La propulsión marina es el mecanismo o sistema utilizado para generar empuje para mover una embarcación a través del agua. Si bien los remos y las velas todavía se utilizan en algunas embarcaciones más pequeñas, la mayoría de los barcos modernos son propulsados por sistemas mecánicos que consisten en un motor eléctrico o de combustión interna que acciona una hélice o, menos frecuentemente, en el caso de bombas de propulsión , un impulsor . La ingeniería marina es la disciplina que se ocupa del proceso de diseño de ingeniería de sistemas de propulsión marina .
Los remos y remos de propulsión humana , y más tarde las velas , fueron las primeras formas de propulsión marina. Las galeras a remo , algunas equipadas con velas, desempeñaron un papel importante en las primeras guerras y navegación humana . El primer medio mecánico avanzado de propulsión marina fue la máquina de vapor marina , introducida a principios del siglo XIX. Durante el siglo XX fue sustituido por motores diésel de dos o cuatro tiempos , motores fuera de borda y motores de turbina de gas en barcos más rápidos. Los reactores nucleares marinos , que aparecieron en la década de 1950, producen vapor para propulsar buques de guerra y rompehielos ; La aplicación comercial, que se intentó a finales de esa década, no tuvo éxito. Se han utilizado motores eléctricos que utilizan paquetes de baterías para la propulsión de submarinos y embarcaciones eléctricas y se han propuesto para una propulsión energéticamente eficiente. [1]
El desarrollo de motores alimentados con gas natural licuado (GNL) está ganando reconocimiento por sus bajas emisiones y ventajas de costos. Los motores Stirling , más silenciosos y de funcionamiento más suave, propulsan a varios submarinos pequeños para que funcionen lo más silenciosamente posible. Su diseño no se utiliza en aplicaciones marinas civiles debido a su menor eficiencia total que los motores de combustión interna o las turbinas de potencia.
Hasta la aplicación de la máquina de vapor alimentada con carbón a los barcos a principios del siglo XIX, los remos o el viento eran el principal medio de propulsión de las embarcaciones. Los barcos mercantes utilizaban predominantemente la vela, pero durante los períodos en que la guerra naval dependía de que los barcos se acercaran para embestir o luchar cuerpo a cuerpo, se preferían las galeras por su maniobrabilidad y velocidad. Las armadas griegas que lucharon en la Guerra del Peloponeso utilizaron trirremes , al igual que los romanos en la batalla de Actium . El desarrollo de la artillería naval a partir del siglo XVI superó el peso de las andanadas a la maniobrabilidad; esto llevó al dominio de los buques de guerra propulsados por velas durante los siguientes tres siglos.
En los tiempos modernos, la propulsión humana se encuentra principalmente en embarcaciones pequeñas o como propulsión auxiliar en veleros. La propulsión humana incluye la pértiga de empuje, el remo y los pedales.
La propulsión a vela consiste generalmente en una vela izada sobre un mástil erguido, sostenida por estayes , y controlada por cabos hechos de cuerda . Las velas fueron la forma dominante de propulsión comercial hasta finales del siglo XIX, y continuaron utilizándose hasta bien entrado el siglo XX en rutas donde el viento estaba asegurado y el carbón no estaba disponible, como en el comercio de nitrato en América del Sur . Las velas ahora se utilizan generalmente para recreación y carreras, aunque se han utilizado aplicaciones innovadoras de cometas / royals , turbovelas , rotorvelas , velas de ala , molinos de viento y el propio sistema de cometas-boyas de SkySails en embarcaciones modernas más grandes para ahorrar combustible.
En la segunda mitad del siglo XX, el aumento de los costes del combustible casi provocó la desaparición de la turbina de vapor. La mayoría de los barcos nuevos desde aproximadamente 1960 se han construido con motores diésel , tanto de cuatro como de dos tiempos. El último gran barco de pasajeros construido con turbinas de vapor fue el Fairsky , botado en 1984. De manera similar, muchos barcos de vapor fueron rediseñados para mejorar la eficiencia del combustible . Un ejemplo destacado fue el Queen Elizabeth 2 construido en 1968 , al que se le reemplazaron las turbinas de vapor por una planta de propulsión diesel-eléctrica en 1986.
La mayoría de los buques de nueva construcción con turbinas de vapor son buques especializados, como los buques de propulsión nuclear y ciertos buques mercantes (en particular, los buques de transporte de gas natural licuado (GNL) y carbón) donde la carga se puede utilizar como combustible .
El vapor impulsa dos tipos de motores, alternativos (con pistones impulsores de vapor conectados a un cigüeñal) y turbinas (con palas impulsoras de vapor unidas radialmente a un eje giratorio). La potencia del eje de cada uno puede ir directamente a la hélice, al surtidor de la bomba u otro mecanismo, o a través de algún tipo de transmisión; mecánico, eléctrico o hidráulico. En el siglo XIX, el vapor era una de las principales fuentes de energía para la propulsión marina. En 1869 hubo una gran afluencia de barcos de vapor a medida que la máquina de vapor experimentó grandes avances durante ese período.
El desarrollo de los barcos de vapor con motor de pistón fue un proceso complejo. Los primeros barcos de vapor funcionaban con madera y los posteriores con carbón o fueloil. Los primeros barcos utilizaban ruedas de paletas de popa o laterales , que dieron paso a hélices de tornillo .
El primer éxito comercial lo obtuvo el North River Steamboat de Robert Fulton (a menudo llamado Clermont ) en EE. UU. en 1807, seguido en Europa por el Comet de 45 pies (14 m) de 1812. La propulsión a vapor progresó considerablemente durante el resto del siglo XIX. . Entre las novedades destacables se encuentra el condensador de superficie de vapor , que eliminó el uso de agua de mar en las calderas del barco. Esto, junto con las mejoras en la tecnología de las calderas, permitió presiones de vapor más altas y, por lo tanto, el uso de motores de expansión múltiple (compuestos) de mayor eficiencia. Como medio para transmitir la potencia del motor, las ruedas de paletas dieron paso a hélices de tornillo más eficientes.
Las máquinas de vapor de expansión múltiple se generalizaron a finales del siglo XIX. Estos motores expulsaban el vapor de un cilindro de alta presión a un cilindro de menor presión, lo que aumentaba considerablemente la eficiencia. [2]
Las turbinas de vapor funcionaban con carbón o, más tarde, con fueloil o energía nuclear . La turbina de vapor marina desarrollada por Sir Charles Algernon Parsons [3] elevó la relación potencia-peso . Logró publicidad al demostrarlo extraoficialmente en el Turbinia de 100 pies (30 m) en la Spithead Naval Review en 1897. Esto facilitó una generación de transatlánticos de alta velocidad en la primera mitad del siglo XX y dejó obsoleta la máquina de vapor alternativa. ; primero en buques de guerra y luego en buques mercantes.
A principios del siglo XX, el fueloil pesado se generalizó y comenzó a reemplazar al carbón como combustible preferido en los barcos de vapor. Sus grandes ventajas fueron la conveniencia, la reducción de la mano de obra al eliminar la necesidad de podadores y fogoneros, y la reducción del espacio necesario para los depósitos de combustible.
En estos recipientes, el reactor nuclear calienta agua para crear vapor que impulse las turbinas. Cuando se desarrolló por primera vez, los precios muy bajos del gasóleo limitaron el atractivo comercial de la propulsión nuclear. Las ventajas de la seguridad del precio del combustible, la mayor seguridad y las bajas emisiones no pudieron superar los mayores costos iniciales de una central nuclear. En 2019, la propulsión nuclear es poco común, excepto en algunos buques de la Armada y especializados, como los rompehielos . En los grandes portaaviones , el espacio que antes se utilizaba para el bunkering del barco se utiliza para almacenar combustible de aviación. En los submarinos , la capacidad de funcionar sumergidos a alta velocidad y en relativo silencio durante largos períodos presenta ventajas obvias. Unos pocos cruceros navales también han empleado energía nuclear; A partir de 2006, los únicos que permanecen en servicio son los rusos clase Kirov . Un ejemplo de barco no militar con propulsión marina nuclear es el rompehielos clase Arktika con 75.000 caballos de fuerza en el eje (55.930 kW ). En un rompehielos, una ventaja es la seguridad del combustible y la protección en condiciones árticas exigentes. El experimento comercial del NS Savannah terminó antes de los dramáticos aumentos del precio del combustible en la década de 1970. El Savannah también adolecía de un diseño ineficiente, siendo en parte para pasajeros y en parte para carga.
En los últimos tiempos, ha habido un interés renovado en el transporte nuclear comercial. Los precios del combustible son ahora mucho más altos. Los buques de carga de propulsión nuclear podrían reducir los costos asociados con las emisiones de dióxido de carbono y viajar a velocidades de crucero más altas que los buques convencionales propulsados por diésel. [4]
La mayoría de los barcos modernos utilizan un motor diésel alternativo como motor principal, debido a su simplicidad operativa, robustez y economía de combustible en comparación con la mayoría de los otros mecanismos de motor principal. El cigüeñal giratorio puede acoplarse directamente a la hélice en motores de baja velocidad, mediante una caja reductora para motores de media y alta velocidad, o mediante un alternador y un motor eléctrico en embarcaciones diésel-eléctricas. La rotación del cigüeñal está conectada al árbol de levas o a una bomba hidráulica en un diésel inteligente .
El motor diésel marino alternativo se utilizó por primera vez en 1903, cuando Branobel puso en servicio el buque cisterna diésel eléctrico Vandal . Los motores diésel pronto ofrecieron mayor eficiencia que la turbina de vapor, pero durante muchos años tuvieron una relación potencia-espacio inferior. Sin embargo, la llegada de la turbocompresión aceleró su adopción, al permitir mayores densidades de potencia.
Los motores diesel hoy en día se clasifican ampliamente según
La mayoría de los buques mercantes modernos más grandes utilizan motores de cruceta de dos tiempos y velocidad lenta, o motores troncales de cuatro tiempos y velocidad media. Algunas embarcaciones más pequeñas pueden utilizar motores diésel de alta velocidad.
El tamaño de los diferentes tipos de motores es un factor importante a la hora de seleccionar lo que se instalará en un barco nuevo. Los motores de dos tiempos de baja velocidad son mucho más altos, pero el espacio requerido es menor que el necesario para los motores diésel de cuatro tiempos de velocidad media con clasificación equivalente. Como el espacio sobre la línea de flotación es escaso en los barcos de pasajeros y los ferries (especialmente los que tienen una cubierta para automóviles), estos barcos tienden a utilizar múltiples motores de velocidad media, lo que da como resultado una sala de máquinas más larga y más baja que la necesaria para los motores diésel de dos tiempos. Las instalaciones de múltiples motores también brindan redundancia en caso de falla mecánica de uno o más motores y el potencial de una mayor eficiencia en una gama más amplia de condiciones operativas.
Como las hélices de los barcos modernos son más eficientes a la velocidad de funcionamiento de la mayoría de los motores diésel de baja velocidad, los barcos con estos motores generalmente no necesitan cajas de cambios. Normalmente, estos sistemas de propulsión constan de uno o dos ejes de hélice, cada uno con su propio motor de accionamiento directo. Los barcos propulsados por motores diésel de velocidad media o alta pueden tener una o dos (a veces más) hélices, comúnmente con uno o más motores que impulsan cada eje de la hélice a través de una caja de cambios. Cuando más de un motor está acoplado a un solo eje, lo más probable es que cada motor funcione a través de un embrague, lo que permite que los motores que no se utilizan se desconecten de la caja de cambios mientras otros siguen funcionando. Esta disposición permite realizar el mantenimiento durante la navegación, incluso lejos del puerto.
Muchos buques de guerra construidos desde la década de 1960 han utilizado turbinas de gas para su propulsión, al igual que algunos buques de pasajeros, como el jetfoil . Las turbinas de gas se utilizan habitualmente en combinación con otros tipos de motores. Más recientemente, al RMS Queen Mary 2 se le han instalado turbinas de gas además de motores diésel . Debido a su escasa eficiencia térmica a baja potencia (de crucero), es común que los barcos que los utilizan tengan motores diésel para crucero, con turbinas de gas reservadas para cuando se necesitan velocidades más altas. Sin embargo, en el caso de los buques de pasaje, el principal motivo para instalar turbinas de gas ha sido permitir una reducción de emisiones en zonas medioambientales sensibles o mientras se encuentran en puerto. [5] Algunos buques de guerra y algunos cruceros modernos también han utilizado turbinas de vapor para mejorar la eficiencia de sus turbinas de gas en un ciclo combinado , donde el calor residual del escape de una turbina de gas se utiliza para hervir agua y crear vapor para impulsar una máquina de vapor. turbina. En estos ciclos combinados, la eficiencia térmica puede ser igual o ligeramente mayor que la de los motores diésel solos; sin embargo, el tipo de combustible necesario para estas turbinas de gas es mucho más costoso que el necesario para los motores diésel, por lo que los costes de funcionamiento son aún mayores.
Algunos yates privados, como el Alamshar de Aga Khan , también tienen propulsión por turbina de gas (Pratt and Whitney ST40M), [6] que permite velocidades máximas de hasta 70 nudos, algo único para un yate de 50 metros. [7]
Las compañías navieras deben cumplir con las normas de emisiones de la Organización Marítima Internacional (OMI) y el Convenio Internacional para la Prevención de la Contaminación por los Buques . Los motores de combustible dual funcionan con diésel de grado marino, fueloil pesado o gas natural licuado (GNL). Un motor marino de GNL tiene múltiples opciones de combustible, lo que permite a los buques transitar sin depender de un solo tipo de combustible. Los estudios muestran que el GNL es el combustible más eficiente, aunque el acceso limitado a las estaciones de servicio de GNL limita la producción de dichos motores. Los buques que prestan servicios en la industria del GNL han sido equipados con motores de combustible dual y han demostrado ser extremadamente eficaces. Los beneficios de los motores de combustible dual incluyen flexibilidad operativa y de combustible, alta eficiencia, bajas emisiones y ventajas en costos operativos.
Los motores de gas natural licuado ofrecen a la industria del transporte marítimo una alternativa respetuosa con el medio ambiente para proporcionar energía a los buques. En 2010, STX Finland y Viking Line firmaron un acuerdo para iniciar la construcción de lo que sería el ferry de cruceros más grande y respetuoso con el medio ambiente. La construcción del NB 1376 finalizará en 2013. Según Viking Line, el buque NB 1376 funcionará principalmente con gas natural licuado. Las emisiones de óxido de nitrógeno del buque NB 1376 serán casi nulas y las emisiones de óxido de azufre estarán al menos un 80% por debajo de los estándares de la Organización Marítima Internacional (OMI).
Las ganancias de las empresas gracias a los recortes de impuestos y las ventajas en los costos operativos han llevado al crecimiento gradual del uso de GNL en los motores. [8]
Desde finales de la década de 1980, el constructor naval sueco Kockums ha construido varios submarinos exitosos propulsados por motores Stirling. [9] [10] Los submarinos almacenan oxígeno comprimido para permitir una combustión externa de combustible más eficiente y limpia cuando están sumergidos, proporcionando calor para el funcionamiento del motor Stirling. Los motores se utilizan actualmente en submarinos de las clases Gotland y Södermanland y en el submarino japonés de clase Sōryū . [11] Estos son los primeros submarinos que cuentan con propulsión independiente del aire (AIP) Stirling, que extiende la resistencia bajo el agua de unos pocos días a varias semanas. [10]
El disipador de calor de un motor Stirling suele ser la temperatura del aire ambiente. En el caso de los motores Stirling de potencia media a alta, generalmente se requiere un radiador para transferir el calor del motor al aire ambiente. Los motores marinos Stirling tienen la ventaja de utilizar agua a temperatura ambiente. Colocar la sección del radiador de refrigeración en agua de mar en lugar de aire ambiente permite que el radiador sea más pequeño. El agua de refrigeración del motor podrá utilizarse directa o indirectamente para calentar y enfriar el buque. El motor Stirling tiene potencial para la propulsión de buques de superficie, ya que el mayor tamaño físico del motor es menos preocupante.
Si bien actualmente no se utiliza comúnmente en la industria marítima, el hidrógeno como alternativa a los combustibles fósiles es un área que requiere grandes inversiones. A partir de 2018, la compañía naviera Maersk se comprometió a estar libre de carbono para 2050, un objetivo que planean lograr en parte invirtiendo en tecnología de combustible de hidrógeno. [12] Si bien el hidrógeno es un combustible prometedor, tiene algunas desventajas. El hidrógeno es mucho más inflamable que otros combustibles como el diésel, por lo que se deben tomar precauciones. Tampoco es muy denso en energía, por lo que debe comprimirse mucho para aumentar su densidad de energía lo suficiente como para que sea práctico, similar al metano y al GNL. [12] La energía del hidrógeno se puede extraer mediante el uso de un sistema de pila de combustible o se puede quemar en un motor de combustión interna, similar a los motores diésel que se utilizan actualmente en la industria marítima. [13]
La propulsión eléctrica por batería apareció por primera vez a finales del siglo XIX, impulsando pequeños barcos lacustres. Estos dependían exclusivamente de baterías de plomo-ácido para obtener corriente eléctrica que alimentara sus hélices. Elco (la Electric Launch Company) evolucionó hasta convertirse en el líder de la industria y luego se expandió a otras formas de embarcaciones, incluido el icónico barco PT de la Segunda Guerra Mundial .
A principios del siglo XX, la propulsión eléctrica se adaptó para su uso en submarinos . Como la propulsión submarina impulsada exclusivamente por baterías pesadas era lenta y de alcance y duración limitados, se desarrollaron bancos de baterías recargables. Los submarinos estaban propulsados principalmente por sistemas combinados diésel-eléctricos en la superficie, que eran mucho más rápidos y permitían un alcance dramáticamente ampliado, cargando sus sistemas de baterías según fuera necesario para una acción y duración bajo la superficie aún limitadas. El submarino experimental Holland V llevó a la adopción de este sistema por la Marina estadounidense , seguida por la Marina Real británica .
Para ampliar el alcance y la duración del submarino durante la Segunda Guerra Mundial, la Kriegsmarine alemana desarrolló un sistema de snorkel , que permitía utilizar el sistema diesel-eléctrico mientras el submarino estaba casi completamente sumergido. Finalmente, en 1952, se botó el USS Nautilus , el primer submarino de propulsión nuclear del mundo, que eliminó las restricciones tanto del combustible diésel como de la propulsión por baterías de duración limitada.
Varios barcos de corto alcance se construyen (o se convierten en) barcos eléctricos puros . Esto incluye algunos alimentados por baterías que se recargan desde la costa y otros alimentados por cables eléctricos , ya sea aéreos o sumergidos (sin baterías).
El 12 de noviembre de 2017, Guangzhou Shipyard International (GSI) lanzó lo que podría ser el primer transportador de carbón interior totalmente eléctrico y propulsado por baterías del mundo. El buque de 2.000 TPM transportará carga a granel de hasta 40 millas náuticas por carga. El barco lleva baterías de iones de litio con una potencia de 2.400 kilovatios-hora, aproximadamente la misma cantidad que 30 sedanes eléctricos Tesla Model S. [14] [15]
La transmisión diésel-eléctrica de potencia desde el motor a la hélice ofrece flexibilidad en la distribución de la maquinaria dentro de la embarcación a un costo inicial más alto que la propulsión directa. Es una solución preferida para embarcaciones que emplean hélices montadas en cápsulas para un posicionamiento preciso [16] o para reducir las vibraciones generales mediante acoplamientos altamente flexibles. [17] [18] El diésel-eléctrico proporciona flexibilidad para asignar la potencia de salida a aplicaciones a bordo, distintas de la propulsión. [19] El primer barco diésel eléctrico fue el petrolero ruso Vandal , botado en 1903. [20]
La transmisión turboeléctrica utiliza generadores eléctricos para convertir la energía mecánica de una turbina (de vapor o gas) en energía eléctrica y motores eléctricos para convertirla nuevamente en energía mecánica para impulsar los ejes de transmisión. Una ventaja de la transmisión turboeléctrica es que permite la combinación de turbinas de alta velocidad con hélices o ruedas de giro lento, sin necesidad de una caja de cambios pesada y compleja. Tiene la ventaja de poder proporcionar electricidad para otros sistemas eléctricos del barco o tren, como iluminación, computadoras, radares y equipos de comunicaciones. [ cita necesaria ] [21]
Para transmitir la fuerza de rotación del eje en empuje, las hélices se utilizan con mayor frecuencia en los buques mercantes actuales. El empuje desarrollado por la hélice se transfiere al casco a través de un cojinete de empuje.
Con el tiempo se han desarrollado numerosos tipos de propulsión. Éstas incluyen:
Los remos, una de las formas más antiguas de propulsión marina, se han encontrado que datan del 5000 al 4500 a. C. [22] Los remos se utilizan en deportes de remo como remo, kayak, piragüismo. [23]
Las hélices marinas también se conocen como "tornillos". Existen muchas variaciones de sistemas de tornillos marinos, incluidos tornillos gemelos, contrarrotativos, de paso controlable y de estilo boquilla. Mientras que los buques más pequeños tienden a tener un solo tornillo, incluso los buques muy grandes, como los petroleros, los portacontenedores y los graneleros, pueden tener un solo tornillo por razones de eficiencia del combustible. Otros vasos pueden tener tornillos gemelos, triples o cuádruples. La potencia se transmite desde el motor al tornillo a través de un eje de hélice, que puede estar conectado a una caja de cambios. Luego, la hélice mueve la embarcación creando empuje. Cuando la hélice gira, la presión delante de la hélice es menor que la presión detrás de la hélice. La fuerza de la diferencia de presión impulsa la hélice hacia adelante. [24]
La rueda de paletas es una rueda de gran tamaño, generalmente construida con una estructura de acero , en cuyo borde exterior se colocan numerosas palas (llamadas flotadores o cubos ). Aproximadamente la cuarta parte inferior de la rueda se desplaza bajo el agua. La rotación de la rueda de paletas produce empuje , hacia adelante o hacia atrás según sea necesario. Los diseños de ruedas de paletas más avanzados han presentado métodos de desvanecimiento que mantienen cada pala orientada más cerca de la vertical mientras está en el agua; esto aumenta la eficiencia. La parte superior de una rueda de paletas normalmente está encerrada en una caja de paletas para minimizar las salpicaduras.
Las ruedas de paletas han sido reemplazadas por tornillos, que son una forma de propulsión mucho más eficiente. Sin embargo, las ruedas de paletas tienen dos ventajas sobre los tornillos, lo que las hace adecuadas para embarcaciones en ríos poco profundos y aguas constreñidas: primero, es menos probable que se obstruyan con obstáculos y escombros; y en segundo lugar, al contrarotar, permiten que la embarcación gire alrededor de su propio eje vertical. Algunas embarcaciones tenían un solo tornillo además de dos ruedas de paletas, para aprovechar las ventajas de ambos tipos de propulsión.
Una bomba de chorro , hidrojet , chorro de agua o chorro utiliza una hélice con conductos ( bomba de flujo axial ), una bomba centrífuga o una bomba de flujo mixto para crear un chorro de agua para la propulsión.
Estos incorporan una entrada para la fuente de agua y una boquilla para dirigir su flujo hacia afuera, generando impulso y, en la mayoría de los casos, empleando vectorización de empuje para dirigir la nave. [25]
Los propulsores se encuentran en motos acuáticas , embarcaciones fluviales de poco calado y torpedos.
La finalidad de las velas es utilizar la energía eólica para propulsar la embarcación , trineo , tabla , vehículo o rotor . Dependiendo del ángulo de su vela, será la diferencia en la dirección hacia dónde se dirige su barco y hacia dónde va el viento. [26] El dacrón se utilizó mucho como material para velas debido a su resistencia, durabilidad y facilidad de mantenimiento. Sin embargo, cuando se estaba entretejiendo, sufrió debilidades. Hoy en día, las velas laminadas se utilizan para evitar que las velas se debiliten al tejerlas. [27]
Una hélice Voith Schneider (VSP) es un ciclorotor práctico que proporciona empuje instantáneo en cualquier dirección. No es necesario girar un propulsor. La mayoría de los barcos con VSP no necesitan ni tienen timón. Los VSP se utilizan a menudo en remolcadores, buques de perforación y otras embarcaciones que requieren una maniobrabilidad inusualmente buena. Implementados por primera vez en la década de 1930, los variadores Voith-Schneider son confiables y están disponibles en tamaños grandes. [28]
Uno de los primeros medios poco comunes de propulsión de barcos fue la oruga de agua. Esto movía una serie de remos sujetos con cadenas a lo largo del fondo del barco para impulsarlo sobre el agua y precedió al desarrollo de los vehículos de orugas . [29] La primera oruga de agua fue desarrollada por Joseph-Philibert Desblanc en 1782 y propulsada por una máquina de vapor. En los Estados Unidos, la primera oruga de agua fue patentada en 1839 por William Leavenworth de Nueva York. [ cita necesaria ]
En 1997, Gregory S. Ketterman patentó un método de propulsión de aletas oscilantes impulsadas por pedales. [30] La empresa Hobie comercializa el método de propulsión como el "sistema de propulsión a pedal MirageDrive" en sus kayaks. [31]
Los planeadores submarinos convierten la flotabilidad en empuje mediante alas o, más recientemente, la forma del casco (SeaExplorer Glider). La flotabilidad se realiza alternativamente negativa y positiva, generando perfiles de sierra dentada.
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