Известният документалната поредица "Подводно Odyssey отбор Кусто" великия френски океанограф заснет през 1960-1970 му. Основната кораба Кусто стана преработен "Калипсо" от британския миночистач. Но в един от следващите филми - "Преоткриването на света" - е имало и друг кораб, яхта "Алциона".
Като я гледаше, много зрители си зададоха въпроса: какво е това странно тръба, инсталиран на яхтата. Може би това е една тръба или бойлер задвижване. Представете си изненадата може да бъде, ако знаете какво turbosail платна ... ...
Yacht "Алциона" Кусто фонд, придобити в # 8239; 1985 г., и се счита този кораб не е толкова много, като научните изследвания, как като основа за изучаване на ефективността на turbosail # 8239; - оригиналният кораба перка. И когато след 11 # 8239; и легендарния "Калипсо" потъна "Алциона" е взел своето място като основна експедиция кораба (между другото, днес "Калипсо" е издигната и polurazgrablennom състояние стои # 8239; Конкарно порт).
Всъщност, turbosail Кусто е изобретил. Както и подводно гмуркане чиния и различни други инструменти за изучаване на дълбоко море и океан повърхност. Идеята е роден през 8239 #; началото на 1980 г. и е бил # 8239; да създаде най-щадящи околната среда, но лесен за ползване и # 8239; модерна задвижване средства за вода. Използването на вятърната енергия е най-обещаващ областта на научните изследвания. Но тук е нещо: човечеството платно е изобретен преди няколко хиляди години, и това, което би могло да бъде по-лесно и # 8239; е по-логично?
Разбира се, Кусто и компанията осъзнава, че за да се построи кораб, задвижвано с платно само, че е невъзможно. По-точно, това е възможно, но динамични характеристики ще бъде посредствен и зависими от капризите на посоката на време и вятър. Поради това беше планирано първоначално, че новата "Sail" ще бъде само спомагателен сила, приложим за подпомагане на традиционните дизелови двигатели. Така turbosail ще намали значително разхода на дизелово гориво, и по-силен вятър може да бъде единственият двигател на кораба. и # 8239; изследователския екип се обърна към миналото # 8239 - до изобретяването на немски инженер Антон Flettner, известния дизайнер самолет, който е направил значителен принос в корабостроенето.
Turbosail е кух цилиндър, съоръжена със специална помпа. Помпата създава вакуум, от едната страна turbosail чрез изпомпване на въздух в платното, външния въздух започва да тече около turbosail с различна скорост и корабът започва да се движи в посока, перпендикулярна на налягането на въздуха. Той е много подобен на подемната сила, действаща от крилото на самолета - от дъното на налягането на крилото е по-и избутва самолета нагоре. Turbosail ви позволява да се движат на кораба срещу вятъра, само за да имат достатъчно електрическа помпа. Той се използва като помощен система за конвенционален морски двигатели. Две turbosail инсталиран на кораб на екипа Кусто "Алциона" спестява до 50% гориво.
ротор Flettner и ефекта на Магнус
Идеята е да се Flettner # 8239; използването на така наречените Магнус ефект, който по същество се състои от # 8239; следното: когато въздух (или течност) поток потоци около ротационното тяло образува сила, перпендикулярна на посоката на потока и # 8239; ефект върху тялото. нещо на # 8239; че предене обект създава около себе си движение вихровидна. От страна на обекта, където посока съвпада с посоката на завихряне на потока на течност или газ скоростта се увеличава среда, и # 8239; обратното - пада. разликата в налягането и създава напречна сила, насочена от страната, където посоката на въртене и посоката на потока, противоположна на страната, където те съвпадат.
"Вятър Flettner кораб на устните на всички, благодарение на необичайно ревностен вестник пропаганда" - пише Луи Prandtl в статията си за развитието на един немски инженер.
Открити този ефект през 1852 г. в Берлин физик Хайнрих Магнус.
Немски авиационен инженер и изобретател Антон Flettner (1885-1961) влиза в историята като моряк, който се опитва да замени платната. Той трябваше да се скитат за дълго време на яхта на Атлантическия и Индийския океан. На мачтите на ветроходни кораби от тази епоха поставя много платна. Ветроходство оборудване е скъпа, сложна и по-аеродинамичен отношение не е много ефективен. Постоянни опасности дебнат моряци, които, дори и по време на буря трябваше да се справят с платната до 40-50 метра височина.
По време на пътуването на младия инженер се роди идеята да замени платната, което изисква много усилия през прост, но ефективен устройство, основната движеща сила, която ще послужи на вятъра. Мислейки за това, той си спомни аеродинамични изпитания, проведени от своя сънародник физик Хайнрих Густав Магнус (1802-1870). Те откриват, че когато поток от въздух цилиндър въртяща сила с напречна посока в зависимост от посоката на въртене на цилиндъра (Magnus ефект).
Един от класическите си експерименти е, както следва: "цилиндър месинг може да се върти между два ръбове; бързото въртене на цилиндъра се съобщава в жироскоп, кабел. Въртящият цилиндър е поставен в рамка, която, от своя страна, може лесно да се обърне. На системата да стартира силна струя въздух с помощта на малка центробежна помпа. Цилиндърът се деформира в посока, перпендикулярна на въздушния поток и # 8239; за # 8239; оста на цилиндъра, и освен това в посока от # 8239; и при което посоките на въртене са същия струя "(L. Prandtl" Magnus ефект и вятър кораба ", 1925).
A.Flettner веднага помислих, че платното може да се инсталира на мястото на кораба се върти цилиндри.
Оказва се, че когато повърхността на бутилката се движи спрямо въздушния поток, скоростта на вятъра намалява, а налягането - се увеличава. От друга страна целия път около цилиндъра - увеличава скоростта на въздушния поток и налягането - пада. Тази разлика в налягането от различни страни на цилиндъра и да е движещата сила, която прави в движение лодка. Това е основният принцип на работа на ротационен техника, която използва силата на вятъра за движението на кораба. Това е много проста, но само A.Flettner "не издържал", въпреки че ефектът Магнус е известно, в продължение на повече от половин век.
Чрез реализацията на идеята, той започва през 1923 г. в езеро край Берлин. Всъщност, Flettner направи доста проста работа. Той стъпи на ротора тестове лодка хартия цилиндър около метър височина и диаметър от 15 # 8239; см, а # 8239; адаптиран за въртене часовник. И плавали на лодката.
Капитаните на корабите, плаващи подиграваха цилиндри A.Flettnera, че иска да замени платната. Изобретателят е бил в състояние да заинтригува изобретението си на заможни покровители. През 1924 г., на 54-метрова шхуна «Buckau» вместо трите мачти на двете въртящи се цилиндри са монтирани. Тези цилиндри въртят дизел генератор на 45 к.с.
Ротори "Бука" завърта от електрически мотор. В действителност, не се различава от класическите експерименти на Магнус не беше дизайна. От страна, когато роторът се върти в посока на вятъра създаде пространство натиск върху обратното - намалена. Получената сила и да се премести на кораба. Освен това, тази енергия е около 50 пъти по-голяма от силата на натиска на вятъра върху ротора се определя!
Това открива големи перспективи Flettner. В допълнение, площта на ротора и неговата маса е няколко пъти по-малка от площта на оборудване, което ще даде равен движеща сила. Ротор е много по-лесно да се управлява, и при производството на това е достатъчно евтини. Над ротори равнини обхванати Flettner плочи - тази повишена движеща сила приблизително два пъти поради правилна ориентация на въздушния поток по отношение на ротора. Оптимална височина и диаметър на ротора за "Бука" изчислява чрез издухване модела на кораб на бъдещето в аеродинамичен тунел.
Ротор Flettner се показа перфектно. За разлика от обикновената ветроходен кораб, кораб ротационен почти не се страхува от лоши метеорологични условия и # 8239; силен страничен вятър лесно биха могли да отидат променливи гвоздеи 25º ъгъл # 8239; насрещен вятър (за конвенционален платна граница от около 45 °). Две цилиндричен ротор (височина 13.1 # 8239; м, с диаметър от 1.5 # 8239; м) разрешено глоба съд баланс - това се оказа по-стабилен от ветроходна лодка, която "Бука" беше преди перестройката. Тестовете са проведени в спокойна и буря и # 8239; с # 8239; умишлено претоварване - и няма сериозни недостатъци са били идентифицирани. Най-изгодно за посоката на движение на вятъра е точно кораба, перпендикулярна на оста на съда и посока (напред или назад) определя посоката на въртене на роторите.
По време се изисква това пътуване не предизвиква екипажа палуба, така че те се промени платната според силата или посоката на вятъра. Взех един от навигатора на часовник, който, без да излизате от кабината, може да ръководи дейността на роторите. По-рано, тримачтов отбор шхуна се състои от най-малко 20 моряци, след промените в ротационния кораба имаха 10 души.
През същата година корабостроителницата е положен на втория ротор кораба - могъща товари лайнер "Барбара", задвижван от три 17-метрови ротори. Освен това, за всеки ротор пропуска един малък двигател за силата на 35 к.с. (В максимална скорост на въртене на всеки ротор 160 об / мин)! тяга ротор е еквивалентен винт тяга витло свързан с конвенционален кораб дизелов двигател на около 1000 к.с. Въпреки това, дизелово гориво в съда също да присъстват: в допълнение към роторите Той е разположен в винт движение (което е единствената движеща сила в случай на безветрено време).
Обещаващи експерименти предизвикаха корабната компания «Rob.M.Sloman» от Хамбург за изграждане на "Барбара" кораб през 1926. Той планираше по-рано, за да оборудва turbosail - Flettner ротори. Дължината на съд от 90 м и 13 м широки три ротори около 17 м височина са монтирани.
"Барбара", както е планирано за известно време успешно транспортирани плодове от Италия до Хамбург. Приблизително 30-40% от времето на полета, корабът премина чрез силата на вятъра. Когато вятърът е 4-6 точки "Барбара", разработен със скорост от 13 възела.
Тя е планирана за тестване на ротационен съд в по-дълги полети в Атлантическия океан.
Но в края на 1920 дойде на Голямата депресия. През 1929 г., Хартата компанията да се откаже от по-нататъшно наем "Барбара", и той е бил продаден. Новият собственик се ротори и ремонтирани кораба под традиционната схема. Все винтови витла загуба роторни комбинирани с конвенционален завод за дизелови мощност поради своята зависимост от вятъра и някои ограничения на силата и бързината. Flettner се обърна към по-обещаващи изследвания, както и "Баден-Баден" в крайна сметка потъва по време на буря в Карибско # 8239; 1931. И на платната на ротора отдавна забравени ...
Започнете Ротари съдове, тя ще изглежда да е доста успешен, но те не са разработени и са отдавна забравени. Защо? На първо място, "бащата" на A.Flettner ротора кораби изпадна в развитието на хеликоптери и загубил интерес към морския транспорт. На второ място, въпреки всичките си предимства, роторни кораби и плавателни съдове са останали с присъщите им недостатъци, основните от които - в зависимост от вятъра.
Платноходки изградени и през ХХ век. Модерните корабите от този тип платформа е сведено до минимум с помощта на електрически двигатели, нови материали може значително улесняват проектирането. Но платноходка ветроходен кораб, както и идеята за използване на вятърната енергия радикално нов начин във въздуха още от Flettner. И хвана неуморим пътешественик и изследовател Жак-Ив Кусто.
В напречно сечение turbosail представлява нещо подобно и удължена със заоблени крайни остри капки. Отстрани "капки" Решетките на прием се намират, чрез една от които (в зависимост от необходимостта да се движи напред или назад) е направен от засмукване на въздух. За да се постигне максимален смучене вятъра в приема на въздух на turbosail инсталиран малък вентилатор, задвижван от електромотор.
Това изкуствено увеличава скоростта на въздуха на подветрената страна на платното, смучене въздушна струя в момента на отделянето му от turbosail равнина. Това създава вакуум от едната страна turbosail, докато предотвратява образуването на турбулентните завихряния. Друг ефект Magnus ефект: вакуум, от една страна, като резултат - на срязване сила, която може да доведе кораба # 8239; движението. Всъщност, turbosail - се доставя вертикално въздухоплавателни средства крила, най-малко на принципа за създаване на движеща сила е подобна на принципа на създаване на лифт самолет. За да turbosail винаги се обърна към # 8239; приключване най-благоприятната страна, е снабден със специални сензори и монтиран върху въртяща се маса. Между другото, Кусто патент предполага, че въздух не може да бъде засмукан вътре само turbosail фен, но и да # 8239; например, въздушна помпа # 8239 - така Кусто затвори вратата за следващите "изобретателите".
Всъщност, първият път, Ив Кусто тества прототип turbosail катамаран «Вятърна мелница" (Moulin # 224; Vent) през 1981 година. Най-голямата ветроходна катамаран беше успешен пътуване от Танжер (Мароко) в Ню Йорк, под надзора на по-голям кораб експедиция.
няколко винта (които, между другото, дава възможност да се намали разхода на гориво с около една трета). Дали великият океанограф жив, той най-вероятно ще са изградили няколко такива кораби, но ентусиазма на другарите си след напускане на Кусто много сън.
Отново Flettner
Днес се правят опити за съживяване на идеята и да направи Flettner роторни платна маса. Така например, известният Хамбург компания Blohm + Voss след петролната криза от 1973 г. започва активно развитие на ротационен танкер, но # 8239; 1986 мю икономически фактори, обхванати този проект. След това имаше поредица от любителски клубове.
Но turbosail Кусто остава в състояние на неопределеност, "Алциона" към днешна дата - единственият в пълен размер автомобила с този тип задвижване. Опитът на германските корабостроители ще покаже дали има смисъл да продължи да се развива темата за платната, работещ на ефекта на Магнус. Основното нещо - да се намери икономическата обосновка и да се окаже ефективна. И там, гледаше, и на целия свят, корабоплаването отива на принципа, че талантлив немски учен, описан преди повече от 150 години.
Намира се в Сингапур sudopromyshlennaya Фирма «Вятър Отново», посветена на създаването на технологии за намаляване на разхода на гориво и емисиите, предлага инсталиран на танкери и товарни кораби Flettner ротори специален дизайн (сгъваеми). Те ще намали разхода на гориво с 30-40% и се погасява на 3-5 години.
Сегашната финландската компания Marine Engineering «Wartsila» вече планира да се адаптират turbosail и круизни фериботи. Това се дължи на желанието на ферибот оператора финландската «Viking Line» за намаляване на разхода на гориво и замърсяване.
Използването на Flettner ротори удоволствие занаяти висше образование на Фленсбург (Германия). Изглежда, че покачването на цените на петрола и тревожната глобалното затопляне създава благоприятни условия за завръщането на движение на вятъра.
Свързани статии