En parlant des hélices sans arbre des navires, les plus faciles à penser sont les propulseurs à jet de pompe sans arbre des sous-marins et les hélices à fluide magnétique. Cependant, ces deux types d’hélices ont des défauts inhérents à des vitesses ultra-élevées. Par exemple, les propulseurs à jet de pompe sans arbre des sous-marins ont des pièces mobiles. Ensuite, à des vitesses ultra-élevées, les problèmes de vibration et de cavitation des hélices seront très graves; Bien que le propulseur de fluide magnétique n’ait pas de pièces mobiles, il chauffera l’eau de mer, qui est faible en efficacité et ne peut pas répondre aux exigences de poussée élevées requises pour la vitesse ultra-élevée. Je crois que tout le monde est familier avec la supériorité des hélices sans arbre. Ainsi, pour certains navires à très grande vitesse, comme l’aéroglisseur à bulles à grande vitesse à des vitesses de plus de 80 nœuds, y a-t-il une hélice sans arbre qui lui convient? Aujourd’hui, je vais parler d’une hélice sans arbre adaptée à la vitesse ultra-élevée.
Quelles hélices sont utilisées pour les navires dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
Quelles hélices sont utilisées pour les navires dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
Les hélices sont un élément crucial de la recherche de navires de haute performance
Avec le développement de navires à effet de surface à très grande vitesse, en particulier le développement d’aéroglisseurs à bulles à grande vitesse, la propulsion de l’aéroglisseur devient de plus en plus importante. À l’heure actuelle, l’aéroglisseur à bulles à grande vitesse adopte principalement deux méthodes : l’hélice de supercavitation et la propulsion par jet de pompe (propulsion par jet d’eau) entraînée par une pompe à eau. Les deux méthodes peuvent fournir une efficacité de propulsion raisonnable à grande vitesse. Dans le même temps, lorsque la vitesse du navire ne dépasse pas 80 nœuds (pour le type de navire, cette vitesse n’est pas fixée), le rapport entre le poids du dispositif de propulsion et le poids total du navire Il peut également être contrôlé dans une plage raisonnable. Toutefois, si vous voulez augmenter davantage la vitesse du navire, il provoquera une forte augmentation du poids du dispositif de propulsion, limitant ainsi l’augmentation de la vitesse du navire, de sorte qu’il ya une valeur critique pour les hélices à grande vitesse telles que les hélices supercavitating et pompe-jet hélices.
Quelles hélices sont utilisées pour les navires dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
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Pagaie supercavitation
Selon les formules connexes dérivées par G.F. Wislicenus (principalement applicables à l’aéroglisseur, les formules connexes ne sont pas introduites ici), on sait que le poids du système de propulsion qui génère et transmet la poussée est à peu près proportionnel au carré de la vitesse. Cela montre que le poids de la machine lié à la vitesse est un facteur critique. Par conséquent, si vous voulez augmenter encore la vitesse des navires, vous devez trouver des moyens de réduire le poids du dispositif de propulsion des navires à grande vitesse et d’augmenter le rapport entre le poids du système de propulsion et le poids total du navire. Par conséquent, la recherche de nouveaux dispositifs de propulsion plus légers que les systèmes de propulsion existants est devenue la direction principale. Le développement de la technologie aéronautique offre une nouvelle façon de penser pour les dispositifs de propulsion des navires. Un nouveau type de dispositif de propulsion à grande vitesse de navire né du dispositif de propulsion d’aviation est né. Il s’agit d’un système de propulsion à réaction de pompe à bélier avec un poids léger et à grande vitesse.
Quel propulseur utilise un navire dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
Quel propulseur utilise un navire dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
Les turbines à gaz embarquées ont joué un rôle important dans le développement des navires à grande vitesse
La composition du propulseur à réaction de pompe à bélier :
Le propulseur à réaction sous-marin de pompe de bélier (afin de le distinguer du moteur de ramjet d’aviation), il est principalement composé de trois parties : l’entrée d’écoulement d’eau de bélier, la chambre de mélange et la buse en deux phases.
Quel propulseur utilise un navire dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
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Le principe de travail du propulseur à réaction de pompe à bélier
Le principe de fonctionnement du propulseur à réaction de pompe à bélier :
Pendant le fonctionnement, l’entrée d’écoulement de l’eau du bélier peut augmenter la pression statique du débit d’eau entrant dans le système de propulsion. La méthode pour augmenter la pression statique est de pré-diffuser l’eau vers l’intérieur ou vers l’extérieur. Après avoir traversé l’entrée, le débit d’eau entre dans la chambre de mélange, au moment où l’air comprimé est pulvérisé dans le débit d’eau. Si la vitesse du fluide dans la chambre de mélange peut atteindre un certain niveau, la turbulence elle-même peut mélanger l’eau et les bulles diffuses, réduisant ainsi la densité moyenne du fluide de travail. Reliée à la chambre de mélange se trouve une buse en deux phases. Les bulles générées au stade de mélange se dilatent vers le fluide environnant dans la buse en deux phases et fonctionnent sur la phase d’eau, accélérant ainsi la vitesse de mélange. Si la forme de la buse du système d’injection de la pompe à bélier est appropriée, la vitesse de décharge sera supérieure à la vitesse de l’entrée, ce qui entraîne une poussée vers l’avant. Cette poussée est généralement une combinaison de deux forces, l’une est un coup de pouce positif agissant sur le devant du tuyau, et l’autre est un coup de pouce négatif agissant sur les murs intérieurs et extérieurs de la buse.
Quelles hélices sont utilisées pour les navires dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
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Hélice de jet de pompe de poinçon à vitesse zéro
Le système de propulsion par jet de pompe à bélier utilise généralement deux types de processus de mélange de compression d’air, à savoir le processus de mélange adiabatique (pressant l’air chaud dans la chambre de mélange) et le processus de mélange isothermal (température de l’air comprimé égale à la température ambiante). Différents types de cycles de compression d’air ont un impact très important sur l’efficacité de la propulsion. Pour les systèmes de propulsion à réaction à grande échelle de pompe à bélier, un cycle de compression isothermal devrait être utilisé parce qu’il nécessite moins de puissance d’arbre d’installation. Toutefois, ce système doit utiliser des compresseurs d’air à plusieurs étapes, et des compresseurs intercoolers doivent être installés entre les compresseurs à plusieurs étapes. Le compresseur d’air peut être directement connecté à l’hôte, de sorte que l’ensemble de l’appareil est particulièrement léger. Comme il n’y a pas de pièce rotative en contact avec l’eau, le système n’est pas sujet aux dommages causés par l’inhalation de débris.
Quelles hélices sont utilisées pour les navires dont la vitesse dépasse 80 nœuds? L’efficacité du propulseur à réaction de la pompe à bélier peut aller jusqu’à 60 %
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Le célèbre propulseur sans arbre « Inline Thruster » ne peut pas éviter le problème des dommages à la lame
En fait, la recherche sur le principe de la propulsion par jet de pompe à bélier sous-marine n’est pas très claire. Cependant, il a une structure simple (composée d’un tuyau avec une structure simple), n’a pas de pièces mobiles dans la partie sous-marine, et a les caractéristiques du poids léger; et il peut former un jet en deux phases en pulvérisant de l’air comprimé dans la zone à haute pression du tuyau L’expansion de la phase de gaz provoque le fluide passant à travers la buse pour gagner l’accélération pour générer la poussée vers l’avant. Ces caractéristiques sont reconnues par les chercheurs. Le jet de pompe à bélier propulsant ce fluide en deux phases peut être exprimé par l’équation d’Euler et Bayleigh de mouvement des bulles par rapport à la phase de l’eau et la première loi de la thermodynamique. L’efficacité de poussée et de propulsion peut être calculée à l’aide de l’ordinateur pour résoudre ces équations. L’efficacité de propulsion générale peut atteindre 50%~60%, ce qui est beaucoup plus élevé que beaucoup d’hélices conventionnelles traditionnelles, de sorte que le dispositif de pulvérisation de pompe à bélier est un système de propulsion très approprié pour les navires à effet de surface à grande vitesse.
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