Bomba-chorro

Un sistema de propulsión a chorro , hidrojet o chorro de agua es un sistema marino que produce un chorro de agua para la propulsión . La disposición mecánica puede ser una hélice entubada ( bomba de flujo axial ), una bomba centrífuga o una bomba de flujo mixto, que es una combinación de diseños centrífugos y axiales. El diseño también incorpora una entrada para suministrar agua a la bomba y una boquilla para dirigir el flujo de agua hacia afuera de la misma. ^{[ 1 ]}

Un sistema de propulsión a chorro funciona mediante una entrada de agua (generalmente en la parte inferior del casco ) que permite el paso del agua por debajo de la embarcación hacia los motores. El agua entra en la bomba a través de esta entrada. La bomba puede ser centrífuga para altas velocidades o axial para velocidades bajas y medias. La bomba aumenta la presión del agua dentro de la entrada y la impulsa hacia atrás a través de una boquilla. Mediante un tope de inversión , también se puede generar empuje inverso para navegar hacia atrás rápidamente y sin necesidad de cambiar de marcha ni ajustar el empuje del motor. El tope de inversión también se puede usar para ayudar a reducir la velocidad de la embarcación al frenar. Esta característica es la principal razón por la que los sistemas de propulsión a chorro son tan maniobrables.

La boquilla también permite dirigir los propulsores a reacción. Se pueden acoplar placas, similares a timones, a la boquilla para redirigir el flujo de agua a babor y estribor. En cierto modo, esto se asemeja a los principios de la vectorización del empuje aéreo , una técnica utilizada desde hace tiempo en vehículos de lanzamiento (cohetes y misiles) y posteriormente en aeronaves militares a reacción. Esto proporciona a los buques propulsados ​​por propulsores a reacción una agilidad superior en el mar. Otra ventaja es que, al navegar marcha atrás mediante la pala de inversión, la dirección no se invierte, a diferencia de los buques propulsados ​​por hélice.

Los propulsores a chorro tienen algunas ventajas sobre las hélices convencionales para ciertas aplicaciones, generalmente relacionadas con los requisitos de operaciones a alta velocidad o con poco calado . Estas incluyen:

• Mayor velocidad antes del inicio de la cavitación , debido al aumento de la presión dinámica interna.
• Alta densidad de potencia (en relación al volumen) tanto del propulsor como del motor primario (porque se puede utilizar una unidad más pequeña y de mayor velocidad).
• Protección del elemento giratorio, lo que hace que el funcionamiento sea más seguro en presencia de nadadores y vida acuática.
• Mejora de las operaciones en aguas poco profundas, ya que solo es necesario sumergir la entrada.
• Mayor maniobrabilidad, gracias a la adición de una boquilla orientable para generar empuje vectorial.
• Reducción de ruido, lo que resulta en una baja firma de sonar . Este tipo de sistema también se conoce como una "configuración de hélice cubierta" ^{[ 3 ]} porque la bomba puede entenderse como una cubierta conformada y un conjunto de álabes de estator añadidos a una hélice , un paso más allá de la hélice entubada . Desde esta perspectiva, el estator sirve para "reciclar" la energía rotacional del flujo de salida en empuje. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Las aplicaciones incluyen:
  • Buques de guerra diseñados para ser poco detectables , por ejemplo las corbetas suecas de la clase Visby y las corbetas indias de la clase ASW-SWC .
  • Submarinos , por ejemplo la clase Trafalgar y la clase Astute de la Royal Navy , la clase Seawolf y la clase Virginia de la US Navy , la clase Triomphant y la clase Barracuda de la Armada francesa , la clase Borei de la Armada rusa y también el próximo submarino de la clase Proyecto 77 de la Armada india .
  • Torpedos modernos , como el NSTL Shakti THWT , el Spearfish , el Mk 48 y las armas Mk 50 .
    • También se ha descrito que el Mk 48 utiliza hélices marinas contrarrotatorias . ^{[ 3 ]} Sin embargo, cuenta con una cubierta protectora totalmente envolvente y conformada. Las imágenes generadas por computadora publicadas por la Armada de los EE. UU. en 2011 parecen sugerir un solo conjunto de palas giratorias. ^{[ 6 ]}

El principio del chorro de agua en la industria naviera se remonta a 1661 ^{[ 7 ]} , cuando Togood y Hayes describieron un barco con un canal de agua central en el que se instalaba una bomba de émbolo o centrífuga para proporcionar la fuerza motriz. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

El 3 de diciembre de 1787, el inventor James Rumsey demostró una embarcación propulsada por chorro de agua mediante una bomba de vapor que impulsaba un chorro de agua desde la popa. ^{[ 10 ]} Esto ocurrió en el río Potomac, en Shepherdstown, Virginia (actualmente Virginia Occidental), ante una multitud de testigos, entre ellos el general Horatio Gates. La embarcación, de 15 metros de eslora, recorrió aproximadamente 800 metros río arriba antes de regresar al muelle. Se informó que la embarcación alcanzó una velocidad de 6,4 km/h río arriba. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

El 21 de diciembre de 1833, el ingeniero irlandés John Howard Kyan recibió una patente británica para propulsar barcos mediante un chorro de agua expulsado por la popa. ^{[ 14 ]}

En abril de 1932, el ingeniero italiano Secondo Campini demostró en Venecia , Italia , una embarcación propulsada por chorro de agua . La embarcación alcanzó una velocidad máxima de 28 nudos (32 mph; 52 km/h) , una velocidad comparable a la de una embarcación con un motor convencional de potencia similar. La Armada italiana, que había financiado el desarrollo de la embarcación, no realizó pedidos, pero sí vetó la venta del diseño fuera de Italia. ^{[ 15 ] [ 16 ]} El primer barco a reacción moderno fue desarrollado por el ingeniero neozelandés Sir William Hamilton a mediados de la década de 1950. ^{[ 17 ]}  

Los propulsores a chorro estaban antiguamente limitados a embarcaciones de recreo de alta velocidad (como motos acuáticas y lanchas rápidas ) y otras embarcaciones pequeñas, pero desde el año 2000 ha aumentado la demanda de embarcaciones de alta velocidad y, por lo tanto, el propulsor a chorro está ganando popularidad en embarcaciones más grandes, buques militares y transbordadores . En estas embarcaciones más grandes, pueden ser propulsadas por motores diésel o turbinas de gas . Con esta configuración se pueden alcanzar velocidades de hasta 40 nudos (45 mph; 75 km/h) , incluso con un casco de desplazamiento . ^{[ 18 ]}  

Los buques propulsados ​​por chorro de agua son muy maniobrables. Ejemplos de buques que utilizan este sistema son los buques patrulleros de la clase Car Nicobar , las lanchas misileras de la clase Hamina , las fragatas de la clase Valour , los transbordadores de alta velocidad Stena , los submarinos de las clases Swiftsure , Trafalgar y Astute de la Royal Navy , así como los submarinos de las clases Seawolf y Virginia de Estados Unidos y los submarinos de la clase Borei de Rusia . También son utilizados por los buques de combate litoral de Estados Unidos .

• propulsión de accionamiento interno
• motos acuáticas
• Bicicleta mojada
• timón de cocina
• Cohete de agua
• Barco de cadena - Turbinas hidráulicas

• Harvie, James (1 de julio de 1966). "Construcción de una unidad de propulsión por chorro de bomba de flujo axial". Marine Technology and SNAME News . 3 (03): 345– 352. doi : 10.5957/mt1.1966.3.3.345 .– describe el sistema de propulsión a chorro utilizado en el USS Glover.