For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 629.5.036

Water jet propulsion: theory and practice

Shulga R. N. РhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "Academician Zababakhin RFNC – VNIITF", Moscow

Calculated ratios are obtained for choosing the efficiency of a water jet (jet or pump) propulsion (VD), which is determined by the product of the efficiency of the jet – ηst and the impeller – ηrk. A diagram of the pump characteristics is given. It is shown that as the speed of the vessel increases, the efficiency of the jet increases, and the efficiency of the impeller remains unchanged if there is no cavitation in accordance with formula (10). It is generally assumed that at ship speeds over 60 knots, the efficiency of the VD exceeds 60% and becomes higher than the efficiency of the propeller of the GVD. For a traction electric drive, taking into account the battery (AB), along with calculating the efficiency of the mover, the efficiency and traction characteristics of the electric motor (ED) should be taken into account. As an example, the characteristics of the "AB–ED-mover" system are given, depending on the speed of rotation of the rotor and the load.

Ранее считалось, что водометные движители (ВД) (часто называют реактивные или насосные движители) могут редко применяться на судах, хотя и обладают многовековой историей, и неплохой нишей применения для мелководья или засоренного форватера. Однако, начиная с середины прошлого века, путем использования заслонок, отклоняющих струю ВД в нужную сторону, и выявления, что КПД ВД на быстроходных суднах может превышать 60%, т. е. стать выше гребных винтовых движителей (ГВД) на скоростях выше 70 узлов, ситуация резко поменялась. Несмотря на разработку суперкавитационных ГВД, их эффективность оказалась ниже ВД, т. к. последние практически не подвержены разрушающей кавитации, и их акустический шум гораздо ниже.

Последние разработки ВД для подводных лодок, торпед и др., которые имеют кормовую оконечность в виде тела вращения, дали дополнительный импульс в части разработки ВД. Такой ВД представляет ряд лопастей, вращающихся вместе с кольцом, установленным заподлицо с наружной обшивкой, а снаружи установлено кольцо типа управляющей насадки. Второе дыхание получили ВД для АПЛ типов Сивулф (США), Борей (Россия), Триуфан (Франция).

Упрощенная конструкция ВД с основными элементами представлена на рис. 1а, а схема работы ВД приведена на рис. 1б, где принимаются обозначения: 1 – днище судна; 2 – водозаборник; 3 – насосная часть; 4 – сопло, стрелки показывают направление потока воды.

На водоизмещающих и глиссирующих судах забор воды осуществляется через отверстие в днище судна, а на судах с подводными крыльями – под корпусом судна. Различаются следующие типы отверстий: полнонапорное, которое направлено против скоростного потока воды, и статическое, когда отверстие расположено в днище судна. Бывают и промежуточные варианты.

Осевой насос ВД может содержать от 1 до 3 рабочих колес (вид 3 на рис. 1б) или иметь шнековую конструкцию, что отдаляет возможность возникновения кавитации. За рабочими колесами располагаются направляющие аппараты, которые уменьшают закручивание потока. Сопло 4 обеспечивает поджатие потока и регулирование его скорости. Струя воды может выбрасываться как в воду ниже ватерлинии, так и в воздух выше ватерлинии.

For citation:
Shulga R. N., Water jet propulsion: theory and practice. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №10 2022. 2022;10.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: