Hablando de las hélices sin eje de los barcos, las más fáciles de pensar son los propulsores de chorro de bomba sin eje de submarinos y las hélices de fluido magnético. Sin embargo, estos dos tipos de hélices tienen deficiencias inherentes a velocidades ultra altas. Por ejemplo, los propulsores de chorro de bomba sin eje de los submarinos tienen partes móviles. Entonces, a velocidades ultra altas, los problemas de vibración y cavitación de las hélices serán muy graves; Aunque el propulsor de fluido magnético no tiene partes móviles, calentará el agua de mar, que es de baja eficiencia y no puede cumplir con los altos requisitos de empuje requeridos para la velocidad ultra alta. Creo que todo el mundo está familiarizado con la superioridad de las hélices sin eje. Así que para algunos barcos de ultra alta velocidad, como el aerodeslizador de burbujas de alta velocidad con velocidades de más de 80 nudos, ¿hay una hélice sin eje adecuada para ello? Hoy hablaré de una hélice sin eje adecuada para la velocidad ultra alta.
¿Qué hélices se utilizan para barcos con velocidades superiores a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
¿Qué hélices se utilizan para barcos con velocidades superiores a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
Las hélices son una parte crucial de la investigación de buques de alto rendimiento
Con el desarrollo de naves de efecto superficial de súper alta velocidad, especialmente el desarrollo de aerodeslizadores de burbujas de alta velocidad, la propulsión de los aerodeslizadores se vuelve cada vez más importante. En la actualidad, el aerodeslizador de burbujas de alta velocidad adopta principalmente dos métodos: hélice de supercavitación y propulsión a chorro de bomba (propulsión a chorro de agua) impulsada por una bomba de agua. Ambos métodos pueden proporcionar una eficiencia razonable de propulsión a altas velocidades. Al mismo tiempo, cuando la velocidad de la nave no supera los 80 nudos (para el tipo de barco, esta velocidad no es fija), la relación entre el peso del dispositivo de propulsión y el peso total de la nave también se puede controlar dentro de un rango razonable. Sin embargo, si desea aumentar aún más la velocidad de la nave, causará un fuerte aumento en el peso del dispositivo de propulsión, limitando así el aumento de velocidad de la nave, por lo que hay un valor crítico para hélices de alta velocidad como hélices supercavitantes y hélices de chorro de bomba.
¿Qué hélices se utilizan para barcos con velocidades superiores a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
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Paleta de supercavitación
De acuerdo con las fórmulas relacionadas derivadas por G.F. Wislicenus (principalmente aplicables al aerodeslizador, las fórmulas relacionadas no se introducen aquí), se sabe que el peso del sistema de propulsión que genera y transmite empuje es más o menos proporcional al cuadrado de la velocidad. Esto muestra que el peso de la máquina relacionada con la velocidad es un factor crítico. Por lo tanto, si desea aumentar aún más la velocidad de los barcos, debe encontrar maneras de reducir el peso del dispositivo de propulsión de los buques de alta velocidad y aumentar la relación entre el peso del sistema de propulsión y el peso total de la nave. Por lo tanto, la búsqueda de nuevos dispositivos de propulsión que son más ligeros en peso que los sistemas de propulsión existentes se ha convertido en la dirección principal. El desarrollo de la tecnología de aviación proporciona una nueva forma de pensar para los dispositivos de propulsión de buques. Nació un nuevo tipo de dispositivo de propulsión de alta velocidad nacido de un dispositivo de propulsión de aviación. Es un sistema de propulsión a chorro de bomba ram con peso ligero y alta velocidad.
¿Qué propulsor utiliza una nave con una velocidad superior a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
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Las turbinas de gas a bordo han jugado un papel importante en el desarrollo de buques de alta velocidad
La composición del propulsor de chorro de bomba ram:
El propulsor a reacción de la bomba de ariete submarino (con el fin de distinguirlo del motor de ramjet de aviación), se compone principalmente de tres partes: la entrada de flujo de agua de ariete, la cámara de mezcla y la boquilla bifásica.
¿Qué propulsor utiliza una nave con una velocidad superior a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
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El principio de trabajo del propulsor de chorro de bomba ram
El principio de trabajo del propulsor de chorro de bomba ram:
Durante el funcionamiento, la entrada de flujo de agua de carnero puede aumentar la presión estática del flujo de agua que entra en el sistema de propulsión. El método para aumentar la presión estática es pre-difundir el agua hacia adentro o hacia afuera. Después de pasar a través de la entrada, el flujo de agua entra en la cámara de mezcla, momento en el que el aire comprimido se rocía en el flujo de agua. Si la velocidad del fluido en la cámara de mezcla puede alcanzar un cierto nivel, la turbulencia en sí puede mezclar el agua y las burbujas difusas, reduciendo así la densidad media del fluido de trabajo. Conectado a la cámara de mezcla es una boquilla bifásica. Las burbujas generadas en la etapa de mezcla se expanden al fluido circundante en la boquilla bifásica y funcionan en la fase de agua, acelerando así la velocidad de mezcla. Si la forma de la boquilla del sistema de inyección de la bomba ram es apropiada, la velocidad de descarga será mayor que la velocidad de entrada, lo que resulta en empuje hacia adelante. Este empuje es generalmente una combinación de dos fuerzas, una es un impulso positivo que actúa en la parte delantera de la tubería, y la otra es un impulso negativo que actúa en las paredes internas y externas de la boquilla.
¿Qué hélices se utilizan para barcos con velocidades superiores a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
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Bomba perforadora propulsora a velocidad cero
El sistema de propulsión a chorro de la bomba ram generalmente utiliza dos tipos de procesos de mezcla de compresión de aire, a saber, el proceso de mezcla adiabática (presionar el aire caliente en la cámara de mezcla) y el proceso de mezcla isotérmica (temperatura del aire comprimido igual a la temperatura ambiente). Diferentes tipos de ciclos de compresión de aire tienen un impacto muy importante en la eficiencia de propulsión. Para los sistemas de propulsión a chorro de bomba ram a gran escala, se debe utilizar un ciclo de compresión isotérmica porque requiere menos potencia del eje de instalación. Sin embargo, este sistema debe utilizar compresores de aire de varias etapas, y los intercoolers deben instalarse entre los compresores de varias etapas. El compresor de aire se puede conectar directamente con el host, por lo que todo el dispositivo es particularmente ligero. Debido a que no hay ninguna parte giratoria en contacto con el agua, el sistema no es propenso a daños debido a la inhalación de escombros.
¿Qué hélices se utilizan para barcos con velocidades superiores a 80 nudos? La eficiencia del propulsor de chorro de bomba ram es de hasta el 60%
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El famoso propulsor sin eje "Propulsor en línea" no puede evitar el problema del daño de la hoja
De hecho, la investigación sobre el principio de propulsión a chorro de bomba de ariete submarino no está muy clara. Sin embargo, tiene una estructura simple (compuesta por una tubería con una estructura simple), no tiene partes móviles en la parte submarina, y tiene las características del peso ligero; y puede formar un chorro bifásico rociando aire comprimido en el área de alta presión de la tubería La expansión de la fase de gas hace que el fluido que pasa a través de la boquilla gane aceleración para generar empuje hacia adelante. Estas características son reconocidas por los investigadores. El chorro de bomba ram que impulsa este fluido bifásico puede ser expresado por la ecuación de Movimiento de burbujas de Euler y Bayleigh en relación con la fase de agua y la primera ley de termodinámica. La eficiencia de empuje y propulsión se puede calcular utilizando el ordenador para resolver estas ecuaciones. La eficiencia general de propulsión puede alcanzar el 50% ~ 60%, que es mucho más alto que muchas hélices convencionales tradicionales, por lo que el dispositivo de pulverización de la bomba ram es un sistema de propulsión muy adecuado para buques de efecto superficial de alta velocidad.
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