Масса воды, отброшенная движителем в корму, создает в виде реакции упорное давление, движущее судно вперед. Создает ли масса воды большое или малое ускорение, безразлично. В обоих случаях расходуется одинаковая мощность и возникает одинаковый упор винта. К сожалению, это отражает лишь физический принцип. В действительности имеется совершенно определенное, наиболее благоприятное соотношение между массой воды и ускорением.

Водометный движитель действует так же, как гребной винт: вода засасывается спереди, лопатки насоса, подобно лопастям гребного винта, придают ей ускорение, после чего вода выталкивается в корму. От гребного винта он отличается лишь внешним видом-винт, точнее колесо насоса установлено в трубе внутри катера, кроме того, водяная струя не уходит незаметно под воду, а выбрасывается из сопла, установленного над водой. Действие выбрасываемой за корму струи воды вызывает равную по величине и направлению в нос реакцию, благодаря которой катер получает движение вперед.

            Нередко считают, что водометный движитель позволяет развить гораздо  большую скорость, чем гребной винт. Что бы определить достоинства и недостатки водометного движителя, необходимо рассмотреть два фактора: его расположение на катере и К.П.Д.

            Есть что-то заманчивое в идее установить высокоэффективный насос внутри судна. Идея создания водометного движителя появилась значительно раньше, чем был изобретен гребной винт. Еще в 1784 г. Джемс Рамсей продемонстрировал на реке Потомак в США первый пароход с водометным движителем. В 1867 г. английский военно-морской флот проводил опыты с центробежными насосами в качестве движителя для канонерской лодки «Уотервич» длиной 50 м. Паровая машина мощностью 760 л. с. при частоте вращения 40 об/мин приводила в действие центробежный насос. Ротор насоса имел диаметр около 4,25 м. Канонерская лодка с водометным движителем развивала скорость 17,2 км/ч.

Последнее звено в длинной цепи исследований замкнулось в Новой Зеландии, где Гамильтон попытался создать маленький катер для плавания по каменистому мелкому горному ручью. С обычным гребным винтом это было невозможно, так как части, выступающие под днищем, получали повреждения из-за ударов о камни. Вначале Гамильтон установил внутри катера обычный центробежный насос, в результате чего водяная струя выходила в корме под катером. Выходное отверстие было выполнено поворотным, т. е. управляемым, поскольку под днищем катера нельзя было установить даже маленького пера руля. В 1953 г. Гамильтон решил подводное выпускное отверстие вывести на транец   над водой, обеспечив выброс водяной струи в воздух. Это как будто незначительное изменение, по утверждению Гамильтона, оказалось весьма эффективным. Если экспериментальный катер раньше развивал скорость 18 км/ч, то при выбросе струи в воздух была достигнута скорость 27 км/ч. 

В 1956 центробежный насос был заменен двухступенчатым, а затем трехступенчатым насосом. В настоящее время применяют не только осевые насосы но и одноступенчатые диагональные насосы.

Преимущества водометного движителя:

 1. Отсутствуют выступающие части под днищем катера. В результате исключена опасность ранения пловцов и водных лыжников,

 2.   Не возникает кренящий момент, вызываемый вращением обычного судового гребного винта.

 3.  Небольшая осадка дает возможность использовать катера с водометными движителями в мелких водоемах. Правда, при небольшой скорости катера водоросли могут засосаться внутрь, но они достаточно просто удаляются.

 4.   Катер легко спускается с трейлера и поднимается на него.

 5.  Для катеров, участвующих в специальном виде гонок «с ускорением», с успехом используется высокое начальное ускорение.

 6. При установке на небольших быстроходных пожарных катерах движитель можно применять в качестве пожарного  насоса.

 Например, в Новой Зеландии, где реки в основном мелководные, с каменистым дном, используется около 3000 малых спортивных катеров (длиной 4—8 м) с водометными  движителями.

 К недостаткам водометов относятся значительные потери мощности от трения воды, так как она проходит длинный путь по узким впускным и выпускным каналам, внутренние поверхности которых бывают не совсем гладкими. Лопатки насоса также иногда шлифуются недостаточно хорошо. Кроме того, трение возникает в неподвижных направляющих аппаратах. Значительное сопротивление вызывается и решеткой всасывания, что приводит к завихрению потока и может преждевременно вызвать кавитацию.

 В насос даже на самых высоких скоростях должна поступать вода, а не смесь воды с воздухом. Если днище слишком плоское или имеет обратную килеватость, наподобие морских саней, то воздух засасывается очень легко. При наличии пузырей воздуха в воде упор резко уменьшается.

Остановимся на проблеме коррозии. Многие водометы находятся под угрозой коррозии, так как для изготовления корпусов, лопаток, приводных валов, впускных решеток применяют разнородные металлы. Но поскольку водометные движители предпочитают устанавливать на малых быстроходных катерах, то их можно хорошо защитить от коррозии. Для этого необходимо после каждого плавания поднимать катер на берег или на прицеп.

 Малые легкие спортивные катера с двигателем большой мощности развивают при помощи водометных движителей высокие скорости. Это вызвало несколько преждевременное увлечение ими вплоть до утверждения, что будущее принадлежит водометам. Тем временем выявились как достоинства, так и недостатки этой системы. Теперь можно быть уверенным, что катер с обычным имеющимся в продаже водометным движителем достигнет хорошего общего эффекта.

 В любом случае двигатель без реверсивной передачи с водоструйным насосом обойдется дороже, чем обычный катерный двигатель с реверсивной передачей, валопроводом и гребным винтом или с поворотно-откидной колонкой. Эта чисто коммерческая точка зрения, от которой зависит возможный сбыт движителей, привела к тому, что в основном изготовляют лишь небольшие высокооборотные водоструйные насосы, так как их можно подсоединять к современным катерным двигателям без промежуточного редуктора. Поэтому водометы используют преимущественно на легких быстроходных катерах, где большая мощность сочетается с малым весом катера.

Фирма «Гамильтон» выпускает инструкцию, в которой указано, что водометный движитель может быть установлен на катере только в том случае, если выдержаны определенные соотношения между весом катера, включая вес экипажа, и мощностью двигателя. Так, максимальный вес малого быстроходного катера длиной 4—6 м должен быть от 12 до 16 кг на каждую лошадиную силу мощности двигателя, а катера длиной 6—9 м — не более 9 кг. Очень высокие скорости и хороший к. п. д. достигаются в том случае, если вес катера составляет не более 5—7 кг на каждую лошадиную силу мощности двигателя. 

У приводимого в движение при помощи водомета легкого быстроходного катера, аналогично катеру с гребным винтом, имеются два состояния равновесия: первое — между мощностью двигателя на валу и мощностью, используемой насосом, второе — между реакцией водяной струи и сопротивлением катера. Третье состояние, свойственное лишь водомету, — равновесие между потребным количеством воды и диаметром выпускного сопла.

 Итак, имеется шесть переменных величин. Если удается их хорошо согласовать между собой, то катер с водометным движителем достигнет той же скорости, что и катер с обычным гребным винтом. Конструкции, вызывающие дополнительное сопротивление обеих систем, можно считать равноценными: у водометного движителя — решетку водозаборника и поверхность водоводов, а у гребного винта — выступающие части (вал, кронштейн гребного вала и руль).

 Если катер с водометным движителем показывает большую скорость, чем такой же катер с гребным винтом, то это значит, что при оборудовании катера гребным винтом были допущены ошибки (возможно, плохо подобран гребной винт или выступающие части недостаточно отшлифованы). Часто попадаются кронштейны гребного вала неудачной конструкции, слишком толстые гребные валы и большое необработанное перо руля. В лучшем случае скорость катера с водометным движителем будет такой же, как и катера с гребным винтом.

 До сих пор ни разу не упоминалось о своеобразном поведении водометного движителя на малом и среднем ходу. Увеличение и снижение скорости катера с обычным гребным винтом происходит почти пропорционально частоте вращения двигателя. Совсем по-другому ведет себя водометный движитель. Высокая скорость выброса струи достигается благодаря создаваемому в насосе давлению, а также правильно подобранному диаметру выпускного сопла. Чтобы струя создавала наибольшую реакцию, вся установка, состоящая из двигателя, насоса и выпускного сопла, должна быть рассчитана на максимальные мощность и частоту вращения двигателя. Как только частота вращения снижается и катер теряет скорость, начинает уменьшаться давление в системе, так как диаметр сопла отрегулирован на максимальную частоту вращения. При этом скорость снижается в значительно большей степени, чем частота вращения двигателя.

 Например, при 4000 об/мин катера как с гребным винтом, так и с водометом имеют скорость примерно 60 км/ч, при 2000 об/мин скорость катера с гребным винтом равна 27 км/ч, а катера с водометным движителем — лишь 14 км/ч.

 Небольшая скорость катера с  водометным  движителем  при   пониженной   частоте  вращения двигателя получается в результате несоответствия между подаваемым количеством воды и сечением выпускного сопла. Чтобы развить скорость, которую имеет винтовой катер при 2000 об/мин, катеру с водометным движителем необходимо увеличить частоту вращения винта до 3000 об/мин и более.

На малых легких катерах с водометом можно получить такую же скорость, как на катерах с гребным винтом (при одинаковых частоте вращения и мощности).

Малооборотный большой гребной винт нельзя заменить высокооборотным малым водоструйным насосом.

Различные водометные установки неодинаково эффективно изменяют направление струи для получения заднего хода.

Управляемость и маневренность катера, оборудованного водометом, очень хороши на больших скоростях.

Недостатком водометного движителя является непропорциональное по отношению к частоте вращения увеличение и уменьшение скорости.

У катеров с малокилеватыми обводами или резкими изгибами формы корпуса воздух может попасть в водозаборник водомета, что немедленно приведет к уменьшению тяги.

Проблемы кавитации у водометных движителей возникают чаще, чем у обычного гребного винта, отчасти из за решетки во всасывающем отверстии, которая образует завихрения во входящем потоке.

Коррозия водометных движителей, особенно в морской воде, представляет большую опасность, чем коррозия гребного винта.

В мелких водоемах в движители засасывается песок, ил, мелкие камни, которые могут нанести повреждения лопаткам насоса.

Энергетическая установка с водометом  дороже, чем установка с реверсивной передачей, гребным валом, винтом и рулем или с поворотно откидной колонкой.

Энергетическая установка с водометом незаменима в водоемах, где невозможна эксплуатация судов с выступающими частями под днищем судна.

Энергетическая установка с водометом незаменима для судов специального назначения эксплуатирующихся на мелководье и в условиях засоренного фарватера.

Энергетическая установка с водометом незаменима, где необходима высокая маневренность на больших скоростях.

 

Применение водометов так же возможно на водоизмещающих судах с небольшими скоростями при эксплуатации на реках ,озерах, заливах с мелководьями и там где нужна высокая маневренность судна.

Мировые производители водометов.

 

 

Hamilton Jet - мировой лидер в  области проектирования и производства водометных движителей. Став пионером более 50 лет назад, компания продолжает свои инновационные традиции и по сей день. 

 

Водометные движители ALAMARIN JET.

Компания Alamarin-Jet Oy производит водометные движители в Финляндии с 1976 года. Водометы Alamarin используются производителями полицейских и военных катеров, катеров береговой охраны, таможенной службы. Также водометы Alamarin популярны среди производителей спасательных и прогулочных катеров.

 

Rolls-Royce – глобальная мировая корпорация производитель различных систем для судов и в том числе водометов kamewa.

   

 

 

 

CASTOLDI JET-cовременные водометные движители.