噴水推進(jìn)（應用于滑行艇等的特種動(dòng)力裝置）
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噴水推進(jìn)
應用于滑行艇等的特種動(dòng)力裝置
基本信息
| 中文名 | 噴水推進(jìn) |
| 外文名 | water jet propulsion |
| 性質(zhì) | 特種動(dòng)力裝置 |
| 類(lèi)別 | 交通工程 |
| 方法 | 推進(jìn)水泵噴出的水流的反作用力 |
| 應用 | 滑行艇、穿浪艇、水翼艇 |
收起
理論基礎
近幾十年來(lái)，隨著(zhù)泵理論水平、泵設計水平和噴水推進(jìn)船應用的增多，噴水推進(jìn)開(kāi)始被人們接受，并逐漸發(fā)展成為中小排水量、高航速、高性能艦船設計所選用的極具競爭力的推進(jìn)方式之一。
(1)理想推進(jìn)器
噴水推進(jìn)裝置是一種反作用力的推進(jìn)器，水流經(jīng)過(guò)進(jìn)水管道到達能量轉換機構，從而增加了能量。在經(jīng)過(guò)壓力管和噴口，以較大的速度噴出。通過(guò)連續的高壓水流產(chǎn)生的反作用力就是推動(dòng)船舶航行的推力。
(2)實(shí)際推進(jìn)器
在實(shí)際情況下，整個(gè)噴水推進(jìn)系統受到多方面的影響，會(huì )有多方面的效率損失。
實(shí)際推進(jìn)器在實(shí)際管道系統和推進(jìn)泵本身都有水力損失，而理想推進(jìn)器都忽略了這些損失。實(shí)際總效率=推進(jìn)泵效率×推進(jìn)系統效率×水泵軸連接的效率。
在實(shí)際狀況下，到底該如何提高實(shí)際推進(jìn)效率，主要有三種方法：
1)根據船型阻力，船舶設計航速等因素，合理選擇噴水推進(jìn)泵的揚程、流量等
2)提高噴水推進(jìn)泵的效率
3)減小整個(gè)流道的水力損失
裝置組成
典型的噴水推進(jìn)裝置結構主要由原動(dòng)機及傳動(dòng)裝置、推進(jìn)水泵、管道系統、舵及倒舵組合操縱設備等組成的。
原動(dòng)機及傳動(dòng)裝置：噴水推進(jìn)裝置最常見(jiàn)的原動(dòng)機及傳動(dòng)裝置配置有燃氣輪機與減速齒輪箱驅動(dòng)、柴油機與減速齒輪箱驅動(dòng)、燃氣輪機或柴油機直接驅動(dòng)等形式。在采用全電力綜合推進(jìn)的艦船上則一般采用電動(dòng)機直接驅動(dòng)推進(jìn)水泵的形式。
推進(jìn)水泵：推進(jìn)水泵是噴水推進(jìn)裝置的核心部件。從推進(jìn)水泵凈功率和效率的要求、艦船布置的需要以及傳動(dòng)機構的合理、方便等方面出發(fā)，通常選用葉片泵中的軸流泵和導葉式混流泵，特殊情況下也可以采用離心泵。世界著(zhù)名的推進(jìn)水泵生產(chǎn)廠(chǎng)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：主要包括進(jìn)水口、進(jìn)水格柵、擴散管、推進(jìn)水泵進(jìn)流彎管和噴口等。管道系統的優(yōu)劣在很大程度上決定了噴水推進(jìn)系統效率的高低。
舵及倒舵組合操縱設備：采用噴水推進(jìn)的船舶不能靠主機、推進(jìn)水泵的逆轉來(lái)實(shí)現倒航，一般是通過(guò)設法使噴射水流反折來(lái)實(shí)現。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的方法來(lái)實(shí)現船舶的轉向。常見(jiàn)的舵及倒舵綜合操縱設備有外部導流倒放斗、外部轉管放罩等。
特點(diǎn)
缺點(diǎn)
（1) 艦船航速較低時(shí)（低于20kn時(shí)），噴水推進(jìn)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(jìn)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(jìn)口容易出現堵塞現象而影響艦船的航速。
（4）機械傳動(dòng)機構仍然比較復雜，體積龐大。由于增加了外殼體的保護，推進(jìn)泵葉輪的拆換比螺旋槳復雜。
（5）在航行過(guò)程中產(chǎn)生的空氣輻射噪聲仍較大。
（6）推力矢量化程度低，特別在航行器轉彎時(shí)其推力會(huì )喪失。
（7）缺乏一套操作靈敏、水動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)異的倒車(chē)裝置。
發(fā)展趨勢
國內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(jìn)攻高速化、制導精確化。改變傳統的軸流泵推進(jìn)技術(shù)，采用系列模塊化制造技術(shù)，以使用無(wú)軸推進(jìn)技術(shù)為主要趨勢。具體來(lái)講采用中高壓容積式液壓泵作為推進(jìn)噴射泵符合當前推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展趨勢，成為水下航行器無(wú)軸推進(jìn)技術(shù)的最佳選擇。
1)船體推進(jìn)器一體化技術(shù)。噴水推進(jìn)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(jìn)行一體化設計可在一定程度上提高噴水推進(jìn)器效率。
2)無(wú)軸式推進(jìn)技術(shù)。直接利用電動(dòng)機驅動(dòng)噴水推進(jìn)泵可以避免軸系上的損失，對于提高效率和結構簡(jiǎn)化都有一定意義。
3)矢量控制技術(shù)。矢量控制是噴水推進(jìn)發(fā)展的重要趨勢，傳統的轉向系統結構復雜、效率較低，而結構簡(jiǎn)單、高效的矢量控制技術(shù)越來(lái)越受到噴水推進(jìn)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(jìn)器有很大的需求，噴水推進(jìn)正朝著(zhù)單擊功率大型化方向發(fā)展。
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