Ingeniørfaglig innføring Vannjet system Øystein Sande 23.06.2016
Innhold innledning Hva er en vannjet motor Dens oppbygging og funksjon Fordeler Ulemper Nytenkende systemer Innledning I denne oppgaven skal jeg ta for meg vannjet. Jeg har tenkt å prøve å forklare på en enkel måte hvordan vannjetsystemet er oppbygget og fungerer. Til slutt vil jeg drøfte fordeler og ulemper med dette systemet, og bruksområder det er gunstig/ikke-gunstig. Hva er en vannjet motor? En vannjet er et motorsystem som bruker dens motorkraft som en slags pumpe til å "pumpe inn", "spytte ut" og akselere vann som fremdriftskraft. En vannjet-motor fungerer veldig likt som en vanlig propell-motor. Det er først fra akslingen ut fra motoren forskjellen er stor. Da propell og ror er byttet ut med med et vannjetaggregat. (se bilde under) Vannjetens oppbygging og funksjon SIDE 1
På bildet vedlagt er det et vannjetaggregat. På denne modellen ser man forskjellige bokstaver. Innsuget til vannjeten er der bokstaven (A) er. Her kommer vannet inn og går videre opp til bokstaven (B). Her sitter impelleren. Det er denne som akselererer vannet ut dysen (D) ved hjelp av motorkraft. Impelleren fungerer altså på en måte som en propell. I et vannjet-aggregat, er det dysen som er styringsfunksjonen. Dysen sentrerer vannstrålen som blir "spyttet ut". Dysen beveger seg altså i horisontal retning og kan på denne måten bestemme hvor vannstrålen skal gå, dermed retningen på båten. bilder av reserveringsskjold Ser man på bokstaven (E) er dette et reserveringsskjold som er i bruk når båten skal bakke. Dette vil blokke fremfor dysen, noe som fører til at vannstrålen går frem under båten, og til sidene. Grunnen til at det er til sidene, er for at manøvreringsegenskapene skal opprettholdes også i revers. SIDE 2
Dette kan variere fra aggregat til aggregat, der noen aggregat har reserveringsskjoldet integrert i dysen. Ved bokstaven er vi kommet til statorhuset. Dette er et åresystem som reduserer rotasjonen på vannet som kommer fra impelleren. Dette er for å få mer kraft i jetstrålen ut dysa. Ved bokstaven (F) sitter det en overgang fra aggregatet til akslingen som går inn til motoren. Fordeler Det er mange fordeler med vannjet sett opp mot vanlig propelldrift. Den første og kanskje den fordelen som fikk vannjet til å bli etterspurt, er hvor dyptgående den er i vannet. En båt med et vannjet system, går ikke dypere i vannet enn selve kjølen på båten. Dette gjør at båter med vannjet kan gå i mye grunnere farevann enn en båt med propelldrift. Samtidig er impelleren innebygd og beskyttet, soe som gjør den vanskeligere å skade. Videre er det flere fordeler med at vannjeten ikke stikker under båten. Minimal vannmotstand sørger for at båten har større utnyttingsgrad av motorkraften enn ved et propellsystem ved større hastigheter. Dette har først noe å si ved stor fart da vannmotsanden har mer å bety fra ca. 20 knop og oppover. Vannmotstanden reduseres med ca 10% over 25 knop. Med et vannjetsystem slipper man å gire mellom forrover og revers. Her bruker man som tidligere nevnt, et reverseringsskjold bak jetstrålen. Dette gjør at man slipper den samme slitasjen på et girsystem som man vil få med et propellsystem. Med dette reverseringsskjoldet følger også en annen fordel. Ved at man slipper å redusere turtal og skifte gir før man setter båten i revers, får man muligheten til en såkalt nødbrems. En egenskap som kan stoppe båten på meget kort tid. Med noen båter på så lite som 1-2 båtlengder SIDE 3
Vedlagt; Stridsbåt 90 under nødbrems Videre er ofte et vannjetaggregat lettere i vekt enn en propell-installasjon, som igjen vil gi en midre totalvekt av båten. En propellinstallasjon er avhengig av båtens vekt og skrogform for å nyttegjøre all effekten en motor kan gi. Dette er ikke en impeller avhengig av. Dette gjør at man alltid kan utnytte 100% av effekten til en hver tid, uavhengig av lasten om bord. På mange vannjet-installasjoner kan man styre jetstrålen 360 grader, noe som gjør manøvreringsegenskapene overlegen. Selv uten trøstere fremme. Båter med vannjet er ofte foretrukket på redningsskøyter og såkalte MOB-båter (mann over bord). Dette på grunn av manøvreringsegenskapene og fordi det ikke er noen fare for å kutte opp mennesker på propellen. Ulemper Der det er fordeler, vil det nesten alltid komme bakdeler. Dette gjelder også vannjet-systemet. Den største bakdelen er kanskje problemet med søppel i sjøen som kan bli pumpet inn i aggregatet. Dette kan skape store problemer, og skader på impeller. Vannjetens største fiende er plastikk, som for eksempel plastikkposer og lignende. Dette kan brenne seg fast i impelleren, eller tette innsuget. Etter dette problemet ble kartlagt, er det kommet en løsning som hjelper mot dette. På mange vannjet-systemer er det en reverseringsfunksjon, som snur vannstrømmen i aggregatet, og kan SIDE 4
blåse ut igjen gjenstander som tetter til innsuget. Ved hjelp av dette kan man slippe å fysisk måtte åpne opp aggregatet for å repparere dette for hånd. En annen ulempe med vannjet, er at de ofte er dyrere enn andre konvensjonelle fremdriftsystemer, og blir ofte valgt bort på grunn av dette. Sett bort i fra forskjellige båttyper og skrog, har normalt et vannjetaggregat dårligere utnyttingsgrad enn en vanlig propell-installasjon ved lavere hastigheter. Vannjetaggregatene har best virkningsgrad fra 20-25 knop og oppover. Slepekraft er også noe som har vist seg å bli redusert med vannjet kontra propelldrift. Dette gjelder også for lave hastigheter. Under 20 knop. I båter med liten plass kan et vannjetsystem også bli en utfordring, da et slik system som ofte krever større plass. Nytenking innenfor vannjetsystemet I nyere tid har det kommet noe på markedet som heter "water jetpack" (se bildet under) Bilde: eksempel på en water jetpack SIDE 5
Dette er en tilleggsfunksjon som man kan kjøpe, og koble til dysen på for eksempel en vannscooter. Dette er en lang slange som går opp til enten en slags ryggsekk, eller brett man står på. Med et slikt system kan man fly ved hjelp av vannjet-motoren. Turtallet på motoren blir styrt av et fjernstyringssystem fra "water jetpacken". SIDE 6