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噴水推進
應(yīng)用于滑行艇等的特種動力裝置
基本信息
| 中文名 | 噴水推進 |
| 外文名 | water jet propulsion |
| 性質(zhì) | 特種動力裝置 |
| 類別 | 交通工程 |
| 方法 | 推進水泵噴出的水流的反作用力 |
| 應(yīng)用 | 滑行艇、穿浪艇、水翼艇 |
收起
理論基礎(chǔ)
近幾十年來，隨著泵理論水平、泵設(shè)計水平和噴水推進船應(yīng)用的增多，噴水推進開始被人們接受，并逐漸發(fā)展成為中小排水量、高航速、高性能艦船設(shè)計所選用的極具競爭力的推進方式之一。
(1)理想推進器
噴水推進裝置是一種反作用力的推進器，水流經(jīng)過進水管道到達能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)，從而增加了能量。在經(jīng)過壓力管和噴口，以較大的速度噴出。通過連續(xù)的高壓水流產(chǎn)生的反作用力就是推動船舶航行的推力。
(2)實際推進器
在實際情況下，整個噴水推進系統(tǒng)受到多方面的影響，會有多方面的效率損失。
實際推進器在實際管道系統(tǒng)和推進泵本身都有水力損失，而理想推進器都忽略了這些損失。實際總效率=推進泵效率×推進系統(tǒng)效率×水泵軸連接的效率。
在實際狀況下，到底該如何提高實際推進效率，主要有三種方法：
1)根據(jù)船型阻力，船舶設(shè)計航速等因素，合理選擇噴水推進泵的揚程、流量等
2)提高噴水推進泵的效率
3)減小整個流道的水力損失
裝置組成
典型的噴水推進裝置結(jié)構(gòu)主要由原動機及傳動裝置、推進水泵、管道系統(tǒng)、舵及倒舵組合操縱設(shè)備等組成的。
原動機及傳動裝置：噴水推進裝置最常見的原動機及傳動裝置配置有燃氣輪機與減速齒輪箱驅(qū)動、柴油機與減速齒輪箱驅(qū)動、燃氣輪機或柴油機直接驅(qū)動等形式。在采用全電力綜合推進的艦船上則一般采用電動機直接驅(qū)動推進水泵的形式。
推進水泵：推進水泵是噴水推進裝置的核心部件。從推進水泵凈功率和效率的要求、艦船布置的需要以及傳動機構(gòu)的合理、方便等方面出發(fā)，通常選用葉片泵中的軸流泵和導(dǎo)葉式混流泵，特殊情況下也可以采用離心泵。世界著名的推進水泵生產(chǎn)廠家主要有瑞典的Kamewa公司、新西蘭的Hamilton公司、荷蘭的Lips Jet、日本的川崎公司和三菱重工公司、雙環(huán)公司等。
管道系統(tǒng)：主要包括進水口、進水格柵、擴散管、推進水泵進流彎管和噴口等。管道系統(tǒng)的優(yōu)劣在很大程度上決定了噴水推進系統(tǒng)效率的高低。
舵及倒舵組合操縱設(shè)備：采用噴水推進的船舶不能靠主機、推進水泵的逆轉(zhuǎn)來實現(xiàn)倒航，一般是通過設(shè)法使噴射水流反折來實現(xiàn)。由于經(jīng)噴口噴出的水流相對舵有較大的流速，所以一般采用使噴射水流偏轉(zhuǎn)的方法來實現(xiàn)船舶的轉(zhuǎn)向。常見的舵及倒舵綜合操縱設(shè)備有外部導(dǎo)流倒放斗、外部轉(zhuǎn)管放罩等。
特點
優(yōu)點
（2）噴水推進船舶艙內(nèi)噪聲和振動較小，比具有螺旋槳的船舶低（7-10）dB(A)。
（4) 日常保養(yǎng)及維護較為容易。
缺點
（1) 艦船航速較低時（低于20kn時），噴水推進的效率比螺旋槳要低一些。
（2）由于增加了管路中水的重量，導(dǎo)致航行器的排水量增大（通常占全船排水量的5%左右），效率有所降低。進水口損失的功率約占主機總功率的7%~9%。
（3）在水草或雜物較多的水域，進口容易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象而影響艦船的航速。
（4）機械傳動機構(gòu)仍然比較復(fù)雜，體積龐大。由于增加了外殼體的保護，推進泵葉輪的拆換比螺旋槳復(fù)雜。
（5）在航行過程中產(chǎn)生的空氣輻射噪聲仍較大。
（6）推力矢量化程度低，特別在航行器轉(zhuǎn)彎時其推力會喪失。
（7）缺乏一套操作靈敏、水動力學(xué)性能優(yōu)異的倒車裝置。
發(fā)展趨勢
國內(nèi)外水下高速航行器的研究趨勢是體積小型化、航行隱形化、進攻高速化、制導(dǎo)精確化。改變傳統(tǒng)的軸流泵推進技術(shù)，采用系列模塊化制造技術(shù)，以使用無軸推進技術(shù)為主要趨勢。具體來講采用中高壓容積式液壓泵作為推進噴射泵符合當(dāng)前推進技術(shù)的發(fā)展趨勢，成為水下航行器無軸推進技術(shù)的最佳選擇。
1)船體推進器一體化技術(shù)。噴水推進泵和船體的相互作用將使艇板上產(chǎn)生較大升力，而對噴口和船體進行一體化設(shè)計可在一定程度上提高噴水推進器效率。
2)無軸式推進技術(shù)。直接利用電動機驅(qū)動噴水推進泵可以避免軸系上的損失，對于提高效率和結(jié)構(gòu)簡化都有一定意義。
3)矢量控制技術(shù)。矢量控制是噴水推進發(fā)展的重要趨勢，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低，而結(jié)構(gòu)簡單、高效的矢量控制技術(shù)越來越受到噴水推進研究者的重視。
最后，由于高速渡船和高速貨船對大功率的噴水推進器有很大的需求，噴水推進正朝著單擊功率大型化方向發(fā)展。
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