Propulsion

“Las hélices (o los waterjets) proporcionan un empuje propulsivo acelerando el fluido del entorno en el cual están trabajando”. El significado de esta frase es que la aceleración que tiene el agua dentro del motor será la causante de que la embarcación esté dotada de empuje. Teoría elemental de la hidrodinámica. Teoría elemental del momentum. Teoría elemental de propulsión.

Expone que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. En otras palabras, la aceleración que adquiere una embarcación es directamente proporcional a la fuerza neta que produce el chorro de agua, en misma dirección pero sentido contrario. Primera ley de Newton. Tercera ley de Newton. Segunda ley de Newton.

Según esta ley la variación de la cantidad de movimiento de la masa de agua que es aspirada por la bomba es igual al impulso mecánico que origina el avance del buque. Ley de la conservación de la cantidad de movimiento. Ley de la conservación de la cantidad de materia. Ley de la conservación de la fuerza de movimiento.

Se puede calcular de una forma más sencilla mediante la teoría simplificada de la cantidad de movimiento, aplicando la hipótesis de que el agua está atravesando una sección perpendicular a la dirección del flujo que lleva la misma velocidad en todos sus puntos, siendo constante el caudal. Empuje neto. Empuje bruto. Empuje total.

El agua aspirada por la bomba ha de ser acelerada hasta alcanzar la velocidad del conducto de aspiración, para que sea embarcada. Este hecho producirá una fuerza que se llamara: Resistencia al avance. Resistencia de empuje. Resistencia neta.

El empuje bruto y la resistencia al avance son las fuerzas que intervienen en el sistema de propulsión por chorro de agua, y con la diferencia de estas dos se calcula este empuje: Empuje total. Empuje neto. Empuje de salida.

Es la velocidad a la que va la masa de agua que propulsa el buque cuando pasa por la toma de entrada: Velocidad de entrada. Velocidad de salida. Velocidad del agua.

Es la potencia que se va a generar para propulsar un buque para que pueda navegar a una velocidad determinada puede calcularse, al considerar el empuje neto suministrado por el sistema: La potencia inicial. La potencia útil. La potencia neta.

Al acelerarse una masa de agua m en la tobera hasta alcanzar una velocidad vj, se produce un incremento en la energía cinética. Despreciando el incremento de energía potencial y las pérdidas por rozamiento en las paredes, el incremento de energía por unidad de tiempo será: Potencia útil. Potencia neta. Potencia total.

Generalmente, los ensayos de la tobera se realizan junto con todo el sistema propulsivo, para que el fluido que la atraviesa haya sido aspirado anteriormente por la bomba. Para poder calcular el rendimiento de la tobera es necesario determinar los parámetros que intervienen en su expresión, como son la presión y la velocidad del flujo. Rendimiento de la tobera. Rendimiento de la turbina. Rendimiento de empuje.

Se define como la relación entre la potencia útil suministrada por la máquina y la que ésta recibe. Si se tiene en cuenta el rendimiento del casco se puede expresarse de la siguiente manera: Rendimiento propulsivo. Rendimiento total. Rendimiento negativo.

Se determina mediante la relación entre la potencia que se necesita para generar el trabajo útil, en la unidad de tiempo, y la potencia de la instalación propulsora, que es la energía que está recibiendo este sistema de propulsión cada segundo. Rendimiento eficiente. Rendimiento total. Rendimiento parcial.

En los sistemas propulsivos waterjet hay diferentes diseños de tomas de mar pero las dos más comunes son las entradas: a fondo o cubierta. a ras (flush intake) o “pod” (ram intake). a presion y fondo.

En este tipo de tomas el flujo entra en el casco sin que las líneas de corriente tengan que cambiar de dirección. El problema de esta tomas es que generan una resistencia adicional al casco. Tipo "pod". Tipo flush. Tipo ras.

Es la entrada por excelencia hacia el ducto de un waterjet que tiene una abertura elíptica o rectangular en el fondo del casco de la embarcación. A ras "flush inlets". A fondo "pod". A nivel.

Las tomas de mar a ras del casco requieren que el flujo haga este movimiento para que pueda entrar en el ducto. No incrementan la resistencia del buque, pero cabe el riesgo de que entre aire en el caso de que el calado a popa no sea suficiente o también si los movimientos de la embarcación son muy bruscos. Sea constante. Se curve. Se presione.

Este punto es crítico debido a que la geometría de la tomar de mar y la superficie total de su entramado dependerá en gran parte de las pérdidas de carga del conducto de aspiración, el cual se traduce directamente en potencia absorbida no efectiva. Punto de filtración. Punto de quiebre. Punto inferior.

Es el encargado de conseguir que el agua llegue desde la toma de mar hacia el impulsor. Tiene un sentido ascendente, teniendo pérdidas de carga inherentes a su forma, debido a la inclinación del ducto y a sus codos. Sistema de succion. Sistema de ducto. Sistema de descarga.

Es un impulsor cuyas funciones son las de acelerar el flujo, mediante unas palas que tiene incorporadas, y succionar el agua por la toma de mar. La succión. La bomba. La pala.

Son las bombas principalmente utilizadas que suministran grandes caudales con moderadas alturas manométricas con rendimientos altos. Gracias a dicha velocidad específica alta es posible la utilización de pequeñas, livianas y altas bombas. Mixtas y axiales de velocidad especifica alta. Mixtas y radiales de velocidad especifica alta. Mixtas y centrifugas de velocidad especifica alta.

La mayoría de waterjets utilizan este tipo de bombas, aunque también hay diseños exitosos puramente axiales. Estos diseños suelen ser más pequeños en diámetro y con una potencia menor que las bombas mixtas, pero no alcanzan la misma eficiencia que las mejores bombas (rendimiento >90%). Centrifugas. Mixtas. Engranes.

Son bombas que se instalan justo antes de las bombas axiales para hacer una “primera fase”. Suelen emplear largas paletas muy sólidas con un bajo ángulo de ataque, tienen un mejor rendimiento de cavitación, que significa que muestran una pequeña reducción de la altura con el inicio de la cavitación, y una mínima erosión por cavitación a velocidades específicas de succión muy altas. Bombas regulables. Bombas de inducción. Bombas dobles.

Las bombas necesitan una presión absoluta mínima a la entrada del impulsor si se quiere evitar este fenómeno. Si la presión cae por debajo de este valor, se formarán burbujas de vapor que posteriormente, al llegar a una zona de mayor presión, crecerán y pueden causar erosión, vibraciones, ruidos y destrucción del impulsor y/o otras partes de la bomba, reduce el rendimiento y provoca ruidos y vibraciones sino que también deteriora los materiales del impulsor. Bombeo. Cavitación. Fluctuación.

Es un conducto que transforma la energía potencial que viene de la bomba en energía cinética. Esta energía cinética es la que hace que finalmente se produzca el empuje neto sobre la embarcación. Este aumento de cantidad de movimiento es debido a que a mismo caudal, con la reducción del diámetro de la tobera y disminución de la presión, hay un aumento de la velocidad del fluido que pasa por la tobera. Turbina. Tobera. Eductor.

Son las toberas , en donde el rayo llega a una máxima contracción y diámetro mínimo en el extremo de la tobera. Paralalepípedas. Pelton. Redondas.

Son las toberas en donde la contracción máxima se da fuera de la tobera, es decir, el diámetro mínimo se da fuera, a presión atmosférica. Paralalepípedas. Pelton o redondas. Curvas.

Se rige por el impulso efectivo y es una de las grandes características de los waterjets. No requieren timón, de tal manera que se evita sumergir apéndices que tendrían fricción con el agua. El método de gobierno de dirección de los waterjets se consigue desviando el chorro respecto el eje de crujía, generalmente con un brazo hidráulico que dirige el rayo mediante un giro de la tobera sobre un acoplamiento semiesférico. Aparato de gobierno. Aparato de control. Aparato direccional.

Se utilizan para revertir la marcha ,el rayo de agua sigue bombeando de la misma manera, así que la bomba también, y lo único que se hace es colocarla de tal manera que revierta el sentido del rayo de agua, enviándolo hacia a proa y secuentemente revirtiendo la marcha. Si la cubeta se coloca gradualmente delante de la tobera, se puede pasar de navegar avante toda, a mantener el buque prácticamente quieto con la bomba funcionando a su potencia máxima. Timones. Cubetas. Palas.

Es un fenómeno físico que afecta al agua y hace que ésta, en determinadas condiciones, pase a estado gaseoso. Se suele dar en sistemas donde hay cambios bruscos de la velocidad del líquido que combinados con una baja presión hace que el agua se vaporice parcialmente, ya que un aumento de la velocidad significa un decrecimiento de la presión local. La cavitación. Turbulencia. Estela.

Se presenta tanto en instalaciones como en dispositivos animados de movimiento, ocasionando una gran pérdida de potencia y disminución del rendimiento, produce ruido, golpeteos, vibraciones, erosión de los materiales y roturas por fatiga. Turbulencia. La cavitación. Estela.

Es el vector que surge de la combinación de la velocidad rotacional y del campo de velocidades de la estela del buque. La velocidad neta. La velocidad relativa. La velocidad total.

A partir de los cuantos nudos la cavitación delimita el trabajo de las hélices, aunque este límite puede ser aumentado con hélices especiales. 30 nudos. 35 nudos. 28 nudos.

Hay un número que a mayor valor, mejor resistencia en el disco actuador contra la cavitación. Promediando la presión estática y la velocidad sobre el área del disco justo en frente del actuador, se obtienen los dos parámetros que lo rigen. Numero de cavitación. Numero de turbulencia. Numero de estela.

Se diseñan y ubican en el casco de tal manera que más de la mitad de su diámetro se mantenga fuera de la superficie del agua cuando está trabajando a alta velocidad. Este tipo de hélices son muy prometedoras para buques de alta velocidad (por encima de los 50 nudos). Las SPP han sido utilizadas en la práctica desde hace muchos años, pero se han limitado para unidades muy pequeñas. Hélices lineales. Hélices emergentes SPP. Hélices laterales.

Son aquellas hélices cuya cavitación en la cara de succión se esparce hasta que cubre la totalidad de dicha cara y deja de estar en contacto con el agua. Lo fundamental de este tipo de hélice es que el momento en el que la cara de succión está totalmente cubierta de burbujas, al ir aumentando las revoluciones por minuto no se puede reducir más la presión en esa zona, con lo que no se generan aumentos de sustentación. Hélices laterales. Hélices supercavitantes. Hélices lineales.

La propulsión waterjet es ideal para navegar en este tipo de aguas, ya que este sistema propulsivo no consta de apéndices. Aguas poco profundas. Aguas profundas. Aguas costeras.

El waterjet es un tipo de propulsión que abarca un mayor rango de velocidad, pero cabe recordar que su eficiencia disminuye sustancialmente cuando su velocidad baja de este parametro. 20 nudos. 25 nudos. 30 nudos.

Giro de emergencia: En el caso de que falle el direccionamiento o las partes mecánicas del sistema de dirección, el chorro puede ser direccionado de esta manera; Primero se desconecta el mando de dirección (volante) del brazo de direccionamiento, que es el encargado de transmitir el movimiento del volante a la tobera. Una vez hecho esto ya se puede mover la tobera manualmente para orientar el chorro de agua. Este sistema solo se debe de utilizar a bajas rpm. Manual. Automatico. Semiautomático.

Control manual de emergencia de la cazoleta inversora del flujo: Este elemento puede ser elevada manualmente y es necesario solamente si la bomba hidráulica ha fallado, Para levantarla hay que unir una cuerda a esta, aguantar el peso, tirar de la cuerda y amarrarla a algún sitio para que no caiga y no se interponga en el recorrido del flujo de agua. De esta manera se podrá volver a la base y revisar el fallo y subsanarlo. Timon. Cazoleta. Tobera.

Sirven para acceder al interior de la unidad jet mediante el casco. Son requeridas para limpiar obstrucciones y bloqueos del interior y para comprobar la estanqueidad del casco. Las tapas de inspección. Registros de inspección. Rejillas de inspección.

Según la Federación Europea de Asociaciones Nacionales de Mantenimiento, se define como: El conjunto de actividades técnicas y administrativas cuya finalidad es conservar o restituir un sistema, subsistema, instalación, planta, máquina, equipo, estructura, edificio, conjunto, componente o pieza en o a la condición que la permita desarrollar su función. Reparacion. Mantenimiento. Revision.

Son fundamentales para comprobar que la moto funciona correctamente y en caso contrario, focalizar los puntos conflictivos para poder resolverlos con la mayor eficacia posible. Si se detecta algún problema, volver al amarre rápidamente a velocidad reducida y no volver a utilizar la moto hasta que sea subsanada la avería. Las pruebas de velocidad y manejo. Las pruebas de funcionamiento. Las pruebas de control.

Hay que realizar estas acciones de hibernación para protección del motor, sobre todo con los motores de 4 tiempos que tienen una mecánica más compleja y delicada que los de dos tiempos. El endulce se hace en tres partes: el exterior de la moto, el motor y el circuito de enfriamiento del motor. Lavar y secar. Endulzar y secar. Secar y limpiar.