Los experimentos de simulación realizados en una instalación de prueba en tierra sugirieron que el nuevo diseño podría aumentar el empuje de una bomba de chorro a velocidades más lentas y reducir significativamente la vibración ruidosa «en la mayoría de las frecuencias características», dijo el equipo dirigido por el profesor Hua Hongxing, de State Key. Laboratorio de Sistema Mecánico y Vibración de la Universidad Jiao Tong de Shanghai.
La primera hélice con conductos moderna fue construida por el inventor italiano Secondo Campini en Venecia en 1931. En la década de 1980, la marina británica hizo el primer uso de la tecnología de chorro de bomba en su submarino de clase Trafalgar. Ahora, la propulsión de chorro de bomba se puede encontrar en algunos de los submarinos más poderosos del mundo, incluidas las clases Seawolf, Virginia y Columbia en los EE. UU. y en la clase Triomphant de Francia.
En teoría, la bomba de chorro podría suprimir más ruido y lograr una mayor eficiencia energética con el conducto que con un rotor completamente expuesto.
Pero esta ventaja podría verse contrarrestada por las corrientes caóticas generadas en el espacio entre el álabe y el conducto que, en la práctica, podrían causar fuertes vibraciones en el eje del rotor y generar mucho ruido.
Durante las últimas décadas, investigadores de todo el mundo han realizado muchos estudios y han propuesto métodos efectivos para reducir la turbulencia, como reducir la brecha y optimizar la punta de las palas.
Pero algunos usuarios militares aún prefieren una hélice tradicional. En 2018, cuando el gobierno australiano consideró comprar una flota de bombas a chorro submarinos de FranciaSegún los informes, algunos altos oficiales navales se opusieron al plan, argumentando que el rotor cubierto funcionaría mal a bajas velocidades.
El equipo de Hua propone que una solución definitiva sería deshacerse por completo de la autorización.
El equipo de Hua ideó propulsores que tienen puntas de rotor incrustadas en la pared del conducto. Imagen: Universidad Jiao Tong de Shanghai
Cavaron una zanja en la pared del conducto, lo que permitió que las puntas de los rotores se movieran libremente en el interior.
Pero para funcionar correctamente, la nueva bomba de chorro requiere un material de sellado que pueda mantener el agua estrictamente fuera de la zanja sin impedir el movimiento del rotor.
El equipo chino dijo que había encontrado el material adecuado y construyó una estructura de sellado suave hecha de fibras finas que podía cumplir con estos requisitos. La naturaleza exacta del material permanece clasificada.
La punta de las palas del rotor también se trató con un revestimiento para reducir el desgaste en el servicio a largo plazo, según los investigadores.
Una preocupación importante sobre la nueva tecnología es si el roce constante de las puntas contra el conducto afecta el rendimiento general de la bomba de chorro.
El equipo colocó el dispositivo en un túnel de agua y midió su empuje y vibración a diferentes velocidades.
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Descubrieron que, a máxima velocidad, la bomba de chorro sin espacio libre era, de hecho, un poco menos eficiente que el diseño tradicional.
Pero el dispositivo podría generar alrededor de un 10 por ciento más de empuje a menor velocidad al reducir la turbulencia aleatoria que causa la resistencia. También produjo menos burbujas, conocidas como cavitación, que ocurren cuando las aspas giran rápidamente.
La fuerza de las vibraciones ruidosas se registró entre una décima y una trigésima parte de las de una bomba de chorro tradicional en una amplia gama de frecuencias que son fuertemente monitoreadas por posibles oponentes en el océano, según los datos de la prueba.
Según los informes, los primeros submarinos nucleares de China hizo mucho ruido eso permitió a otros países rastrear sus movimientos con relativa facilidad.
Pero algunos expertos militares creen que los modelos más nuevos de la flota de submarinos chinos se han vuelto más rápidos y silenciosos con el uso de nuevas tecnologías, como el pump-jet.
Investigadores de todo el mundo están en una carrera para desarrollar una nueva tecnología de propulsión que pueda mejorar la velocidad y el sigilo de sus submarinos.
Algunos oficiales superiores de investigación naval en China, por ejemplo, han propuesto quitar el eje de transmisión de potencia del estatorreactor.
Se espera que el estatorreactor sin eje reduzca el ruido y aumente la velocidad, pero muchos diseños también se han visto afectados por fuertes turbulencias, en su mayoría impredecibles, en los espacios entre la hoja y el conducto, según estudios recientes en China.
