We willen allemaal alleen de beste dingen bezitten, ze met comfort en plezier gebruiken. Een duidelijke definitie van doelen helpt u te begrijpen welke dingen of apparaten specifiek voor u het beste zijn. Absoluut hetzelfde principe is van toepassing bij het kiezen van een boot.
Je hoort vaak dat het kopen van een boot van een bekend merk simpelweg te veel betalen betekent voor een grote naam. Natuurlijk moet rekening worden gehouden met het budget, maar als je erover nadenkt, komt de populariteit van de fabrikant niet uit de lucht vallen.
Waarom heb je een jetboot nodig?
Een jetboot is een door een waterstraal aangedreven vaartuig. Het heeft veel voordelen, zowel voor vissen als voor waterrecreatie (waterskiën, "cheesecakes", "bananen", zwemmen). Een boot met zo'n motor is het veiligst voor mensen in het water, omdat de schroefbladen in de buis zijn verborgen.Het ontwerp van het pomptype is minder efficiënt dan een buitenboordmotor met schroef, maar is minder vatbaar voor breuk door het raken van de bodem of puin.
Weldcraft - boten van een bekende fabrikant
De Amerikaanse fabrikant van waterjetboten van aluminiumlegering Weldcraft is sinds 1968 succesvol actief.Halverwege de jaren 60 van de vorige eeuw besloot Norman Evan Riddle zijn eigen boot te maken, waarbij hij zijn ervaring in legeringen en ontwerpkennis toepast. Weldcraft werd in 1968 opgericht in Clarkston, Washington, vlakbij de Snake River. Het idee veranderde al snel in een levenswerk met een rijke erfenis.
Moderne boten met straalmotoren van de fabrikant Weldcraft vertegenwoordigen niet alleen nieuwe ontwikkelingen, maar ook verbeterde versies van de legendarische serie:
- De Cuddy King, met de mogelijkheid om een straalmotor te installeren, is gebouwd om de barre zeegolven te overwinnen;
- Ocean King zijn volledig gelaste, koudgewalste aluminium jetboten, een zwaar frame met versterkte douches, gebouwd met de behoeften van vissers in gedachten;
- Legacy - doordachte lay-out met een cabine en een apparaat om een skiër te slepen;
- Select - ruime jetboten met panoramische ramen En klamboes;
- Sabre - duurzame aluminium behuizing. Zwemplateauframe met verstevigde bogen. Compacte afmetingen.
- Overloper- perfecte combinatie stijlvol ontwerp en wendbaarheid.
In de regel worden mensen die besluiten hun beroep (of het nu een hobby of een beroep is) te associëren met waterlichamen zoals rivieren of meren, vroeg of laat geconfronteerd met het probleem van het kiezen van een boot en het type voortstuwing ervoor. Motorjet of schroef? Elk heeft zijn voor- en nadelen. Hoe kies je het juiste om op te letten? En is het überhaupt de moeite waard om een keuze te maken tussen een waterjet en een klassieke open propellermotor?
Waterstralen
Een waterstraal is een motor die het schip voortstuwt met behulp van de kracht die door de waterstraal wordt opgewekt.
De propeller bestaat uit een propeller met een as (waaier), een straalbuis, een richter en een stuurinrichting.
Het werkingsprincipe is dat water via de waaier het waterinlaatcompartiment binnenkomt en vervolgens de vloeistof wordt uitgeworpen door een kegelvormige buis, waarvan de uitlaat een kleinere diameter heeft dan de inlaat. Hierdoor ontstaat een straal die zorgt voor de beweging van een motorboot. Met behulp van het stuurapparaat wordt de richting van de straalbeweging veranderd door de propeller in een horizontaal vlak te draaien, wat zorgt voor de bochten van het vaartuig, en het blokkeren van de uitlaat zorgt voor een tegenstroom, waardoor de boot achteruit gaat.
Mensen die vaak vervuilde of stroomversnellingen moeten overwinnen, zijn meestal geneigd om voor waterkanonnen te kiezen. Een conventionele schroefmotor loopt onder deze omstandigheden het risico onbruikbaar te worden hoog risico kronkelende modder op een propeller in ondiep water of het gebruikelijke binnendringen van groot puin. In dergelijke situaties zijn waterstralen onmisbaar, die zorgen voor hoge snelheid, wendbaarheid en veiligheid.
U moet zich niet beperken tot de mening van de deelnemers aan verschillende fora. Niet elke review stelt je immers in staat om een compleet beeld te krijgen. Het waterkanon is niet alleen voldoende complexe structuur, is het mogelijk niet geschikt voor elk model van het vaartuig. Als de beginner tevreden is met het idee om een vaartuig te gebruiken met straalaandrijving, moet stoppen bij voltooide versie wordt in de fabriek met een waterstraal verzonden. Bovendien is het wenselijk om een fabrikant te kiezen die al geruime tijd bezig is met de productie van deze voortstuwingsinrichtingen.
Voor-en nadelen
Het apparaat van de waterstraal is vooral het feit dat alle belangrijkste bewegende delen in het lichaam "verborgen" zijn. Als de boot aan de grond loopt, raakt de scheepsromp de bodem. Deze functie ontwerp stelt u in staat om onderdelen te beschermen tegen schade, wat niet gezegd kan worden van buitenboordmotoren met een "kale" propeller. De straalvoortstuwingseenheid is niet bang om onderwaterafval tegen te komen.
Wanneer een motorboot door ondiep water vaart met een diepte die ongeveer gelijk is aan de landing van de romp (ongeveer 20 centimeter), kunt u met de waterstraal bezaaide gebieden overwinnen, evenals plaatsen met obstakels die uit het water steken, dankzij de manoeuvreerbaarheid.
Als je op een diepte van ongeveer 30 centimeter tegen een obstakel aanloopt, zal de bodem van de boot de klap opvangen en niet de waterstraal, aangezien de voortstuwingseenheid geen uitstekende delen heeft, wat niet gezegd kan worden van de buitenboordmotor, waar de messen vangen de klap op
Soms worden waterstralen ook gebruikt op pleziervaartuigen vanwege zacht werk krachtoverbrenging (transmissie) en gebrek aan trillingen.
De voordelen omvatten ook de afwezigheid van extra waterweerstand, kenmerkend voor motoren met een open propeller (propellerbladen zorgen voor extra weerstand). Bovendien onderscheiden ze een hoge mate van traagheid, een handiger gebruik bij hoge snelheid (zowel vooruit als achteruit). Ook het lage geluidsbereik is niet onbelangrijk: de outboard waterjet is merkbaar stiller dan een motor met een propeller.
De negatieve kant moet echter worden opgemerkt: bij het rijden in ondiep water is het risico groot dat stenen, zand en puin van de bodem in de motor worden getrokken, omdat de waterstraal werkt volgens het principe van een pomppomp. Als u dit wel doet, kan de waaier beschadigd raken, kan het koelsysteem beschadigd raken en kan het afvoermondstuk defect raken.
Nog een negatieve kant is wrijving. Dit komt door de hoge snelheid van de waterbeweging in de buis. Vergeet de installatiekosten niet. ongeveer twee keer de prijs van regulier buitenboord motoren met een open schroef. Hierdoor voegen jet-aangedreven boten in de kit aanzienlijk toe aan hun waarde en worden ze door klanten gezien als een gril of een onbetaalbare luxe.
Het waterstraalbesturingssysteem is ook ongebruikelijk voor fans van klassieke propellermotoren. Het probleem hangt samen met het feit dat de klassieke voortstuwing met open schroef een eenhendelbediening heeft. Straalpropellers hebben ook een multi-link omkeer- en stuurinrichting. Sommige fabrikanten slagen erin om boten te produceren met een ingebouwde waterstraal met een eenhendelbedieningssysteem. Aan de ene kant helpt het om de waterstraal onder de knie te krijgen, aan de andere kant veroorzaakt het eerder problemen dan voordelen:
- Ten eerste krijgt de beginner een verkeerd idee over de werking van een waterstraal. Dit komt door het ontbreken van een dergelijke versnellingsbak waarmee je de versnellingspook in de neutrale stand kunt zetten. De versnellingsbak kan de koppeling inschakelen of ontkoppelen. De straalaandrijving komt daarentegen soepel op gang als hij wordt aangezet, een onmiddellijke reactie in de vorm van een ruk van een plek moet je niet verwachten.
- Ten tweede is het voor een beter begrip van de werkingsprincipes van de waterjet aan te bevelen een passende opleiding te volgen. De hele truc van het besturen van een waterstraal is de noodzaak om de gashendel (om de bewegingssnelheid te verhogen) alleen in open water te gebruiken. Bij het rijden langs een stroomversnelling kun je dit beter niet doen.
- Het derde belangrijke nadeel dat inherent is aan elke soort watertransport- overgroei. Dit probleem is vooral acuut bij een waterstraal, omdat alle bewegende delen zich binnenin bevinden. Bij constant gebruik van de mover zijn er geen problemen. Als de boot echter lange tijd niet wordt gebruikt, raakt de binnenkant overwoekerd. Met name vervuiling van de binnenkant van het drainagesysteem leidt tot een afname van de bewegingssnelheid tot wel 10%. Het probleem is opgelost door de waterstraal te demonteren en handmatig schoon te maken, maar als motorboot lange tijd niet actief is geweest, moet u contact opnemen met de werkplaats en op zoek gaan naar geschikte reserveonderdelen voor buitenboordmotoren. Het gebruik van een speciale kleursamenstelling zal oplossen dit probleem, maar niet voor lang: de constante beweging van water zal deze verf snel wegspoelen.
Ik kan je vertellen over een succesvolle die ik zelf heb gebouwd jetboot met automotor. Het werd gelanceerd in 1995 en kreeg de naam "Pylades", wat in het Oudgrieks een echte vriend betekent.
Basisgegevens jetboot "Pilade"
De droom om met mijn eigen handen een snel en comfortabel schip te bouwen ontstond toen ik naar Siberië verhuisde. De allereerste kennismaking met de machtige "Vader Yenisei" - zijn snelle stroming en helder water - overtuigde me uiteindelijk van de moeilijke beslissing om deze droom waar te maken.
Ik begreep dat ik helemaal opnieuw moest beginnen, aangezien ik kunstenaar van beroep ben en nooit iets gemeen heb gehad met waterautomobilisten of amateurscheepsbouwers. Om te beginnen richtte hij al zijn inspanningen op het selecteren van de nodige lectuur. Een belangrijke bijdrage aan het verkrijgen van informatie werd natuurlijk geleverd door het tijdschrift "KiYa", waarop ik me regelmatig abonneer en van kaft tot kaft lees.
Het project van de waterstraalboot "Superkosatka-V" met de "Volgov" -motor uit het boek van D. Kurbatov "15 projecten van schepen voor amateurconstructie" (editie 1985) werd als basis genomen.
De technische kant van deze boot stelde me behoorlijk tevreden, maar ik kon het niet eens zijn met het ontwerp (vooral het type kajuit was gênant voor mij) en hier heb ik iets naar mijn zin opnieuw gemaakt. De contouren en het ontwerp komen exact overeen met die in het boek.
Leven in grote stad, lange tijd kon ik het probleem met een bouwplaats niet oplossen, vooral omdat het werk een jaar niet zou worden gedaan. Uiteindelijk, nadat ik een bouwtrailer had gekocht, slechts iets groter dan de lengte en breedte van het toekomstige schip, kon ik aan de slag.
Vijf jaar lang werkte hij alleen, meestal 's avonds en in het weekend. Nu kan ik zeggen dat het onvergetelijke jaren waren die veel verschillende indrukken in mijn leven hebben gebracht. Door nieuwe beroepen onder de knie te krijgen en problemen op te lossen die zich zo nu en dan voordoen, ervoer ik een geheel nieuw gevoel voor mezelf - het plezier van juist technische creativiteit.
Het resultaat was een schip met een zeer een hoge graad kwaliteit, wat wordt bewezen door de mislukte pogingen om enkele nieuwe kennissen ervan te overtuigen dat de Pylades een huisgemaakt product is en bovendien mijn eerste schip in mijn leven.
Nu over het schip als zodanig. De romp is van traditionele constructie (met een set van grenen latten ommanteld in gewoon constructie multiplex) is beplakt met drie lagen glasvezel op een epoxybindmiddel. Beschilderd met pentaftaal email witte kleur. Tijdens het werken heb ik veel aandacht besteed aan gewichtsbesparing, maar uiteraard zonder afbreuk te doen aan de sterkte van componenten en onderdelen. Hij gebruikte veel sandwichconstructies gevuld met schuim van verschillende dichtheden. Zo trokken de zacht neerklapbare bestuurders- en passagiersstoelen bij het wegen slechts 8 kg.
Omdat in de zomer onder Krasnoyarsk de watertemperatuur in de Yenisei niet boven de +12°C komt, moesten we speciale aandacht besteden aan de thermische isolatie van de hut. Het is afgezet met redwood. Cabine-uitrusting omvat twee banken, twee nachtkastjes, planken voor "kleine dingen", een radio.
Bij een totale lengte van de boot van ruim 6 meter is het leeggewicht niet meer dan 630 kg. Dankzij dit, met de M-21-motor, gaat het schip zelfverzekerd verder met een volle lading (6 personen), en met een lading van 2 personen - een bestuurder en een passagier - ontwikkelt het een maximale snelheid van ongeveer 50 km / H.
Motorkoeling wordt uitgevoerd volgens een schema met één circuit. Overigens heb ik het gekoelde uitlaatspruitstuk-apparaat geleend van. Het enige verschil is de keuze van het collectormateriaal; Ik heb het gemaakt van aluminium in plaats van roestvrij staal.
Ten opzichte van wat in het boek wordt aanbevolen, heeft ook het ontwerp van het waterkanon veranderingen ondergaan. Het beschermrooster is dus verwijderbaar gemaakt en heeft drie ribben. De spoed van de aluminium rotor is vergroot tot 235 mm met een diameter van 218 mm. De aandrijving van de cardanas gebeurt zonder cardankoppelingen - rechtstreeks via de "Zhiguli" rubber-metaalkoppeling.
Het omkeer- en stuurapparaat bestaat uit drie roterende luiken, die met de maximale (tot aan de aanslag) draai van het stuurwiel de straal blokkeren en onder de bodem van de boot leiden, waardoor gecontroleerd achteruitrijden mogelijk wordt.
Nu is de boot met succes de derde navigatie gepasseerd en ik kan zeggen dat ik tevreden ben met zijn kenmerken. Diverse spannende tochten gemaakt. Vooral opmerkelijk is de laatste van hen, die mijn oude droom realiseerde - een reis rond de Angara.
Ik vervoer de boot op een zelfgemaakte eenassige aanhanger met een tractor met zeer bescheiden trekeigenschappen: dit is een VAZ-2105-auto. Ik gebruik dezelfde trailer om de boot te water te laten en uit het water te tillen.
De massa water die door de voortstuwingseenheid naar achteren wordt geworpen, veroorzaakt in de vorm van een reactie een hardnekkige druk die het schip voortstuwt. Of de massa water een grotere of kleinere versnelling veroorzaakt, doet er niet toe. In beide gevallen wordt hetzelfde vermogen verbruikt en vindt dezelfde stuwkracht van de schroef plaats. Helaas weerspiegelt dit slechts een natuurkundig principe. In feite is er een zeer duidelijke, zeer gunstige relatie tussen de massa water en versnelling.
De straalaandrijving werkt op dezelfde manier als een schroef: water wordt van voren aangezogen, de pompbladen geven als schroefbladen versnelling, waarna het water het achterschip in wordt geduwd. Het verschilt alleen van de propeller verschijning- een schroef, of liever een pompwiel, wordt in een pijp in de boot geïnstalleerd. Bovendien blijft de waterstraal niet onopgemerkt onder water, maar wordt deze uit een boven het water geplaatste nozzle gespoten. De actie van een waterstraal die over de achtersteven wordt geworpen, veroorzaakt een reactie van gelijke grootte en gericht op de boeg, waardoor de boot naar voren komt.
Vaak wordt aangenomen dat je met een voortstuwingsapparaat met een waterstraal een veel grotere snelheid kunt ontwikkelen dan met een propeller.
Om de voor- en nadelen van een waterstraal te bepalen, moeten twee factoren worden overwogen: de locatie op de boot en de efficiëntie.
Er is iets aanlokkelijks aan het idee om een hoogrendementspomp in een vat te installeren. Het idee om een waterstraalaandrijving te maken ontstond veel eerder dan dat de propeller werd uitgevonden. In 1784 demonstreerde James Ramsay de eerste waterstraalstoomboot op de Potomac-rivier in de Verenigde Staten. Engels uit 1867 Marine voerde experimenten uit met centrifugaalpompen als propeller voor de kanonneerboot "Waterwich" van 50 m lang. met een snelheid van 40 tpm dreef een centrifugaalpomp aan. De pomprotor had een diameter van ongeveer 4,25 m. De kanonneerboot met straalaandrijving ontwikkelde een snelheid van 17,2 km/u.
De laatste schakel in een lange onderzoeksketen sloot zich in Nieuw-Zeeland, waar Hamilton probeerde te creëren kleine boot om te zwemmen in een rotsachtige ondiepe bergstroom. Met een conventionele schroef was dit niet mogelijk, omdat de onder de bodem uitstekende delen beschadigd waren door inslagen met stenen.
Aanvankelijk installeerde Hamilton een conventionele centrifugaalpomp in de boot, waardoor de waterstraal in het achterschip onder de boot naar buiten kwam. De uitlaat is draaibaar gemaakt, d.w.z. beheersbaar, aangezien zelfs een klein roer niet onder de bodem van de boot kon worden geïnstalleerd. In 1953 besloot Hamilton om de onderwateruitlaat naar de spiegel boven het water te brengen, waardoor er een waterstraal in de lucht kwam. Het is alsof een kleine verandering behoorlijk effectief bleek te zijn. Als de experimentele boot eerder een snelheid van 18 km / u ontwikkelde, werd bij het uitwerpen van de straal een snelheid van 27 km / u bereikt. Hierdoor was het mogelijk om niet alleen een bodem zonder uitsteeksels te verkrijgen, maar ook een hoog rendement.
In 1956 werd de centrifugaalpomp vervangen door een tweetraps en vervolgens een drietrapspomp. Momenteel worden niet alleen eentraps axiaalpompen gebruikt (Fig. 190, 191), maar ook eentraps diagonaalpompen (Fig. 192). Regelen en omkeren gebeurt vaak door de straal in het uitloopmondstuk te draaien (Afb. 193, 194).
Voordelen van een waterstraalvoortstuwingseenheid:
1. Er zijn geen uitstekende delen onder de bodem van de boot (Fig. 195).
Hierdoor wordt het risico op blessures voor zwemmers en waterskiërs geëlimineerd.
2. Er is geen hellingsmoment veroorzaakt door de rotatie van een conventionele scheepsschroef.
3. Een kleine diepgang maakt het mogelijk om boten met straalaandrijving in ondiep water te gebruiken. Toegegeven, bij een lage snelheid van de boot kunnen algen worden aangezogen, maar ze worden eenvoudig verwijderd.
4. De boot is gemakkelijk van en op de trailer te stappen.
5. Voor deelnemende boten speciale vorm races "met acceleratie", met succes wordt de hoge initiële acceleratie gebruikt.
6. Wanneer geïnstalleerd op kleine hogesnelheidsbrandblusboten, kan de propeller worden gebruikt als brandbluspomp.
In Nieuw-Zeeland, waar de rivieren meestal ondiep zijn, met een rotsachtige bodem, worden bijvoorbeeld ongeveer 3.000 kleine sportboten (4-8 m lang) met waterstraalaandrijving gebruikt.
De nadelen van waterstralen zijn onder meer het verlies aan vermogen door waterwrijving, aangezien het een lange weg aflegt door smalle inlaat- en uitlaatkanalen, waarvan de binnenoppervlakken niet helemaal glad zijn. Pompschoepen zijn soms ook niet goed genoeg gepolijst. Bovendien treedt wrijving op in stationaire leischoepen. Aanzienlijke weerstand wordt ook veroorzaakt door het aanzuigrooster, wat leidt tot wervelingen van de stroming en vroegtijdig cavitatie kan veroorzaken.
De pomp moet, zelfs bij de hoogste snelheden, worden voorzien van water, niet van een mengsel van water en lucht. Als de bodem te vlak is of een deadrise heeft, zoals een zeeslee, dan wordt er heel gemakkelijk lucht aangezogen. Bij aanwezigheid van luchtbellen in het water neemt de nadruk sterk af.
Laten we het hebben over corrosie. Veel waterkanonnen lopen het risico van corrosie, aangezien ongelijksoortige metalen worden gebruikt om behuizingen, bladen, aandrijfassen en inlaatroosters te maken. Maar aangezien waterstralen bij voorkeur op kleine speedboten worden geïnstalleerd, kunnen ze goed worden beschermd tegen corrosie. Om dit te doen, is het na elke reis noodzakelijk om de boot naar de kust of op een trailer te heffen.
Kleine lichte sportboten met een krachtige motor ontwikkelen hoge snelheden met behulp van straalaandrijving. Dit veroorzaakte een voortijdige fascinatie voor hen tot aan de bewering dat de toekomst aan waterkanonnen behoort. Inmiddels zijn zowel de voor- als nadelen van dit systeem aan het licht gekomen. Nu kunt u er zeker van zijn dat een boot met een conventionele in de handel verkrijgbare jet een goed totaaleffect zal bereiken.
In ieder geval zal een niet-omkeerbare motor met een waterstraalpomp meer kosten dan een conventionele buitenboordmotor met achteruitversnelling, as en schroef. Deze puur commerciële invalshoek, waarvan de eventuele verkoop van propellers afhangt, heeft ertoe geleid dat er in principe alleen kleine hogesnelworden vervaardigd, aangezien deze zonder tussenliggende versnellingsbak kunnen worden aangesloten op moderne scheepsmotoren. Daarom worden waterkanonnen vooral gebruikt op lichte speedboten, waarbij een hoog vermogen wordt gecombineerd met een laag gewicht van de boot. Het bedrijf Hamilton geeft instructies uit waarin staat dat een waterstraal alleen op een boot kan worden geïnstalleerd als er bepaalde verhoudingen worden aangehouden tussen het gewicht van de boot, inclusief het gewicht van de bemanning, en het motorvermogen. Dus, Gewichtslimiet kleine speedboten van 4-6 m lang moeten 12 tot 16 kg wegen per pk motorvermogen, en boten van 6-9 m lang - niet meer dan 9 kg. Zeer hoge snelheden en hoog rendement. worden bereikt als het gewicht van de boot niet meer is dan 5-7 kg per pk motorvermogen.
Veel waterjets zijn geschikt voor conventionele automotoren met een hoog toerental van 3500-4500 tpm, maar zijn niet geschikt voor vrij grote toeristenboten.
Uiteraard kunnen er ook waterkanonnen worden gemaakt voor zwaardere en langzamere boten. In dit geval om een goede efficiëntie te krijgen. in het bereik van lage en gemiddelde snelheden is een verlaagd motortoerental vereist en grote doorsnee waterkanon.
Kenmerkend is dat geen van de seriële straalaandrijving samen met een dieselboot wordt aangeboden, aangezien diesels te zwaar zijn en niet snel genoeg zijn voor een economisch haalbare combinatie met kleine waterjets. Desondanks wordt op grote langzaam varende boten nog vaak een snelle straalaandrijving geïnstalleerd.
Het resultaat is een totale teleurstelling. Meestal worden waterkanonnen gedemonteerd en vervangen door een conventionele installatie met een propeller.
Bij het kiezen van een schroef worden de schroefdiameter en spoed zorgvuldig afgestemd op het motorvermogen en de snelheid van de boot. Niemand spreekt zijn ongenoegen uit als de schroef wordt onderworpen aan tests die verder gaan dan nodig is om het gespecificeerde te verkrijgen technische parameters. Maar heeft u er wel eens over nagedacht dat dit ook geldt voor de waterstraalaandrijving? Waarschijnlijk hebben fabrieken meerdere waaiers met verschillende spoed op voorraad. Het is echter zeer zeldzaam om het wiel te veranderen, en nog minder vaak om de diameter van de straal of de geleidekanalen te veranderen, omdat dit zou leiden tot een verandering in de hele installatie.
Een lichte hogesnelheidsboot die wordt aangedreven door een waterstraal, heeft net als een boot met een schroef twee evenwichtstoestanden: de eerste is tussen het vermogen van de motor op de as en het vermogen dat wordt gebruikt door de waterstraal, de tweede is tussen de reactie van de waterstraal en de weerstand van de boot. De derde toestand, die alleen kenmerkend is voor een waterstraal, is de balans tussen de vereiste hoeveelheid water en de diameter van het uitlaatmondstuk.
Er zijn dus zes variabelen. Als ze goed op elkaar kunnen worden afgestemd, zal een boot met een straalaandrijving dezelfde snelheid halen als een boot met een conventionele schroef. Constructies die voor beide systemen extra weerstand veroorzaken, kunnen als gelijkwaardig worden beschouwd: voor een waterstraalvoortstuwingseenheid het waterinlaatrooster en het oppervlak van de leidingen, en voor de schroef uitstekende delen (as, schroefasbeugel en roer).
Als een boot met straalaandrijving een hogere snelheid laat zien dan een vergelijkbare boot met een schroef, dan betekent dit dat er fouten zijn gemaakt bij het uitrusten van de boot met een schroef (mogelijk een slecht gekozen schroef of niet voldoende gepolijste uitsteeksels). Vaak zijn er slecht ontworpen schroefassteunen, te dikke schroefassen en een groot ruw roerblad. In het beste geval zal de snelheid van een boot met straalaandrijving gelijk zijn aan die van een boot met schroef.
Tot nu toe is er nooit melding gemaakt van het eigenaardige gedrag van een waterstraalvoortstuwingseenheid bij lage en gemiddelde snelheid. De toename en afname van de snelheid van een boot met een conventionele schroef is bijna evenredig met het motortoerental. De straalaandrijving gedraagt zich heel anders. De hoge uitwerpsnelheid van de jet wordt bereikt door de druk die in de jet wordt gecreëerd, evenals de correct geselecteerde diameter van het uitlaatmondstuk. Om de straal de beste reactie te geven, moet de gehele installatie, bestaande uit motor, pomp en uitlaatmondstuk, worden ontworpen voor maximaal motorvermogen en toerental. Zodra de snelheid afneemt en de boot snelheid verliest, begint de druk in het systeem af te nemen, omdat de diameter van het mondstuk wordt aangepast aan de maximale snelheid. In dit geval wordt het toerental veel sterker verlaagd dan het motortoerental.
Laten we kijken naar het diagram van de afhankelijkheid van de snelheid van de boot van het motortoerental (Fig. 196).
Curven A, B en C zijn gebaseerd op metingen aan drie verschillende boten met waterstraalaandrijving, curve D - aan een conventionele boot met een schroef. Het toont een directe relatie tussen de snelheid van de schroef en de snelheid van de boot. Curven A, B en C laten zien hoe snel de snelheid afneemt bij afnemende snelheid. Als de pomp bij 2000 tpm nog steeds de helft van het watervolume in beweging brengt, is de uitlaatsproeier niet meer gevuld en spat de waterstraal, in plaats van met kracht uit de sproeier te worden geworpen, machteloos in het water. Dit is te zien op de linkeronderschouder van bochten A, B en C. Als een boot met een schroef een flinke kruissnelheid ontwikkelt, dan beweegt een boot met straalaandrijving zich heel langzaam. Bijvoorbeeld, bij 4000 tpm hebben propeller- en jet-aangedreven boten een snelheid van ongeveer 60 km/u, bij 2000 tpm is de snelheid van de propellerboot 27 km/u, en jet-aangedreven boten slechts 14 km/u.
Opgemerkt moet worden dat curven A en B overeenkomen met nauwkeurige metingen en dat curve C twijfelachtig is. De lage snelheid van een jet-aangedreven boot bij een verlaagd motortoerental is het gevolg van een mismatch tussen de hoeveelheid toegevoerd water en de dwarsdoorsnede van het uitlaatmondstuk. Om de snelheid te bereiken die een propellerboot heeft bij 2000 tpm, moet een jet aangedreven boot de schroefsnelheid verhogen tot 3000 tpm of meer.
De karakteristieken van de waterstraalpomp, schoepen en straalpijp zijn op de fabriekstestbank zodanig op elkaar afgestemd dat de grootste straalreactie optreedt bij de maximale propellersnelheid. Eventueel een soortgelijke installatie, bestaande uit een 240 pk benzine bootmotor. met een snelheid van 4200 tpm, waaraan een waterstraalpomp met een diameter van 0,3 m is bevestigd, gemonteerd op boten van verschillende afmetingen en verplaatsingen, is het mogelijk om tot volledig onvoorziene resultaten te komen.
Op afb. 197 is een diagram dat de snelheid van verschillende boten laat zien als functie van bootvermogen, motortoerental en bootbelasting. De krachtcentrale was gemonteerd op een open sportboot van 5,2 m lang en op een lichte plezierboot van 8 m lang.
De open sportboot is getest onder twee belastingen - met één stuurman aan boord en een totaalgewicht van 910 kgf (bocht A) en vervolgens met vijf passagiers aan boord met een totaalgewicht van 1230 kgf (bocht B). De maximaal bereikte snelheden waren 91 en 86 km/u (punten 1 en 2). Tegelijkertijd was het motortoerental iets meer dan 4200 tpm. Toen de snelheid afnam tot ongeveer 50 km/u, veranderde het gedrag van de boot niet, maar toen het motortoerental daalde van ongeveer 2500 tpm naar 2200 tpm, daalde de snelheid van de boot scherp - tot 12 km/u. Een snelheid van 20 of 30 km/u halen was totaal onmogelijk. Zodra er een evenwicht was bereikt in de werking van de pomp en het mondstuk, begon de boot snelheden van meer dan 40 km / u te bereiken. Met een onbeduidende afname van het motortoerental werd de balans verstoord en bewoog de boot opnieuw met een snelheid van 12 km / u.
De cijfers van 52% en 56% onder aan de curven geven aan tot welk percentage van het maximale toerental de boot langzaam vaart voordat er een plotselinge toename in snelheid optreedt.
Ondanks genoeg hoge spanning motor bleek de 8 meter lange pleziermotorboot te zwaar om door een 12 inch pomp te worden aangedreven. Er werden drie ladingen getest: eerst met één stuurman - een totaalgewicht van 1590 kgf (bocht B), vervolgens met meerdere passagiers - een totaalgewicht van 2000 kgf (bocht D) en ten slotte met een grote lading - een totaalgewicht van 2950 kgf ( bocht D). Bij een toerental van 3950 tpm kon de motor nog een vermogen van 200 pk ontwikkelen en de boot, afhankelijk van totale gewicht bereikte de maximale snelheid van 58, 53 en 39 km/u (punten 3, 4, 5).
Bijzonder indicatief is de lage snelheid, uitgedrukt als een percentage van de maximale snelheid, tot het moment waarop de boot een normale snelheid zal hebben. Bij de lichtste belasting gaat het stationair draaien door tot 76% van het maximale motortoerental, tot 78% voor een zwaarder beladen boot en tot 97% voor een boot met de zwaarste belasting. Als u de belasting blijft verhogen, kan de boot ondanks het hoge motorvermogen geen normale snelheid hebben.
Benadrukt moet worden dat het waterkanon op de plezierboot uitsluitend voor experimentele doeleinden is geplaatst. Een waterstraalpomp met een hogere capaciteit en een lager toerental (grotere waaierdiameter) zou veel winstgevender zijn op een grote boot.
De keuze voor een straalaandrijving is vergelijkbaar met de keuze voor een conventionele schroef. Een zware boot met een kleine, snelle schroef vertoont een zeer slechte efficiëntie, die verbetert naarmate het motortoerental afneemt en de schroefdiameter toeneemt. Hetzelfde kan gezegd worden over pompende eenheid waterkanon.
Het is mogelijk dat in de toekomst speciale straalvoortstuwingssystemen beschikbaar komen voor grote draagvleugelboten die snelheden bereiken van meer dan 150 km/u. momenteel toegepast mechanische overbrenging vermogen naar de schroef met behulp van hoekige kolommen voldoet niet aan het vereiste hoge vermogen. Daarnaast heeft de schroef veel last van cavitatie. Het is mogelijk dat er een installatie ontstaat, bestaande uit een gasturbine en een waterpomp, die wanneer speciale condities normale efficiëntie bereikt. propeller en zelfs overtreffen.
Belangrijkste conclusies:
1. Op kleine lichte boten met een waterstraal kun je dezelfde snelheid halen als op boten met een schroef (bij dezelfde snelheid en hetzelfde vermogen).
2. De langzaam draaiende propeller kan niet worden vervangen door een snel draaiende kleine waterstraalpomp.
3. Verschillende waterstraalinstallaties zijn niet even effectief in het veranderen van de richting van de straal om achteruit te gaan.
4. De wendbaarheid en wendbaarheid van een boot uitgerust met een waterjet is zeer goed bij hoge snelheid.
5. Het nadeel van een waterstraalaandrijving is een onevenredige toe- en afname van het toerental ten opzichte van het toerental.
6. Op boten met lage kiellijnen of scherpe bochten in de rompvorm kan er lucht in de waterinlaat van de jet komen, wat direct leidt tot een afname van de stuwkracht.
7. Cavitatieproblemen met waterstralen komen vaker voor dan bij conventionele schroeven, deels vanwege het rooster in de inlaatpoort, dat turbulentie veroorzaakt in de inlaatstroom.
8. Corrosie van waterstralen, vooral in zeewater, is gevaarlijker dan corrosie van een conventionele bronzen propeller.
9. In ondiepe reservoirs worden zand, slib en zelfs kleine steentjes in de propeller gezogen, die soms schade aan de bladen van de waterstraal veroorzaken.
10. Een volledig geassembleerde energiecentrale met een waterjet is duurder dan normale installatie met achteruitversnelling, schroefas, schroef en roer.
Concluderend moet worden gezegd dat sommigen Engelse firma's waterkanonnen produceren voor zeer laag vermogen (vanaf 2 pk en hoger). Dergelijke installaties werken op dezelfde manier als een conventioneel schip propeller en zijn geschikt voor waterverplaatsende boten met lage snelheid.
Waterjets hebben veel voordelen ten opzichte van "conventionele" propellersystemen, maar desondanks moeten ze nog aan populariteit winnen bij liefhebbers van waterrecreatie. Hieronder probeert de bekende mariene schrijver en journalist Dag Pike te begrijpen waarom sommige botenbouwers waterstralen gebruiken, terwijl anderen ze negeren, en de vraag beantwoorden: hebben waterstralen een toekomst op de markt? pleziervaartuig?
Er zijn inderdaad veel ongebruikelijke dingen in het gebruik van moderne straalaandrijving. De eigenaardigheid ligt in het feit dat ze tegenwoordig uitsluitend worden gebruikt in twee, als het ware, tegenovergestelde - "polaire" - gebieden van de scheepsbouw. Dit zijn krachtige meerassige waterstraalinstallaties op gigantische hogesnelheidsveerboten. Of dit zijn waterkanonnen op de kleinste snelle voertuigen - jetski's, en voor hen is dit de enige optie voor voortstuwing. Het grootste deel van de markt voor pleziermotorboten bestaat nog steeds uit boten en motorboten met een schroef. (Laten we het niet hebben over het extreem kleine aantal buitenboordmotoren dat met een waterstraal wordt geproduceerd.)
Voor niet-ingewijden is een straalvoortstuwingssysteem gewoon dezelfde propeller, maar dan ingesloten in een buis, maar in werkelijkheid is het een van de meest complexe soorten voortstuwingssystemen. Een waterkanon is in de eerste plaats een pomp die water via een inlaat aanzuigt, versnelt en via een mondstuk naar buiten duwt. Het mondstuk kan horizontaal worden gedraaid om de boot te draaien, en de deflector die het mondstuk blokkeert, kan de waterstraal terugdraaien om de boot om te keren.
Wrijvingsverliezen zijn vrij hoog in de waterstraal, aangezien water in de buis stroomt, maar dit nadeel wordt gecompenseerd door de verhoogde efficiëntie van de pompwaaier - waaier, waterstraalwaaier. Als gevolg hiervan doet een modern waterkanon qua voortstuwingskarakteristieken praktisch niet onder voor een propeller en overtreft hij deze bij de hoogste snelheden vaak.
Een waterkanon is erg populair wanneer een snel klein vaartuig ongehinderd door ondiep water moet bewegen. Vospower, een divisie van het bekende Engelse bedrijf Vosper Thornycroft, dat patrouilleboten en kleine oorlogsschepen bouwt, ontwikkelde hele lijn waterkanonnen voor de nieuwste landingsvaartuigen, aangezien alleen deze propeller zo'n vaartuig in staat stelt om onderweg aan land te "springen" en het er vervolgens onafhankelijk van te verwijderen dankzij de omgekeerde straal, die water onder de romp drijft. Dit voordeel kan ook worden gebruikt op pleziervaartuigen die speciaal zijn ontworpen om te "landen" op een niet-uitgeruste ondiepe kust. Misschien daarom Amerikaans bedrijf Hinckley installeerde een waterkanon op zijn 11 meter lange model daycruiser, die niet toevallig "Picnic" heette.
Beveiliging is een andere positieve eigenschap waterkanon. De waaier bevindt zich in de boot en vormt geen gevaar voor mensen in de buurt in het water. Dit - belangrijkste reden, volgens welke waterkanonnen worden gebruikt op jetski's en op het trekken van waterskiërs. reddingsboten is een ander gebied waar de veiligheid van waterkanonnen van cruciaal belang kan zijn.
In de meeste gevallen voegen waterkanonnen een aanzienlijke hoeveelheid gewicht toe aan de boot. Even voor de duidelijkheid: niet zozeer de mover zelf, maar het water dat er constant in zit. Bij het berekenen van de voortstuwing van snelle schepen moet het gewicht van dit water worden opgeteld bij het gewicht van het schip. Gedeeltelijk kan dit extra gewicht worden gecompenseerd door de afwezigheid van een tandwielkast in de aslijn, aangezien achteruit en "stop" worden verkregen door simpelweg de deflector te draaien (in de meeste installaties is echter ten minste een koppeling tussen de motor en de waterstraal nodig). is vereist zodat de motor ongeacht de voortstuwingsmodus kan werken).
Waterkanonnen zijn minder vatbaar voor breuk door drijvend puin dan conventionele propellers (wat bijvoorbeeld een groot pluspunt kan zijn voor schepen in de havenvloot), maar dezelfde overweging dwingt ons om de complicatie van tandwielen niet op te geven om "door te kunnen spoelen" ” het inlaatrooster verstopt met vuil met een tegengesteld gerichte straal. Soms worden speciale beweegbare vingers gebruikt om vuil uit de inlaat te verwijderen.
Een ander voordeel van de waterstraal is de verbazingwekkende zachtheid van de transmissie en de bijna volledige afwezigheid van trillingen, wat belangrijk is voor plezierjachten.
Gebreken
De hoge kosten van een waterstraal zijn een van de belangrijkste negatieve kanten. Het kost ongeveer anderhalf keer meer dan een conventioneel propellerbesturingscomplex. Voor sommige typen boten kan dit oplopen tot een flink prijskaartje en wordt het door kopers waarschijnlijk afgedaan als een onnodige luxe.
Kortom, de negatieve reactie van potentiële kopers is gericht op het stuursysteem: de besturing van een jet-aangedreven vaartuig is aanzienlijk anders dan de besturing van een conventioneel propellervaartuig, vooral bij het manoeuvreren in krappe watergebieden. Het voordeel is dat een jet-aangedreven boot de volledige controle behoudt wanneer de deflector in de neutrale stand staat, wat vooral belangrijk is in krappe ruimtes. Er zijn echter ook nadelen. Het probleem doet zich voor wanneer de bestuurder overstapt van een conventioneel besturingssysteem met één hendel naar jetbedieningshendels.
Sommige fabrikanten van waterkanonnen proberen het bekende eenhendelsysteem te kopiëren, maar dit is eerder een slechte dienst. Dit helpt de bestuurder in zekere zin natuurlijk om de voortstuwing van de jet onder de knie te krijgen, maar hij moet constant onthouden dat de jet geen neutrale stand van de versnellingspook heeft, zoals op gewone doos versnellingen. De versnellingsbak schakelt de motorkoppeling in of uit, en met een waterstraal is de koppeling relatief zacht en neemt geleidelijk toe, zodat u geen onmiddellijke reactie voelt wanneer u de koppeling inschakelt. Het lijkt misschien zelfs alsof er helemaal niets is gebeurd. Tegelijkertijd oefenen velen druk uit op de hefbomen "tot mislukken" en krijgen ze iets heel anders dan ze hadden verwacht.
De truc om de waterstraal te beheersen, is dat de gashendel alleen op volle zee mag worden gebruikt en in de haven de deflector. Deze truc, vooral in het geval van dubbele waterkanonnen, is echter erg moeilijk voor degenen die gewend zijn om een conventioneel propellerschip te besturen.
Soms proberen ze dit probleem op te lossen door enige automatisering van de besturing van de toepassing van elektronica. Dergelijke elektronische regelsystemen worden bijvoorbeeld aangeboden door het Nieuw-Zeelandse Hamilton Jet. De "Vopower" biedt als alternatief een "joystick"-bediening. De joystick kan twee waterstralen tegelijk aansturen. U hoeft alleen met de hendel de richting waarin u moet bewegen "aan te geven" (u kunt zelfs vertragen), en de elektronica geeft de actuatoren precies die commando's die het gewenste resultaat opleveren. Er is ook een joystick voor elk van de twee waterkanonnen.
Bekendheid met het beheer van waterkanonnen kost tijd. De Zweedse botenbouwer Storebro, die kleine jet-aangedreven boten maakt, raadt eigenaren aan om een tweedaagse training te volgen.
De ontwerpers van Hamilton hebben naast de standaard hendels op de J32 ook een koppeling ingebouwd in de aslijn, wat betekent dat ze nog een hendel hebben toegevoegd.
Hoewel de ontwikkeling van een waterstraal enige tijd kost, waarderen degenen die er al aan gewend zijn de kwaliteit van een waterstraalvaartuig, zoals de wendbaarheid, zeer.
En het laatste obstakel op weg van de waterstraal om de markt voor pleziervaartuigen te veroveren, is de gevoeligheid voor aangroei. Als de jet regelmatig wordt gebruikt, is er geen probleem omdat de waterstroom door het kanaal vervuiling voorkomt, maar laat de boot slechts twee zomerweken ongebruikt en de jet zal zich opstapelen zodat de boot 10% van zijn snelheidsgegevens verliest. Het coaten van de binnenkant van de jet met aangroeiwerende verf heeft een positief effect, maar voor het schilderen zal de installatie volledig gedemonteerd moeten worden. Bovendien zal een constante stroom water deze verf na een tijdje gewoon wegspoelen.
Dag Pike
Vertaald uit het Engels door A.Albov
(“IBI” nr. 285, VIII/IX 1998)