Jetboat

Jetboat sul fiume Rogue a Grants Pass, Oregon.

Un’elica a vite convenzionale lavora all’interno del corpo d’acqua sotto lo scafo di un’imbarcazione, “avvitandosi” efficacemente attraverso l’acqua per guidare una nave in avanti generando una differenza di pressione tra le superfici anteriore e posteriore delle pale dell’elica e accelerando una massa d’acqua all’indietro. Al contrario, un’unità a getto d’acqua fornisce una “spinta” ad alta pressione dalla poppa di una nave accelerando un volume d’acqua che passa attraverso una pompa specializzata montata sopra la linea di galleggiamento all’interno dello scafo della barca. Entrambi i metodi danno una spinta dovuta alla terza legge di Newton – ogni azione ha una reazione uguale e contraria.

In una barca a getto, il getto d’acqua preleva l’acqua da sotto lo scafo, dove passa attraverso una serie di giranti e statori – conosciuti come stadi – che aumentano la velocità del flusso d’acqua. La maggior parte dei getti moderni sono monostadio, mentre i getti d’acqua più vecchi possono avere fino a tre stadi. La sezione di coda dell’unità a getto d’acqua si estende attraverso lo specchio di poppa dello scafo, sopra la linea di galleggiamento. Questo getto esce dall’unità attraverso un piccolo ugello ad alta velocità per spingere la barca in avanti. Il pilotaggio è realizzato spostando questo ugello su entrambi i lati, o meno comunemente, da piccole porte su entrambi i lati che deviano il flusso del getto. Poiché il jetboat si basa sul flusso d’acqua attraverso l’ugello per il controllo, non è possibile governare un jetboat convenzionale senza il motore in funzione.

Un jetboat sullo Shotover Canyon in Nuova Zelanda, il paese in cui i jetboats sono stati originariamente inventati.

A differenza dei sistemi ad elica convenzionali in cui la rotazione dell’elica viene invertita per fornire il movimento di poppa, un getto d’acqua continuerà a pompare normalmente mentre un deflettore viene abbassato nel flusso del getto dopo che questo ha lasciato l’ugello di uscita. Questo deflettore reindirizza le forze di spinta in avanti per fornire una spinta inversa. I deflettori inversi più sviluppati reindirizzano il flusso del getto verso il basso e su ogni lato per prevenire il ricircolo dell’acqua attraverso il getto di nuovo, che può causare problemi di aerazione, o aumentare la spinta inversa. Il governo è ancora disponibile con il deflettore inverso abbassato, quindi la nave avrà piena manovrabilità. Con il deflettore abbassato a circa metà del flusso del getto, la spinta in avanti e quella inversa sono uguali, così la barca mantiene una posizione fissa, ma la sterzata è ancora disponibile per permettere alla nave di girare sul posto – qualcosa che è impossibile con un’elica singola convenzionale.

A differenza degli aliscafi, che usano ali o puntoni subacquei per sollevare la nave fuori dall’acqua, le barche a reazione standard usano uno scafo planante convenzionale per attraversare la superficie dell’acqua, con solo la parte posteriore dello scafo che sposta acqua. Con la maggior parte dello scafo libero dall’acqua, c’è una ridotta resistenza, migliorando notevolmente la velocità e la manovrabilità, quindi le barche a reazione sono normalmente utilizzate a velocità di planata. A velocità più basse, con meno acqua che pompa attraverso l’unità a getto, la barca a getto perderà un po’ di controllo del timone e di manovrabilità e rallenterà rapidamente perché lo scafo si stacca dal suo stato di planata e la resistenza dello scafo aumenta. Tuttavia, la perdita di controllo del timone a basse velocità può essere superata abbassando leggermente il deflettore inverso e aumentando l’acceleratore – così un operatore può aumentare la spinta e quindi il controllo senza aumentare la velocità della barca stessa. Un’imbarcazione a reazione convenzionale per la navigazione fluviale avrà uno scafo poco inclinato (ma non a fondo piatto) per migliorare il controllo delle curve ad alta velocità e la stabilità, consentendole anche di attraversare acque molto basse. Alla velocità, le barche a reazione possono essere utilizzate in sicurezza in meno di 7,5 cm (3 pollici) d’acqua.

Una barca a reazione attraversa le rapide di Niagara Gorge, vicino alle Cascate del Niagara.

Una delle scoperte più significative, nello sviluppo del getto d’acqua, è stata quella di cambiare il design in modo che il getto venisse espulso sopra la linea dell’acqua, contrariamente all’intuizione di molte persone. Hamilton scoprì presto che questo migliorava notevolmente le prestazioni, rispetto all’espulsione sotto la linea di galleggiamento, fornendo anche un fondo dello scafo “pulito” (cioè niente che sporge sotto la linea di galleggiamento) per permettere alla barca di sfiorare acque molto basse. Non fa differenza per la quantità di spinta generata se l’uscita è sopra o sotto la linea di galleggiamento, ma averla sopra la linea di galleggiamento riduce la resistenza dello scafo e il pescaggio. Il primo progetto di getto d’acqua di Hamilton aveva l’uscita sotto lo scafo e di fatto davanti all’ingresso. Questo probabilmente significava che l’acqua disturbata entrava nell’unità a getto e riduceva le sue prestazioni, e la ragione principale per cui il cambiamento sopra la linea di galleggiamento ha fatto una tale differenza.

Queenstown, Nuova Zelanda, dove le barche a getto sono ampiamente utilizzate per il turismo d’avventura, sostiene di essere la capitale mondiale delle barche a getto, e le barche a getto sono molto comuni per molte attività turistiche costiere e fluviali nel paese, come l’Excitor nella Baia delle Isole.

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