Jetboat

Jetboat en el río Rogue por Grants Pass, Oregón.

Una hélice de tornillo convencional funciona dentro de la masa de agua bajo el casco de un barco, «enroscándose» de forma efectiva a través del agua para impulsar una embarcación mediante la generación de una diferencia de presión entre las superficies delantera y trasera de las palas de la hélice y la aceleración de 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 al acelerar un volumen de agua que pasa por una bomba especializada montada por encima de la línea de flotación dentro del casco del barco. Ambos métodos producen empuje debido a la tercera ley de Newton: toda acción tiene una reacción igual y opuesta.

En una lancha de chorro, el agua se extrae de debajo del casco, donde pasa por una serie de impulsores y estatores -conocidos como etapas- que aumentan la velocidad del flujo de agua. Los chorros más modernos son de una sola etapa, mientras que los 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 de chorro sale de la unidad a través de una pequeña boquilla a gran velocidad para empujar la embarcación hacia delante. La dirección se consigue moviendo esta tobera hacia un lado u otro o, menos comúnmente, mediante pequeñas compuertas a ambos lados que desvían la corriente de chorro. Dado que el control de la lancha depende del flujo de agua a través de la boquilla, no es posible dirigir una lancha convencional sin el motor en marcha.

Una lancha en el cañón Shotover en Nueva Zelanda, el país para el que se inventaron originalmente las lanchas.

A diferencia de los sistemas de hélice convencionales, en los que la rotación de la hélice se invierte para proporcionar un movimiento de popa, un chorro de agua continuará bombeando normalmente mientras un deflector desciende en la corriente de chorro después de que ésta salga de la boquilla de salida. Este deflector redirige las fuerzas de empuje hacia delante para proporcionar un empuje inverso. La mayoría de los deflectores inversos altamente desarrollados redirigen la corriente de chorro hacia abajo y hacia cada lado para evitar la recirculación del agua a través del chorro de nuevo, lo que puede causar problemas de aireación, o aumentar el empuje inverso. La dirección sigue estando disponible con el deflector de reversa bajado, por lo que la embarcación tendrá plena maniobrabilidad. Con el deflector bajado hasta la mitad de la corriente del chorro, el empuje hacia delante y hacia atrás son iguales, por lo que la embarcación mantiene una posición fija, pero la dirección sigue estando disponible para permitir que la embarcación gire sobre la marcha, algo que es imposible con una hélice simple convencional.

A diferencia de los hidroplanos, que utilizan alas o puntales subacuáticos para elevar la embarcación por encima del agua, las lanchas estándar utilizan un casco cepillado convencional para desplazarse por la superficie del agua, y sólo la parte trasera del casco desplaza el agua. Con la mayor parte del casco fuera del agua, se reduce la resistencia, lo que aumenta enormemente la velocidad y la maniobrabilidad, por lo que las lanchas a reacción suelen funcionar a velocidad de planeo. A velocidades más lentas, con menos agua bombeada a través de la unidad de chorro, la lancha perderá parte del control de la dirección y la maniobrabilidad y disminuirá rápidamente la velocidad, ya que el casco deja de estar en estado de planeo y aumenta la resistencia del casco. Sin embargo, la pérdida de control de la dirección a bajas velocidades puede superarse bajando ligeramente el deflector de reversa y aumentando el acelerador, de modo que el operador puede aumentar el empuje y, por lo tanto, el control sin aumentar la velocidad de la embarcación. Una embarcación fluvial convencional tendrá un casco poco anguloso (pero no de fondo plano) para mejorar su control en las curvas a alta velocidad y su estabilidad, al tiempo que le permite atravesar aguas muy poco profundas. A velocidad, las embarcaciones a reacción pueden funcionar con seguridad en menos de 7,5 cm de agua.

Una embarcación a reacción atraviesa los rápidos de la garganta del Niágara, cerca de las cataratas del Niágara.

Uno de los avances más significativos, en el desarrollo del chorro de agua, fue cambiar el diseño para que expulsara la corriente de chorro por encima de la línea de agua, en contra de la intuición de mucha gente. Hamilton descubrió muy pronto que esto mejoraba enormemente el rendimiento, en comparación con la expulsión por debajo de la línea de flotación, a la vez que proporcionaba un fondo de casco «limpio» (es decir, nada que sobresalga por debajo de la línea de flotación) para permitir que la embarcación rozara aguas muy poco profundas. El hecho de que la salida esté por encima o por debajo de la línea de flotación no influye en la cantidad de empuje generada, pero tenerla por encima de la línea de flotación reduce la resistencia del casco y el calado. El primer diseño de chorro de agua de Hamilton tenía la salida por 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 a por encima de la línea de flotación supuso una gran diferencia.

Queenstown, en Nueva Zelanda, donde las lanchas de chorro se utilizan mucho para el turismo de aventura, afirma ser la capital mundial de las lanchas de chorro, y las lanchas de chorro son muy comunes para muchas actividades turísticas costeras y fluviales en el país, como el Excitor en la Bahía de las Islas.

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