Una lancha motora es un barco propulsado por un chorro de agua expulsado desde la parte trasera de la embarcación. A diferencia de una lancha motora o una lancha a motor que utiliza una hélice externa en el agua debajo o detrás de la embarcación, una lancha motora extrae el agua de debajo de la embarcación a través de una toma y hacia una bomba de chorro dentro de la embarcación, antes de expulsarla a través de una boquilla en la popa. .
La moderna lancha motora fue desarrollada por el ingeniero neozelandés Sir William Hamilton a mediados de los años cincuenta. Su objetivo era un barco para navegar por los rápidos ríos de Nueva Zelanda que eran demasiado poco profundos para las hélices.
Los intentos anteriores de propulsión por chorro de agua tuvieron una vida útil muy corta, generalmente debido al diseño ineficiente de las unidades y al hecho de que ofrecían pocas ventajas sobre las hélices convencionales. A diferencia de estos desarrollos anteriores de chorro de agua, como el de Campini y el Hanley Hydrojet, Hamilton tenía una necesidad específica de un sistema de propulsión para operar en aguas muy poco profundas, y el chorro de agua demostró ser la solución ideal. La popularidad de la unidad a reacción y la lancha a reacción aumentó rápidamente. Se descubrió que el chorro de agua era mejor que las hélices para una amplia gama de tipos de embarcaciones, y los chorros de agua ahora se utilizan ampliamente en muchas embarcaciones de alta velocidad, incluidos ferries de pasajeros, embarcaciones de rescate, lanchas patrulleras y embarcaciones de suministro en alta mar.
Las lanchas a reacción son muy maniobrables y muchas pueden dar marcha atrás a toda velocidad y detenerse en poco más que su propia longitud, en una maniobra conocida como "parada de emergencia". El conocido giro de Hamilton o "giro del jet" es una maniobra de alta velocidad en la que se corta el acelerador del motor del barco, se gira bruscamente la dirección y se abre de nuevo el acelerador, lo que hace que el barco gire rápidamente con un gran chorro de agua.
No existe un límite de ingeniería para el tamaño de las lanchas a reacción, aunque su utilidad depende del tipo de aplicación. Los propulsores clásicos son generalmente más eficientes y económicos a bajas velocidades, hasta unos 20 nudos (37 km/h; 23 mph), pero a medida que aumenta la velocidad del barco, la resistencia adicional del casco generada por puntales, timones , ejes, etc. Los chorros de agua son más eficientes hasta 50 nudos (93 km/h; 58 mph). Para hélices muy grandes que giran a bajas velocidades, como en los remolcadores , el tamaño equivalente del chorro de agua sería demasiado grande para ser práctico. Por lo tanto, la gran mayoría de las unidades de chorro de agua se instalan en embarcaciones de alta velocidad y en situaciones donde el calado reducido, la maniobrabilidad y la flexibilidad de carga son las principales preocupaciones.
Los buques a reacción más grandes se encuentran en uso militar y en la industria de transbordadores de pasajeros y automóviles de alta velocidad. Las fragatas clase Valor de Sudáfrica (aproximadamente 120 metros o 390 pies de largo) y el buque de combate litoral de los Estados Unidos de 127 metros (417 pies) de largo se encuentran entre los buques propulsados a reacción más grandes en 2020 [actualizar]. Incluso estos buques son capaces de realizar "paradas de emergencia". [ cita necesaria ]
Una hélice de tornillo convencional funciona dentro del cuerpo de agua debajo del casco de un barco, "atornillando" efectivamente a través del agua para impulsar una embarcación hacia adelante generando una diferencia de presión entre las superficies delantera y trasera de las palas de la hélice y acelerando una masa de agua. hacia atrás. Por el contrario, una unidad de chorro de agua proporciona un "empuje" de alta presión desde la popa de una embarcación acelerando un volumen de agua a medida que pasa a través de una bomba especializada montada sobre la línea de flotación dentro del casco de la embarcación. Ambos métodos dan impulso debido a la tercera ley de Newton : cada acción tiene una reacción igual y opuesta.
En una lancha motora, el chorro de agua extrae agua de debajo del casco, donde pasa a través de una serie de impulsores y estatores (conocidos como etapas) que aumentan la velocidad del flujo de agua. La mayoría de los chorros modernos son de una sola etapa, mientras que los chorros de agua más antiguos pueden tener hasta tres etapas. La sección de cola de la unidad de chorro de agua se extiende a través del espejo de popa del casco, por encima de la línea de flotación. Esta corriente en chorro sale de la unidad a través de una pequeña boquilla a alta velocidad para empujar el barco hacia adelante. La dirección se logra moviendo esta boquilla hacia cualquier lado o, menos comúnmente, mediante pequeñas compuertas a cada lado que desvían la corriente en chorro. Debido a que la lancha motora depende del flujo de agua a través de la boquilla para su control, no es posible gobernar una lancha motora convencional sin el motor en marcha.
A diferencia de los sistemas de hélice convencionales donde la rotación de la hélice se invierte para proporcionar movimiento hacia atrás, un chorro de agua continuará bombeando normalmente mientras se baja un deflector a la corriente en chorro después de que sale de la boquilla de salida. Este deflector redirige las fuerzas de empuje hacia adelante para proporcionar un empuje inverso. Los deflectores inversos más desarrollados redirigen la corriente en chorro hacia abajo y hacia cada lado para evitar la recirculación del agua a través del chorro nuevamente, lo que puede causar problemas de aireación o aumentar el empuje inverso. La dirección todavía está disponible con el deflector de marcha atrás bajado para que la embarcación tenga total maniobrabilidad. Con el deflector bajado aproximadamente a la mitad de la corriente en chorro, el empuje hacia adelante y hacia atrás son iguales, por lo que el barco mantiene una posición fija, pero la dirección aún está disponible para permitir que el barco gire en el lugar, algo que es imposible con una sola hélice convencional.
A diferencia de los hidroalas , que utilizan alas o puntales submarinos para levantar la embarcación fuera del agua, las lanchas a reacción estándar utilizan un casco de planeo convencional para navegar sobre la superficie del agua, y solo la parte trasera del casco desplaza el agua. Con la mayor parte del casco fuera del agua, se reduce la resistencia, lo que mejora enormemente la velocidad y la maniobrabilidad, por lo que las lanchas a reacción normalmente funcionan a velocidad de planeo . A velocidades más lentas con menos agua bombeando a través de la unidad de propulsión, la lancha perderá algo de control de dirección y maniobrabilidad y rápidamente disminuirá la velocidad a medida que el casco pierda su estado de planeo y aumente la resistencia del casco. Sin embargo, la pérdida de control de la dirección a bajas velocidades se puede superar bajando ligeramente el deflector de marcha atrás y aumentando el acelerador, de modo que un operador pueda aumentar el empuje y, por tanto, el control sin aumentar la velocidad de la embarcación. Una lancha a reacción fluvial convencional tendrá un casco de ángulo poco profundo (pero no de fondo plano) para mejorar su control y estabilidad en las curvas a alta velocidad, al mismo tiempo que le permitirá atravesar aguas muy poco profundas. A gran velocidad, las lanchas a reacción pueden operarse con seguridad en menos de 7,5 cm (3 pulgadas) de agua.
Uno de los avances más importantes en el desarrollo del chorro de agua fue cambiar el diseño para que expulsara la corriente en chorro por encima de la línea de agua, contrariamente a la intuición de muchas personas. Hamilton descubrió desde el principio que esto mejoraba enormemente el rendimiento, en comparación con la expulsión por debajo de la línea de flotación, y al mismo tiempo proporcionaba un fondo de casco "limpio" (es decir, nada que sobresaliera por debajo de la línea del casco) para permitir que el barco se deslizara por aguas muy poco profundas. No hay diferencia en la cantidad de empuje generado si la salida está por encima o por debajo de la línea de flotación, pero tenerla por encima de la línea de flotación reduce la resistencia y el calado del casco. El primer diseño de chorro de agua de Hamilton tenía la salida debajo del casco y, de hecho, delante de la entrada. Esto probablemente significaba que el agua perturbada entraba en la unidad de chorro y reducía su rendimiento, y la razón principal por la que el cambio por encima de la línea de flotación marcó tanta diferencia. [ cita necesaria ]
Las aplicaciones de las lanchas a reacción incluyen la mayoría de actividades en las que también se utilizan hélices convencionales, pero en particular servicios de ferry de pasajeros, patrullas de guardacostas y policía, marina y ejército, turismo de aventura (que se está volviendo cada vez más popular en todo el mundo), operaciones de pilotaje de embarcaciones, rescate en surf , agricultura. , pesca , exploración , navegación de recreo y otras actividades acuáticas donde se utilizan embarcaciones a motor. Las lanchas a reacción también se pueden competir por deporte, tanto en ríos (el Campeón Mundial de Jet Boat Marathon se celebró en México, Canadá, EE. UU. y Nueva Zelanda [1] ) como en pistas de carreras especialmente diseñadas conocidas como pistas de velocidad. Últimamente se ha incrementado el uso de lanchas a reacción en forma de embarcaciones neumáticas de casco rígido y como embarcaciones auxiliares para yates de lujo . Muchas lanchas a reacción son lo suficientemente pequeñas como para transportarlas en un remolque y remolcarlas en un automóvil.
Como las lanchas a reacción no tienen piezas giratorias externas, son más seguras para los nadadores y la vida marina , aunque pueden ser golpeadas por el casco. El beneficio de seguridad en sí mismo puede a veces ser motivo suficiente para utilizar este tipo de propulsión.
En 1977, Sir Edmund Hillary dirigió una expedición en lancha motora, titulada "Ocean to Sky", desde la desembocadura del río Ganges hasta su nacimiento. Una de las lanchas fue hundida por un amigo de Hillary. [2]
La eficiencia del combustible y el rendimiento de una lancha a reacción pueden verse afectados por cualquier cosa que interrumpa el flujo suave de agua a través de la unidad de propulsión. Por ejemplo, una bolsa de plástico succionada por la rejilla de entrada de la unidad de chorro puede tener un efecto bastante negativo.
Otra desventaja de las lanchas a reacción parece ser que son más sensibles a la falta de coincidencia entre el motor y la unidad de reacción, en comparación con el problema de la falta de coincidencia entre el motor y la hélice en las embarcaciones propulsadas por hélice. [ cita necesaria ] Si la unidad de propulsión a chorro no se adapta bien al rendimiento del motor, puede producirse un consumo de combustible ineficiente y un rendimiento deficiente.