Перейти к содержанию

Водомётный движитель

Материал из Леста Wiki
(перенаправлено с «Водомёт»)
Водомётные движители

Водомётный движитель (водомёт) — судовой движитель, у которого движущая сила (упор) создаётся за счёт выталкивания струи воды из профилированного канала под действием работающего насоса или рабочего колеса (импеллера)[1].

В военно-морском деле водомёты получили широкое распространение благодаря двум ключевым качествам: обеспечению высокой манёвренности и скорости маломерных катеров на мелководье, а также критическому снижению акустической заметности (шумности) современных атомных подводных лодок (АПЛ)[2].

Устройство и принцип работы

Поворотный водомет с диагональным насосом, установленный за транцем катера: 1 - сопло реверса; 2 - сопло; 3 - спрямляющий аппарат; 4 - рабочее колесо; 5 - привод

В отличие от классического гребного винта, водомётный движитель является внутренней гидродинамической системой. Его конструкция состоит из следующих элементов:

  • Водозаборник (приёмный канал):

Специфическое отверстие в днище корабля, через которое забортная вода поступает внутрь корпуса. Защищается решёткой от попадания крупных камней и мусора.

  • Водовод (канал прямоугольного или круглого сечения):

Внутри него располагается вал двигателя.

Многолопастной винт особой геометрии, который раскручивается двигателем и придаёт ускорение водному потоку.

  • Спрямляющий аппарат (статор):

Система неподвижных лопаток за импеллером, которая устраняет закручивание струи воды, превращая её вращательное движение в строго направленное осевое.

  • Сужающееся сопло:

Выходная часть канала, увеличивающая скорость выбрасываемой струи.

  • Реверсивно-рулевое устройство (РРУ):

Набор подвижных дефлекторов (заслонок) на выходе из сопла. Поворот заслонок влево-вправо отклоняет струю и поворачивает корабль, а полное перекрытие сопла заставляет струю идти под днище вперёд, обеспечивая задний ход без переключения реверса двигателя.

История создания

Водомётный движитель в сборе

Идея использования водомёта зародилась ещё в XIX веке, однако из-за низкого КПД ранних насосов они проигрывали гребным винтам. Полноценное рождение водомётов произошло в середине XX века с развитием высокооборотистых двигателей и точных гидродинамических расчётов.

Высадка десанта с моря

Первоначально водомёты стали прерогативой малого боевого флота: торпедных, патрульных и десантных катеров, действующих в прибрежной зоне. Отсутствие выступающих частей (винтов и рулей) под днищем позволяло катерам на полной скорости преодолевать мели, перекаты, проходить по заросшим водоёмам и даже выскакивать носом на пологий берег для высадки десанта.

Революция под водой

Настоящий прорыв для водомётных движителей произошёл в конце XX века в подводном кораблестроении. Главным врагом подлодки является её собственный шум, а основным источником шума на высоких скоростях — кавитация (закипание воды и схлопывание пузырьков воздуха на кромках лопастей гребного винта).

Движитель субмарины - водомёт насосного типа

Конструкторы заключили винт в специальное кольцевое сопло-канал, фактически превратив его в водомёт насосного типа (Pump-jet).

  • Физический эффект:

Внутри водомётного канала удаётся искусственно повысить статическое давление воды. Это отодвигает порог возникновения кавитации на значительно более высокие скорости хода.

  • Результат:

Подлодка получила возможность двигаться быстро (до 15–20 узлов) и при этом оставаться практически бесшумной для пассивных гидролокаторов противника. Одними из первых водомёты получили британские АПЛ типа Trafalgar (1980-е гг.), американские типа Seawolf и российские ракетные крейсеры проекта 955 «Борей».

Отличие водомёта и винта

Критерий сравнения Водомётный движитель Классический гребной винт
Эффективность на малых скоростях Ниже. Имеет место трение воды о стенки внутреннего канала. Выше. Обладает максимальным КПД на крейсерских и малых ходах.
Эффективность на высоких скоростях Выше. Поток воды стабилизируется и направляется соплом без потерь. Ниже из-за прогрессирующего кавитационного разрушения и падения упора.
Защищённость и осадка Идеальная. Движитель спрятан внутри корпуса; судно способно ходить по экстремальному мелководью. Низкая. Винты и валы легко повредить о грунт, камни или плавающий мусор.
Шумность (акустический след) Сверхнизкая на средних и высоких скоростях за счёт подавления кавитации (Pump-jet). Высокая. Является главным демаскирующим фактором подлодки под водой.
Управление и реверс Превосходные. Направление струи меняется мгновенно заслонками без инерции двигателя. Требует механического реверсирования вала или изменения шага лопастей (ВФШ/ВРШ).

См. также

  1. ↑ Военно-морской словарь / Чернавин В. Н. — М.: Воениздат, 1990. — С. 83.
  2. ↑ Техника и вооружение: Научно-популярный журнал. — М., 2012. — № 08. — С. 14-19.

Источники информации и литература

Литература

  • Папир А. Н. Водометные движители малых судов. — Л.: Судостроение, 1970. — 256 с.
  • Куликов С. В., Храмкин М. Ф. Водометные движители: теория и расчет. — Л.: Судостроение, 1980. — 312 с.
  • Мавлюдов М. А., Русецкий А. А. Экспериментальные исследования гидродинамических характеристик водометных движителей. — 2015. — № 89. — С. 67–78.
  • Слизков С. П. Проектирование движителей малых быстроходных судов. — СПб.: Кораблестроение, 2014. — 184 с. — ISBN 978-5-90653-015-7
  • Allison J. Marine Waterjet Propulsion Systems. — New York: SNAME Publications, 1993. — 142 с.

Интернет-источники

Источник — https://wiki.lesta.ru/index.php?title=Водомётный_движитель&oldid=194517