Pump Jet

[Dominus]

Gli americani hanno mai valutato i vantaggi della propulsione pump-jet per i loro sottomarini?

Perchè gli Inglesi continuano a puntarci in maniera così forte anche sugli Astute?

 

P.S. Ma gli inglesi non hanno intenzione di sostituire i Vanguard?

Normalmente questi programmi vengono iniziati molto precocemente, non vorrei che volessero rinunciare alla componente nucleare strategica

Modificato 23 Maggio 2006 da Dominus

[Gianni065]

Altrochè se gli americani hanno valutato il pump-jet.

 

I nuovi Virginia montano tutti un sistema pump-jet, così come gli sfortunati Sea Wolf e persino alcune unità classe Los Angeles.

Il sistema pump jet è in aggiunta all'elica, quindi dispongono di entrambi i sistemi.

 

Per quanto riguarda gli SSBN inglesi, la Royal Navy, con il suo programma MUFC, pensa a una nuova classe di unità multiruolo, che assommi le capacità SSN, quelle SSGN (con missili classe Tomahawk) e quelle SSBN (con misisli Trident).

 

L'idea non è malvagia, anzi.

 

Si può pensare a un certo numero di unità, con la normale dotazione di siluri e missili antinave, che dispongano di un certo numero di pozzi di lancio, ognuno dei quali può lanciare indifferentemente SLBM o missili da crociera.

 

Secondo alcuni studi, che mi sento di condividere, basterebbe prevedere una dotazione di 4 missili classe Trident per unità, per assicurare una deterrenza di tutto rispetto e realizzare sottomarini multiruolo con dimensioni e prestazioni del tutto simili ai normali SSN.

 

E' la stessa linea sulla quale si sta ormai muovendo l'US Navy.

[dread]

cos'è il sistema pump-jet?

[Gianni065]

In parole brevissime e semplicissime, è una specie di idrogetto.

L'acqua viene espulsa e il sottomarino procede per effetto di reazione, come un aereo a reazione, appunto.

 

In determinate condizioni, è più silenziosa della classica elica.

[dread]

che condizioni?

[vorthex]

caccia a ottobre rosso!!

[Gianni065]

che condizioni?

Al momento parliamo di velocità mediobasse.

[Dominus]

Non è come la propulsione magneto-idrodinamica di clancy, infatti lì l'acqua veniva presa dal davanti, compressa ed espulsa da dietro in due condotti paralleli mentre qui il sistema è più semplice e compatto.

Comunque non avevo mai notato che ce l'avessero anche gli americani.

Rimanendo sui virginia ma è vero che, alla fine dei conti, costano anche più dei Seawolf?

[Gianni065]

Tutte le volte che gli americani cessano un progetto perchè troppo costoso, e ne avviano un altro meno dispendioso, il risultato definitivo costa almeno il doppio di quello cessato.

 

E' proprio una legge fisica, non è colpa di nessuno....

 

======

 

I Sea Wolf erano arrivati a un costo di 1,85 miliardi di dollari al pezzo.

 

I Virginia dovevano costare 1,5 miliardi di dollari al pezzo.

 

Poi si è saliti a 1,8 miliardi di dollari al pezzo.

 

Oggi siamo a 2,15 miliardi di dollari al pezzo.

 

Il programma Virginia complessivamente verrà a costare (se non ci sono ulteriori incrementi) per una classe di 30 unità, 64,7 miliardi di dollari in tutto (i costi sono valutati al valore 1995 che costituisce la base di riferimento per tutti i costi).

 

In realtà bisogna considerare che il costo medio che indichiamo per ciascun Virginia (2,15 miliardi di dollari) è comprensivo dei costi di sviluppo, mentre quello indicato per i Sea Wolf (1,85) è al netto dei costi di sviluppo.

 

Infatti i tre Sea Wolf, considerati i costi di sviluppo, sono costati 13,1 miliardi di dollari, quindi poco meno di 4,4 miliardi di dollari al pezzo.

 

Per cui in effetti un Virginia costa meno della metà.

 

Però, di Sea Wolf ne sono stati prodotti solo tre, quindi i costi di sviluppo incidono su pochi esemplari.

Se ne fossero stati prodotti 30, la spesa globale sarebbe stata di circa 63 miliardi di dollari.

 

E quindi, in definitiva, abbiamo:

63 miliardi di dollari per 30 Sea Wolf

64,7 miliardi di dollari per 30 Virginia.

 

Alla fine, il costo del programma Virginia è superiore rispetto a quello del programma Sea Wolf, specialmente se si considera che in concreto in 13 e passa miliardi di dollari spesi nel programma Sea Wolf sono stati buttati al vento (vero che parte di questi costi sono confluiti come conoscenze tecniche nei Virginia, ma anche vero che se non ci fosse stato questo travaso, i Virginia sarebbero costati ancora di più!).

[Dominus]

Ma gli americani non potrebbero prendere atto di questa legge fisica ed evitare di creare nuovi programmi?

A questo punto meglio 30 Seawolf

[Gianni065]

Sì, è un'invenzione, anche se ha una certa base teorica (la propulsione magnetica è effettivamente studiata).

[Takumi_Fujiwara]

Sperando che Gianni sia ancora in giro da queste parti (o comunque qualcuno che si intenda di eliche),ma un pump-jet è diverso da un'elica intubata?

Se la risposta è affermativa nella fattispecie si tratterà della cara e vecchia elica a 7 pale intubata o di più eliche di diametro più ridotto(assimilabili a un compressore di un motore aereonautico immagino)?

 

Ah già che ci sono anche se magari è un pò OT...Perchè i russi si interstardirono per un certo periodo a fare eliche a 5 pale mentre tutti son passati ad eliche a 7?Il fatto che nessuno vado oltre come numero di pale è perchè non è più redditizio andare sopra come numero o perchè renderebbe la traccia sonora troppo "caratteristica"?

So che son domande strane e allo stesso tempo "banali" per un esperto,ma mi piacerebbe saperne qualcosina di più e in rete,come immaginate, non è proprio facile trovare del materiale.

 

 

Tutte le volte che gli americani cessano un progetto perchè troppo costoso, e ne avviano un altro meno dispendioso, il risultato definitivo costa almeno il doppio di quello cessato.

 

Davvero curioso questo paradosso,chissà se vale anche in campo aereonautico tra f35 e f22...

Modificato 12 Febbraio 2009 da Takumi_Fujiwara

[Rick86]

E il problema è che i Virginia sono inferiori ai SeaWolf (tranne forse nei sensori, ma quello è dovuto solo al fatto che sono più recenti). I SeaWolf sono più grossi, vanno più veloci sia come velocità massima sia come velocità massima tattica (silenziosa, prima che vengano attivate le pompe per far circolare il liquido di raffreddamento del reattore), hanno 8 grossi tubi lanciasiluri e addirittura, nel Jimmy Carter, hanno installato un hangar per minisub interno al sottomarino (eliminando i problemi di rumore e minori prestazioni che si hanno alloggiando il minisub fuori dallo scafo).

 

Sul pump jet ho trovato questo:

 

A pumpjet does two things...

It funnels water through a lampshade causing an increase in pressure at the locations where the blades slices through the fluid media. This increase in pressure delays the onset of cavitation. Cavitation happens when vaccuum "bubbles" form at the trailing edges of the blades when they travel through the liquid faster than the water can rush back in to fill the void they leave as they pass. As pressures increase, the propeller at which the onset of cavitation occurs also increases. This is why subs are "silent" up to a higher speeds as they dive deeper.

 

The lamp shade also shields the sound made by the propeller in most of the lateral directions. This makes the sub quieter laterally but may increase their sound signature longtidually -- especially dead astern.

 

The Ohios are very quiet with or without a pumpjet propulsor. They are quiet enough that the soviets are said to have never tracked one after it dives in deep water. One of the features of the submarine is that at slow speeds (low reactor output) the coolants are circulated through the core through natural convection without any pumps being used. The Ohios spent most their time at very slow speeds while on patrol. At 3~5 knots, it is doubtful if a pumpjet makes a difference.

Modificato 12 Febbraio 2009 da Rick86

[enrr]

e addirittura, nel Jimmy Carter, hanno installato un hangar per minisub interno al sottomarino (eliminando i problemi di rumore e minori prestazioni che si hanno alloggiando il minisub fuori dallo scafo).

Hanno segato lo scafo e aggiunto una sezione per far prima come fecero a suo tempo per realizzare i primi SSBN aggiungendo la sezione di lancio.

 

A proposito del discorso dei tubi lanciamissili, nei nuovi Virginia block III i 12 vls normali verranno rimpiazzati da 2 tubi multipli (x7 tomahawk) utilizzabili anche per "altro" e mutuati dai nuovi SSGN Ohio dalla conversione dei tubi di lancio dei Trident

[Dominus]

Rick dire che sono inferiori mi sembra esagerato, non sono solo le prestazioni a fare un sottomarino.

I Seawolf sono ottimizzati per uno scenario ancora da guerra fredda, per quello non hanno avuto futuro, i 774 sono studiati per operare nei nuovi concetti di littoral-brown water dove gli SSN sono notoriamente poco effettivi e incorporano un sacco di soluzioni rivoluzionarie rispetto ai Seawolf che sono la continuazione concettuale dei 688.

[Takumi_Fujiwara]

Scusate ma l'ho notato adesso:

 

In parole brevissime e semplicissime, è una specie di idrogetto.

L'acqua viene espulsa e il sottomarino procede per effetto di reazione, come un aereo a reazione, appunto.

 

In determinate condizioni, è più silenziosa della classica elica.

 

 

 

QUOTE (dread @ May 23 2006, 06:17 PM)

che condizioni?

 

 

Al momento parliamo di velocità mediobasse.

 

 

ma generalmente parlando il pump-jet è più silenzioso ad alta o bassa velocità?

Sto cercando di capirci qualcosa..

Modificato 12 Febbraio 2009 da Takumi_Fujiwara

[Sangria]

La marina USA è stata la prima ad introdurre questo tipo di propulsione. Il pump-jet può essere assimilato ad un'elica intubata: un anello circonda la pala del rotore esercitando un controllo sulla velocità della corrente che investe il rotore stesso. Poiché il diametro del condotto aumenta dall'entrata fino al rotore, rispetto alle eliche tradizionali, si ha la diminuzione della velocità che investe il propulsore vero e proprio e l'aumento della pressione che insiste sulle pale dello stesso. Conseguenza primaria di questo propulsore è la diminuzione sensibile del fenomeno della cavitazione. Se lo spazio tra elica ed anello è molto piccolo, viene evitato anche il pericolo della creazione di vortici.

[Dominus]

In realtà, come credo sia già stato detto, fu la royal navy a puntare per prima su questa tecnologia con i Trafalgar, senza dimenticare lo Spearfish.

[Takumi_Fujiwara]

Grazie Sangria ora ho capito il principio....Praticamente quindi il condotto converge sull'elica comprimendo l'acqua sulle pale..Come se il sottomarino fosse a profondità più elevata giusto?

Da questo deduco quindi che più aumenta la velocità e più aumenta la compressione e quindi i vantaggi del pump jet dovrebbero essere ad alta velocità dove il flusso maggiore di acqua nel condotto produce più compressione...

[Gianni065]

Quando dicevo che il pump-jet era considerato migliore alle medio-basse velocità, non mi riferivo all'efficienza delle prestazioni ma alla silenziosità.

Peraltro le informazioni disponibili non erano particolarmente abbondanti (e non lo sono nemmeno adesso, ma qualcosa di più si sa).

Non a caso scrivevo: "Al momento parliamo di velocità mediobasse".

Si riteneva per di più che il sistema fosse utilizzato in alternativa all'elica, secondo la situazione.

 

A distanza di quasi tre anni, questa tecnologia ha soppiantato la classica elica, il pump-jet è unico propulsore delle nuove classi di SSN e sembra che i dati conosciuti relativi alla loro velocità massima siano inferiori a quelli reali.

 

[Sangria]

Che il pump jet sia meno silenzioso alle basse velocità mi sembra strano, visto che il maggior vantaggio di tale sistema è la riduzione del rumore di cavitazione, che si verifica ad alte andature. A basse andature quello che si sente è lo spettro del propulsore.

[Takumi_Fujiwara]

Si infatti Gianni mi ha spiegato che al momento del post le informazioni presenti erano molto scarne.

 

Però quando parli di alte andature intendi alte andature dell'elica giusto?Perchè si può benissimo cavitare sia a 3 nodi sia a 20 se si spinge l'elica al massimo dei giri...Tutto dipende dalla pressione dell'acqua sull'elica se ho capito bene (e quindi dalla profondità).

O forse intendi che quando si va piano sotto i 5 nodi con l'elica a bassa potenza il rumore di quest'ultima è praticamente zero e rimane la segnatura acustica dei rumori dei propulsori?(propendo per la 2° interpretazione ora che ci penso bene)

 

Ho un pò di dubbi stupidi.Se il sottomarino pump-jet a bassa quota (quindi bassa pressione sulle pale) accelerasse fino a una tot velocità (cavitando) potrebbe verificarsi che oltre a una certa velocità la compressione indotta dal restringimento del condotto sull'elica superi una pressione tale per il quale le pale smettono di cavitare?Per capirsi potremmo avere un sottomarino a bassa quota (ovviamente non lo farà mai dato che sarebbe sordo e generebbe cmq un sacco di rumore in termini di perturbazione della superfice del mare e di acqua contro lo scafo ) che va alla massima velocità senza cavitare con l'elica da un certo punto in poi?

So che si parla di eliche gigantesche e con requisiti di robustezza incredibili,ma si è mai ipotizzato di eliche a "passo variabile"?Ci sarebbero vantaggi?

Modificato 18 Febbraio 2009 da Takumi_Fujiwara

[VittorioVeneto]

Per farsi un'idea su ciò di cui si parla:

 

Esperimento condotto in Russia su un sommergibile classe Kilo

 

 

[Dominus]

Ammazza così en plein air?

Son proprio cambiati i tempi...

[Rick86]

Diavolo un ingegnere può capire molte cose da questa foto. Le dimensioni del Kilo sono note....

 

Chissà che qualcuno qui sul forum non riesca a dirci qualcosa di interessante