Supercavitation

Supercavitation es el uso de efectos cavitation de crear una burbuja de gas dentro de un líquido bastante grande para cercar un objeto que viaja a través del líquido, enormemente reducir la fricción de piel se prolonga el objeto y el logro de permiso de muy altas velocidades. Las aplicaciones corrientes principalmente se limitan con proyectiles o torpedos muy rápidos, pero en principio la técnica se podría ampliar para incluir vehículos.

Principio físico

En el agua, el cavitation ocurre cuando la presión del agua se baja debajo de la presión del vapor del agua, formando burbujas del vapor. Esto puede pasar cuando el agua se acelera a altas velocidades como girando una esquina aguda alrededor de una pieza móvil de metal como hélice de un barco o aspa de una bomba. El mayor la profundidad del agua (o presión para una cañería) en que la aceleración fluida ocurre, el menos la tendencia para cavitation debido a la mayor diferencia entre presión local y presión del vapor. Una vez que el flujo reduce la velocidad otra vez, el vapor acuático generalmente se absorberá de nuevo en el agua líquida. Esto puede ser un problema para hélices del barco si las burbujas cavitation implosionan en la superficie de la hélice, cada uno que aplica una pequeña fuerza que se concentra tanto en la posición como en tiempo, causando daño.

Un acontecimiento común de burbujas del vapor acuáticas se observa en una cazuela de agua hirviente. En este caso la presión del agua no se reduce, pero mejor dicho, la presión del vapor del agua se aumenta por medio de la calefacción. Si la fuente de calor es suficiente, las burbujas separarán del fondo de la cazuela y se elevarán a la superficie como el vapor. Por otra parte si la cazuela se quita del calor las burbujas se absorberán de nuevo en el agua como se enfría, posiblemente causando picando en el fondo de la cazuela ya que las burbujas implosionan.

Un objeto de supercavitating usa cavitation en una manera más grande y más sostenida que con la hélice del barco (típico) (de ahí el nombre supercavitation). Los rasgos generales de un objeto supercavitating son una nariz con la forma especial, por lo general piso con bordes agudos y una forma aerodinamizada, hidrodinámica y aerodinámica . Cuando el objeto viaja a través del agua en altas velocidades, la nariz chata desvía el agua radialmente externa con velocidades tales que hay una gota enorme en la presión en popa de donde el agua pasa sobre el borde agudo de la periferia de la nariz, causando una burbuja cavitation que se acercará generalmente detrás del objeto . La burbuja persistirá, viajando con el objeto, formándose en la nariz y acercándose detrás. Si la cavidad que resulta no es bastante grande, se puede ampliar generando internamente el gas adicional para inyectar en la cavidad. El resultado consiste en que la única parte del objeto en el contacto directo con el agua es la nariz, y la rastra de fricción de piel considerablemente se reduce.

La gran velocidad requerida para supercavitation trabajar puede ser conseguida temporalmente por un proyectil disparado bajo el agua o por un proyectil aerotransportado que afecta el agua . Para la operación sostenida, la propulsión del cohete se puede usar, que en su naturaleza añade el gas en la alta presión a la burbuja cavitation . Un ejemplo de la propulsión del cohete es el torpedo de Shkval supercavitating ruso. La maniobra puede ser conseguida por varios métodos, como aletas de la rastra que proyectan a través de la burbuja en el líquido circundante (p.22), inclinando la superficie plana en la nariz del objeto, inyectando el gas asimétricamente cerca de la nariz del objeto a fin de deformar la geometría de la cavidad, o dirigiendo el cohete empujado por gimballing o diferenciando empujes del inyector.

Aplicaciones

En 1960, la URSS comenzó a desarrollar un proyecto bajo el nombre en clave "Шквал" (Chubasco) dirigido por el NII-24 (Kiev) para desarrollar un torpedo rápido, un cohete submarino, cuatro a cinco veces más rápido que torpedos tradicionales capaces de combatir submarinos enemigos. Varios modelos del dispositivo se hicieron, el más acertado – m-5 – se creó hacia 1972. En 1972 hasta 1977, más de 300 lanzamientos de prueba se hicieron (el 95% de ellos en el lago Issyk Kul), hacia el 29 de noviembre de 1972 VA-111 el Shkval se puso en el servicio con la fabricación en serie comenzada en 1978.

En 2004, el fabricante de armas alemán Diehl Defensa de BGT anunció su propio torpedo supercavitating, Barracuda, ahora oficialmente llamada o "supercavitating bajo el agua dirigiendo el cuerpo"

(Traducción inglesa). Según Diehl, alcanza más que.

En 1994, la Armada de los Estados Unidos comenzó a desarrollar un sistema de remoción de minas de mar inventado por C Tech Defense Corporation, conocida como RAMICS (Sistema de Remoción de minas Aerotransportado Rápido), basado en un proyectil supercavitating estable tanto en aire como en agua. Éstos se han producido en, y diámetros. El diseño balístico terminal del proyectil permitió que esto causara la destrucción explosiva de minas de mar tan profundamente como bajo el agua con una ronda sola. En 2000, estos proyectiles eran usados con éxito para destruir una variedad de minas submarinas vivas cuando disparado de una nave armada de la Cobra de Mar que se cierne en Terrenos de prueba de Aberdeen. RAMICS se somete actualmente al desarrollo por Northrop Grumman para la introducción en la flota. Los dardos de alemán (Heckler & Koch P11) y armas de fuego submarinas rusas y otras armas similares también son supercavitating.

En 2005, DARPA anunció el 'Programa Express submarino', una investigación y la evaluación ofrecieron para establecer el potencial de supercavitation. El objetivo último del programa es una nueva clase del arte submarino para misiones litorales que pueden transportar grupos pequeños de personal Naval o especializaron la carga militar con velocidades hasta 100 nudos. Los contratos se concedieron a Northrop Grumman y General Dynamics el Barco Eléctrico a finales de 2006. En 2009, DARPA anunció el progreso vía una nueva clase del submarino.

Irán afirmó haber probado con éxito su primer torpedo supercavitation el 2 de abril y el 3 de abril de 2006. Algunas fuentes han especulado que está basado en el torpedo de Shkval supercavitation VA-111 ruso, que viaja con la misma velocidad. El Ministro de Asuntos Exteriores ruso Sergei Lavrov negó suministrar Irán de la tecnología. Irán llamó este arma el Ululato (Ballena).

Aplicaciones presuntas

El accidente submarino Kursk se rumorea para haber sido debido a un torpedo de Shkval defectuoso.

Véase también

http://cav2001.library.caltech.edu/159/00/Savchenko.pdf

Enlaces externos



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