els hidrojet

Un hidrojet funciona per tenir una alimentació (en general en la part inferior del casc) que permet que l'aigua arribi fins als motors. L'aigua entra en la bomba a través d'aquesta entrada. La bomba pot ser: una centrífuga per a altes velocitats, un inductor per a baixes velocitats, o una bomba de flux axial per a velocitats mitjanes. La pressió d'aigua dins de l'entrada s'incrementa per la bomba i és forçada cap enrere a través d'una tovera. Amb l'ús d'un deflector de marxa enrere , es pot aconseguir la inversió de l'embranzida i anar cap enrere, de forma ràpida i sense la necessitat de canviar d'engranatges o ajustar l'embranzida del motor. Els deflectors també es poden utilitzar per ajudar a disminuir l'espai recorregut fins a detenir-se. Aquesta característica és la principal raó per la qual els hidrojet són tan maniobrables.

La tovera també proporciona l'adreça de les bombes dels jets. Plaques, similars als timons, es poden unir a la tovera amb la finalitat de redirigir el flux d'aigua a babord o estribord. En cert sentit, és similar als principis de l'embranzida vectorial que s'utilitza en avions militars de propulsió a raig. Això proporciona als vaixells amb propulsió amb hidrojet una major agilitat en el mar. Un altre avantatge és que quan s'inverteix la marxa, no s'inverteix el govern del timó, en oposició a accionats per hèlix.

El hidrojet sofreix l'efecte Coandă, això s'ha de tenir en compte quan es fan canvis en l'adreça. Les necessitats que es dirigien a ajustar dos graus més enllà del que normalment es requereix a causa d'aquest efecte.

Avantatges[modifica]

Els dolls de la bomba tenen alguns avantatges sobre les hèlixs nues per a certes aplicacions, generalment relacionades amb requisits d'alta velocitat o operacions de poc calat. Aquests inclouen:

  • Una velocitat més alta abans de l'aparició de la cavitació , a causa de l'elevada pressió interna estàtica
  • Alta densitat de potència (pel que fa al volum) de tant del propulsor com del motor primari (a causa que es pot utilitzar una unitat més petita de major velocitat).
  • Protecció de l'element giratori, fent l'operació més segura al voltant dels nedadors i la vida aquàtica.
  • Millora l'operació en aigües poc profundes , perquè solament l'entrada necessita estar submergida.
  • L'augment de la capacitat de maniobra, mitjançant l'addició d'una tovera orientable per crear embranzida vectorial.

Desavantatges[modifica]

  • Pot ser menys eficient que una hèlix a baixa velocitat.
  • Més complex que un sistema convencional, i per tant més car.
  • Major pes en el vaixell a causa de l'aigua que circula per la canonada.
  • Perdudes per fricció en la canonada.
  • La reixeta d'entrada pot tapar-se amb residus, per exemple, les algues marines.
  • També és possible que en invertir l'adreça del doll la potència del mateix dirigida cap avall pot erosionar el fons marí causant problemes ambientals.

Curiositats biològiques[modifica]

En el període geològic conegut Ordovícico van aparèixer els primers cefalòpodes que incorporen un sistema de desplaçament mitjançant un doll d'aigua orientable.

Temes relacionats[modifica]

  • Propulsor amb tovera anular
  • Tovera Kort

Referències[modifica]

Bibliografia[modifica]

  • Prof. Anthony Molland, Ship Resistance & Propulsion, notes del curs, M. Eng Ship Science, Universitat de Southampton.