Hajó a turbókeretek alatt! A jó hangulat forrása
A híres "Cousteau csapat vízalatti odiseje" című dokumentumfilmjét a nagy francia óceánművész lőtték le az 1960-as és 1970-es években. A fő hajó Cousteau-t ezután egy brit "Calypso" nevű aknavetőből alakították át. De az egyik későbbi filmben - "A világ újbóli megnyitása" - egy másik hajó jelent meg, az "Alcyone" jacht.
Nézte, sok néző megkérdezte magától a kérdést: mi ezek a furcsa csövek a yachton. Talán csövek kazánok vagy propulziós rendszerek. Mi lehet a meglepetés, ha megtudja, hogy ez a SAIL ... turboparas ...
Yacht "Alkion" Alap Cousteau a # 8239-ben vásárolt; 1985-ben, és ezt a hajót nem egy kutatóhajónak tekintették, hanem inkább a turboparas # 8239 hatékonyságának tanulmányozásához; - az eredeti hajó propulzusa. És ha 11 után # 8239; s legendás „Calypso” elsüllyedt „Alcyone” került a helyére, mint a fő expedíciós hajó (mellesleg, ma „Calypso” emeljük és polurazgrablennom állam áll # 8239; Concarneaui port).
Valójában a turbó-csatolást Cousteau találtatta fel. Csakúgy, mint a búvárfelszerelés, a víz alatti csészealj és még sok más eszköz a tenger mélységeinek és a Világ Óceán felszínének feltárására. Az ötlet a # 8239-ben született, az 1980-as évek elején és 8239-ben; annak érdekében, hogy a leginkább környezetbarát, mégis kényelmes és # 8239, egy modern vízimadár meghajtó. A szélenergia felhasználása tűnt a kutatás legígéretesebb irányának. De itt van a szerencsétlen szerencséje: a vitorla emberiség néhány ezer évvel ezelőtt jött létre, és mi lehetne könnyebb # 8239, logikusabb?
Természetesen Cousteau és a társaság rájöttek, hogy nem lehet hajót építeni kizárólag vitorlával. Pontosabban, lehetséges, de a vezetési tulajdonságai nagyon középszerűek és az időjárás és a szél irányának szaggatásától függenek. Ezért eredetileg azt tervezték, hogy az új "vitorla" csak egy segéderő lenne, amely segíthetne a hagyományos dízelmotorok támogatásában. Ugyanakkor a turbógőz jelentősen csökkentené a dízel üzemanyag fogyasztását, és erős szélben ez lesz a hajó egyetlen propellerje. és # 8239, a kutatócsoport véleménye a múltra fordult # 8239 - a híres légijármű tervező, Anton Flettner német mérnök találmánya, aki komolyan hozzájárult a hajógyártáshoz.
A turbógőz egy üreges henger, amely speciális szivattyúval van felszerelve. A szivattyú vákuumot hoz létre, az egyik oldalon turbosail szivattyúzással levegőt a vitorla, a külső levegő kezd folyni körül turbosail különböző sebességgel, és a hajó mozogni kezd, egy merőleges irányban a légnyomás. Nagyon hasonlít a légi jármű szárnyára ható emelőerővel - a szárny aljától a nyomás nagyobb, és a repülőgép felemelkedik. A Turbo-paras lehetővé teszi, hogy a hajót bármely szél ellen mozgassa, ha csak a szivattyú ereje elegendő. A hagyományos tengeri motorok segédrendszere. Két turbosail telepítve a Cousteau csapat hajó „Alcyone” akár 50% üzemanyag.
Rotor Flettner és a Magnus hatás
Fllettner ötlete az volt, hogy az úgynevezett Magnus-hatást használja, amelynek lényege # 8239, a következő: ha egy levegő (vagy folyadék) áram folyik egy forgó test körül, akkor az áramlás irányára merőleges erő keletkezik, és # 8239, befolyásolja a testet. A 8239-es ügy; Az a tény, hogy egy forgó tárgy vortexmozgást hoz létre maga körül. A tárgy másik oldalán, ahol az örvény iránya egybeesik a folyadék vagy gáz áramlásának irányával, a közeg sebességje növekszik, és # 8239, az ellenkezővel - esik. A nyomáskülönbség és oldalirányú erőt hoz létre azon oldalról, ahol a forgásirány és az átfolyási irány ellentétes, azon oldalra, ahol egybeesnek.
"A Flettner szélmalma mindenki ajkaján mindenki szokatlanul buja újság propagandának köszönhető" - írta Louis Prandtl a német mérnök fejlesztéséről szóló cikkében.
Ezt a hatást 1852-ben a berlini fizikus, Heinrich Magnus fedezte fel.
A német repülési mérnök és feltaláló Anton Flettner (1885-1961) a hajózás történetében olyan emberként lépett be, aki a vitorlákat próbálta kicserélni. Hosszú ideje vándorol az Atlanti-óceán és az Indiai-óceánok vitorláján. A korszak vitorláshajóinak árbocain számos vitorlát helyeztünk el. A vitorlázó felszerelés drága volt, bonyolult és aerodinamikusan nem túl hatékony. Állandó veszélyek vártak a tengerészekre, akik még a vihar idején is 40-50 méter magasságban vitorláztak.
Az utazás során a fiatal mérnököknek az volt a szándéka, hogy kicserélik a vitorlákat, és nagyobb erőfeszítést igényelnek egy egyszerűbb, de hatékonyabb eszközzel, amelynek fő propellerje is a szél. Erre gondolva visszahívta Henry Gustav Magnus honfitársa, fizikusa (1802-1870) aerodinamikai kísérleteit. Megállapították, hogy amikor a henger a levegőáramban forog, akkor a henger forgási irányától (a Magnus-effektustól) függő irányú keresztirányú erő keletkezik.
Egyik klasszikus kísérlete a következő volt: "A sárgaréz henger két pont között forgatható; A henger gyors elfordulását egy tetővel ellátott kábellel jelezték. A forgó hengeret egy keretbe helyezték, amely viszont könnyen elfordulhat. Erős levegőáramlást indított a rendszeren egy kis centrifugálszivattyú segítségével. A palackot a légsugárra merőleges irányban és 8239-es irányban leeresztették; hogy # 8239; a henger tengelyével, és egyébként az irányt a # 8239, és amelynél a forgási irányok ugyanazok voltak jet „(L. Prandtl” Magnus-hatás és a szél a hajó”, 1925).
A. Flettner rögtön azt gondolta, hogy a vitorlákat hajóhengeres forgóhengerekkel lehet helyettesíteni.
Kiderül, hogy ha a henger felülete a levegő áramlásával szemben mozog, akkor a szélsebesség csökken, és a nyomás emelkedik. A henger másik oldalán éppen ellenkezőleg, a légáramlás sebessége nő és a nyomás csökken. A henger különböző oldalai közötti nyomáskülönbség a hajtóerő, amely a hajó mozgását okozza. Ez a forgó berendezés működésének alapelve, amely a szél erősségét használja a hajó mozgására. Nagyon egyszerű, de csak az A.Flettner "nem ment el", bár a Magnus-hatás több mint fél évszázada ismert volt.
Az ötlet megvalósításához 1923-ban kezdődött Berlinben, egy tó közelében. Valójában Flettner nagyon egyszerű dolgot csinált. Egy méteres vizsgálóhajóra szerelt egy hengeres rotorot, amely egy méter magasságban és 15 mm átmérőjű volt # 8239; cm és # 8239; A forgatásához az óra-mechanizmust adaptálták. És a hajó úszott.
A vitorlás hajóparancsnokok az A. Flettner palackjait megvergették, amellyel a vitorlákat ki akarta cserélni. A feltaláló sikeresen érdekelte a gazdag patrónok találmányát. 1924-ben két forgóhenger került az 54 méteres "Buckau" schoonerre a három oszlop helyett. Ezek a hengerek 45 lóerős teljesítményű dízelgenerátort forgattak.
A "Bukau" rotorjai villanymotorokból forogtak. Valójában nem volt különbség a Magnus klasszikus kísérleteiben a tervezés során. Az oldalról, ahol a rotor a szél felé fordult, a megnövekedett nyomás területe keletkezett, az ellenkezőjétől - az alsó szinttől. A keletkező erő és mozgatta a hajót. Ráadásul ez az erő kb. 50-szer nagyobb volt, mint a rögzített rotor szélnyomása.
Ez nagyszerű kilátást nyitott Flettner számára. Többek között a forgórész területe és tömege többszörösen kisebb volt, mint a vitorláskarok területe, ami egyenlő hajtóerőt biztosítana. A rotor sokkal könnyebb kezelni, és a gyártás során nagyon olcsó volt. A fentről Flettner fedte le a forgórészeket síklemezekkel - ez növelte a hajtóerőt kb. Kétszer a forgórészhez viszonyított légáramlás helyes tájolása miatt. A "Bukau" rotor optimális magasságát és átmérőjét úgy számolták ki, hogy a hajó modelljét a szélcsatornába fújta.
Rotor Flettner tökéletesen megmutatta magát. A hagyományos vitorláshajóktól eltérően a forgó hajó gyakorlatilag nem félt a rossz időjárástól # 8239, erős oldalsó szél, könnyen megy változó vonalak 25º-os szögben # 8239, szembefordulás (egy hagyományos vitorla esetében a határ körülbelül 45º). Két hengeres rotor (magasság 13,1 # 8239; m, átmérő 1,5 # 8239; m) lehetővé tette a hajó tökéletes egyensúlyát - stabilabbnak bizonyult, mint a Bukau előtt a perestrojka előtt. A vizsgálatokat nyugodt, viharos és # 8239; s # 8239 szándékos túlterhelés - és nem voltak komoly hiányosságok. A hajó mozgásának a legkedvezőbb volt a szél iránya, amely pontosan merőleges a hajó tengelyére, és az útirány (előre vagy hátra) a forgók forgásirányával határozta meg.
Ezen utazás során nem volt szükség a hajó fedélzetén a vitorlák megváltoztatására, a szél szilárdságától vagy irányától függően. Elég volt egy olyan navigátor számára, aki a kabin elhagyása nélkül ellenőrizheti a rotorok tevékenységét. Korábban a három darabos schooner legénysége legalább 20 tengerészből állt, miután forgóhajóra alakították át, 10 ember elég volt.
Ugyanebben az évben a hajógyár elhelyezte a második forgóhajót - a hatalmas rakományhajót "Barbara", amelyet három 17 méteres rotor hajt. Ugyanakkor mindegyik forgórész esetében egy kis motor mindössze 35 lóerővel elegendő. (mindegyik forgórész maximális fordulatszáma 160 fordulat / perc)! A forgórészek tolóereje megegyezik a propeller meghajtó tolóerőével, a szokásos hajó dízelmotorral együtt, kb. 1000 lóerővel. Ugyanakkor a hajó dízelmotora is jelen volt: a rotorok mellett propelleret is hajtott (amely az egyetlen motor volt a széltelen időjárás esetén).
Az ígéretes tapasztalatok arra késztették a "Rob.M.Sloman" hajózási társaságot Hamburgból 1926-ban, hogy építsenek egy hajót "Barbara" -nak. Erre előre tervezték a turbó-ejtőernyőt - a Flettner rotorokat. Egy 90 m hosszú és 13 m széles edényen három, körülbelül 17 m magasságú rotort szereltek fel.
"Barbara", a tervek szerint, egy ideig sikeresen szállított gyümölcsök Olaszországból Hamburgba. A hajó utazási idejének körülbelül 30-40% -át a szélenergia hajtotta. A "Barbara" 4-6 pontos szélével 13 csomó sebességgel alakult ki.
Arra tervezték, hogy egy forgó hajót teszteljenek az Atlanti-óceánon hosszabb utakon.
De az 1920-as évek végén kitört a Nagy Depresszió. 1929-ben a charter cég nem volt hajlandó tovább bérelni a "Barbara" -t, és eladta. Az új tulajdonos levette a rotorokat és a hagyományos rendszernek megfelelően újratelepítette a hajót. Mégis, a rotor elvesztette a csavaros propellereket egy hagyományos dízelüzemű erőművel kombinálva, mivel a széltől való függőség és a teljesítmény és a sebesség bizonyos korlátai vannak. Flettner ígéretesbb kutatásra fordult, és Baden-Baden végül a Caribbean-ban lévõ vihar viharában süllyedt; 1931 év. És a rotor hosszú ideig elfelejtette a vitorlázást ...
Úgy tűnik, hogy a forgóhajó kezdete nagyon sikeres volt, de nem fejlődtek és sokáig elfelejtettek. Miért? Először is, az A. Flettner forgóhajók "apa" helikopterek létrehozásába merült, és nem volt hajlandó a tengeri közlekedés iránt érdeklődni. Másodszor, minden előnye ellenére a forgó hajók továbbra is vízi hajók maradtak hátrányokkal, amelyek közül a legfontosabb a szélfüggőség.
A vitorlásokat a XX. Században építették. Az ilyen típusú modern hajók esetében a vitorlás fegyvereket villamos motorok segítségével csökkentik, az új anyagok lehetővé teszik a tervezés jelentős mértékű leegyszerűsítését. De a vitorlás vitorlás, és az a gondolat, hogy a szélenergiát radikálisan új módon használják Fllettner napjai óta. Ezt a féktelen kalandor és kutató Jacques-Yves Cousteau vette fel.
A keresztmetszetben a turbócső egyfajta hosszúkás és lekerekített a cseppek éles végéről. A "csepp" oldalán levegőbevezető rácsok találhatók, amelyek egyikén keresztül (az előre- vagy hátrafelé mozgás szükségességétől függően) a levegő beszívódik. A szél hatékonyabb felszívódása a turbó-ejtőernyő levegő bevezetéséhez egy kis ventilátorral van felszerelve, amelyet egy villanymotor hajt.
Ez mesterségesen növeli a levegő sebességét a lee oldalán a vitorla, hogy levegőt szívnak jet pillanatában az elszakadás turbosail síkban. Ez a turbó-gőz egyik oldalán vákuumot hoz létre, miközben meggátolja a turbulens örvények kialakulását. Ezután a Magnus hatás hatása: egyrészt a vákuum - a keresztirányú erő, amely képes a hajónak a # 8239-es mozgásra. Valójában a turboparák egy függőlegesen elhelyezett repülőgép szárny, legalábbis a hajtóerő létrehozásának elve hasonló a repülőgép emelésének elvéhez. Annak érdekében, hogy a turbószemély mindig forduljon a # 8239-hez; szél a legelőnyösebb párt, speciális érzékelőkkel van felszerelve és egy forgótányérra van felszerelve. By the way, a szabadalmi Cousteau azt jelenti, hogy a levegőt a turbó-gőz belsejéből nemcsak a ventilátor, hanem # 8239, például egy légszivattyú # 8239; - így Cousteau lefedte a kaput a jövő "feltalálói" számára.
Valójában először Cousteau tesztelte a turboparát prototípusát a "Windmill" katamaránon (Moulin # 224; Vent) 1981-ben. A legnagyobb sikeres út a katamarán volt az utazás Tangier (Marokkó) és New York felügyelete alatt egy nagyobb expedíciós hajó.
több csavart (amely egyébként körülbelül egyharmaddal csökkentheti az üzemanyag-fogyasztást). Függetlenül attól, hogy a nagy oceanográfus él, valószínűleg épített volna több ilyen hajók, de a lelkesedés társainak elhagyása után Cousteau sok alvás.
És ismét Fllettner
Ma megpróbálják újraéleszteni a Flettner ötletét, és forgó vitorlákat készítenek. Például a híres hamburgi Blohm + Voss cég az 1973-as olajválság után kezdett aktív forgószállító tartályhajó fejlesztését, de a # 8239-et; 1986-os gazdasági tényezők fedezték ezt a projektet. Aztán volt egy sor amatőr terv.
De a turbócsatoló Cousteau még mindig felejtőben marad: az "Alkion" eddig - az egyetlen teljes méretű hajó ilyen típusú meghajtással. A német hajóépítők tapasztalata megmutatja, hogy van-e értelme továbbfejleszteni a vitorlák témáját, a Magnus-hatáson dolgozva. A legfontosabb dolog az, hogy gazdasági igazolást találjunk rá, és bizonyítsuk annak hatékonyságát. És ott, látod, az egész világ hajózik az elvnek, amelyet egy tehetséges német tudós több mint 150 évvel ezelőtt írt le.
A szingapúri székhelyű Wind Again hajógyár, amely az üzemanyag-fogyasztás és a károsanyag-kibocsátás csökkentését szolgáló technológiákat fejleszti, javasolja a speciális Flettner rotorok (hajtogatás) telepítését a tartályhajókon és a rakományhajókon. 30-40% -kal csökkenti az üzemanyag-fogyasztást, és 3-5 év alatt fizet.
A Finnországban működő "Wartsila" tengeri hajózási társaság már tervezi a turboparák hajózási kompok adaptálását. Ez annak köszönhető, hogy a finn versenyszállító Viking Line vágya az üzemanyag-fogyasztás és a környezetszennyezés csökkentésére irányul.
A Flettner rotorok használatát a hajókon a Flensburg Egyetem (Németország) tanulmányozza. Úgy tűnik, hogy az olajárak emelkedése és az éghajlat felmelegedése kedvező feltételeket teremt a szélmalmok visszatéréséhez.
