1.2 喷水推进基本理论

船在水面或水中航行时遭受阻力，其大小与船舶的尺度、形状及航速有关[2]。为了保证船舶能够正常行驶，就必须给船舶提供一定的作用力，使其能够克服所受到阻力行进。像这样的可以将能源所发出的功率转换为推动船舶前进的功率的装置就称为推进器。在所有的船舶推进方式中，喷水推进是最为特殊的一种，与传统推进方式最大的不同，就是它的直接动力来源不是推进器本身，而是推进器所产生的水流的反作用力[3]。

1.3 喷水推进的特点

与螺旋桨推进相同，喷水推进也有着长久的历史，但与螺旋桨推进相反的是，有关于喷水推进技术的研究进展却不是那么尽如人意，多年来的研究成果到现在还没有被更进一步地应用。造成这一现状的主要原因就是船体管道和推进水泵两者之间的关系过于复杂，以致于难以进行理论上的深入研究[3]。再加上还没有较好地解决一些关键性的问题，从而喷水推进技术的推广与应用受到了很大的制约，因此在螺旋桨得到比较普遍的应用时，喷水推进还不能得到比较广泛地应用。

   “船体——推进器——主机”匹配研究表明喷水推进船有别于螺旋桨推进船最显著的特点——最薄弱环节从柴油机——螺旋桨推进中的主机变成了相应的喷水推进泵[4][5]。而且船用推进器具有负载量大、灵活性高、体积小、易携带、防护性好、传动机构简单，浅水效应好等优点[6]。因此喷水推进装置广泛应用于高速舰船和安静型潜艇上，同时适用于重载荷大中型运输船、工作船和浅吃水内河船[7]。

1.3.1 喷水推进的优点

   （1）抗空泡能力强。当船舶处于高速航行状态时，由于螺旋桨的存在严重的空化问题，容易产生空泡，使得船舶不能达到较高的航速。而喷水推进在这方面有着显著的优越性，其装置内部的推进水泵叶轮由于处于均匀流场中，所以可以很好地利用来流的冲压，这使得船舶能够达到较高的航速。

   （2）振动噪音低。喷水推进泵作为喷水推进器的一个重要部件，而且是在均匀流场中进行工作的，所以在运行时较为稳定，工作时产生的噪音也较小。

（3）适应变工况能力强。当推进泵保持恒定的转速不变时，喷水推进装置的流量不会随着船舶航速的改变而产生太大的变化。国外研究数据表明：凡是将喷水推进作为动力来源的船舶，其主机即使在船舶系泊时转速依然可以达到额定转速的90%。因此当船舶所处的环境的工况多变时，以喷水推进作为船舶航行的动力可以有效利用主机的功率。

（4）推进效率较高。到现在为止，不论是推进泵的效率还是推进系统的效率，在经过许多科研人员不断的研究与改进下，分别已经达到了93%和68%以上。所以，喷水推进系统总推进效率可以达到60%以上。相关研究数据表明：当航速大于25kn时，相对于螺旋桨推进而言，采用喷水推进时舰船的效率较高。

（5）操纵性能优异。喷水推进装置不需要经过反转，就能够利用倒航装置使水流向前喷射产生的反作用力来使得船舶倒航。相对于螺旋桨推进器而言，喷水推进器的效率较高，可以适应各种工况，且产生的空泡较少，而且其传动机构简单，又便于维护和保养，所以在高速船与军船上得到了越来越多的应用。

1.3.2 喷水推进的缺点

   （1）当船舶航行速度较低时，以喷水推进为动力的船舶的效率较低；

   （2）因为管道中水的重量增加了，所以船舶的排水量也增加了，而且管道中还会有水的摩擦损失和弯头损失；

   （3）当船舶在水草等杂物多的环境下航行时，喷水推进器的进水口容易堵塞从而影响船舶的正常航行；