สารบัญ:

เอฟเฟกต์ Magnus และ turbosail
เอฟเฟกต์ Magnus และ turbosail

วีดีโอ: เอฟเฟกต์ Magnus และ turbosail

วีดีโอ: เอฟเฟกต์ Magnus และ turbosail
วีดีโอ: โรคจอประสาทตาเสื่อม RP เข้าใจภาวะสูญเสียการมองเห็นอย่างช้า ๆ [หาหมอ by Mahidol Channel] 2024, อาจ
Anonim

ในออสเตรเลีย นักฟิสิกส์สมัครเล่นได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของแมกนัสในเชิงปฏิบัติ วิดีโอทดลองที่โพสต์บนโฮสติ้ง YouTube ได้รับการดูมากกว่า 9 ล้านครั้ง

เอฟเฟกต์แมกนัสเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสของของเหลวหรือก๊าซไหลไปรอบๆ ตัวที่หมุนอยู่ เมื่อวัตถุทรงกลมที่บินได้หมุนไปรอบ ๆ ชั้นอากาศที่อยู่ใกล้เคียงจะเริ่มหมุนเวียน เป็นผลให้ในการบินร่างกายเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนไหว

ภาพ
ภาพ

สำหรับการทดลอง นักฟิสิกส์สมัครเล่นเลือกเขื่อนที่มีความสูง 126.5 เมตร และลูกบาสเก็ตบอลธรรมดา ในตอนแรกลูกบอลถูกโยนลงไปโดยบินขนานกับเขื่อนและตกลงไปที่จุดที่ทำเครื่องหมายไว้ ครั้งที่สอง ลูกบอลถูกทิ้ง เลื่อนไปรอบๆ แกนเล็กน้อย ลูกบอลที่บินได้บินไปตามวิถีที่ไม่ปกติ แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงผลกระทบของแมกนัส

ภาพ
ภาพ

Magnus Effect อธิบายว่าทำไมในกีฬาบางประเภท เช่น ฟุตบอล ลูกบอลจึงบินไปในวิถีที่แปลก ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดของการเล่นบอลที่ "ผิดปกติ" สามารถเห็นได้หลังจากการเตะฟรีคิกของนักฟุตบอล Roberto Carlos ระหว่างการแข่งขัน 3 มิถุนายน 1997 ระหว่างทีมชาติของบราซิลและฝรั่งเศส

เรืออยู่ภายใต้ใบเรือเทอร์โบ

ภาพ
ภาพ

ซีรีส์สารคดีชื่อดังเรื่อง "The Cousteau Team's Underwater Odyssey" ถ่ายทำโดยนักสมุทรศาสตร์ชาวฝรั่งเศสผู้ยิ่งใหญ่ในช่วงทศวรรษ 1960 – 1970 เรือหลักของ Cousteau ได้รับการดัดแปลงมาจากเรือกวาดทุ่นระเบิดของอังกฤษ "Calypso" แต่ในภาพยนตร์ที่ตามมาเรื่องหนึ่งเรื่อง "Rediscovery of the World" - เรือลำอื่นปรากฏขึ้นเรือยอทช์ "Alcyone"

เมื่อดูจากดูแล้ว ผู้ชมหลายคนก็ตั้งคำถามกับตัวเองว่า ท่อแปลกๆ เหล่านี้ติดตั้งไว้บนเรือยอทช์อะไร.. อาจเป็นท่อของหม้อไอน้ำหรือระบบขับเคลื่อน? ลองนึกภาพความประหลาดใจของคุณถ้าคุณพบว่านี่คือ SAILS … turbosails …

ภาพ
ภาพ

กองทุน Cousteau ได้ซื้อเรือยอทช์ "Alkion" ในปี 1985 และเรือลำนี้ถือว่าไม่มากเท่าเรือวิจัย แต่เป็นฐานสำหรับการศึกษาประสิทธิภาพของ turbosails - ระบบขับเคลื่อนของเรือดั้งเดิม และเมื่อ 11 ปีต่อมา "Calypso" ในตำนานได้จมลง "Alkiona" ก็เข้ามาแทนที่เธอเป็นเรือหลักในการสำรวจ ท่าเรือคองการ์โน)

อันที่จริง คูสโตเป็นผู้คิดค้นเทอร์โบเซล อุปกรณ์ดำน้ำ จานรองใต้น้ำ และอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมายสำหรับการสำรวจความลึกของทะเลและพื้นผิวของมหาสมุทร แนวคิดนี้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1980 และเพื่อสร้างสรรค์สิ่งที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากที่สุด แต่ในขณะเดียวกัน ระบบขับเคลื่อนที่สะดวกและทันสมัยสำหรับนกน้ำ การใช้พลังงานลมดูเหมือนจะเป็นงานวิจัยที่มีแนวโน้มมากที่สุด แต่โชคร้ายที่มนุษย์ประดิษฐ์ใบเรือเมื่อหลายพันปีก่อน อะไรจะง่ายและมีเหตุผลกว่ากัน?

ภาพ
ภาพ

แน่นอน Cousteau และบริษัทของเขาเข้าใจดีว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเรือที่ขับเคลื่อนด้วยการเดินเรือเท่านั้น อาจแม่นยำกว่านั้น แต่ประสิทธิภาพในการขับขี่จะปานกลางมากและขึ้นอยู่กับความแปรปรวนของสภาพอากาศและทิศทางลม ดังนั้นจึงมีการวางแผนไว้แต่เดิมว่า "ใบเรือ" ใหม่จะเป็นกำลังเสริมที่ใช้ได้กับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน turbosail จะลดการใช้น้ำมันดีเซลลงอย่างมาก และในลมแรง มันจะกลายเป็นแรงขับเคลื่อนเพียงอย่างเดียวของเรือ และรูปลักษณ์ของทีมวิจัยกลับกลายเป็นอดีต - เป็นการประดิษฐ์ของวิศวกรชาวเยอรมัน Anton Flettner นักออกแบบเครื่องบินที่มีชื่อเสียงซึ่งมีส่วนสำคัญต่อการต่อเรือ

ภาพ
ภาพ

ใบพัดของ Flettner และเอฟเฟกต์ Magnus

เมื่อวันที่ 16 กันยายน พ.ศ. 2465 Anton Flettner ได้รับสิทธิบัตรเยอรมันสำหรับเรือหมุนที่เรียกว่า และในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2467 เรือหมุนทดลอง Buckau ได้ออกจากหุ้นของบริษัทต่อเรือฟรีดริช ครุปป์ในคีล จริงอยู่ เรือใบไม่ได้ถูกสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมด: ก่อนการติดตั้งใบพัดของ Flettner มันเป็นเรือเดินทะเลธรรมดา

แนวคิดของ Flettner คือการใช้เอฟเฟกต์ที่เรียกว่า Magnus ซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้: เมื่อกระแสอากาศ (หรือของเหลว) ไหลไปรอบ ๆ วัตถุที่หมุนอยู่ แรงจะถูกสร้างขึ้นในแนวตั้งฉากกับทิศทางของการไหลและกระทำต่อ ร่างกาย. ความจริงก็คือวัตถุที่หมุนได้ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำวนรอบๆ ตัวมันเอง ที่ด้านข้างของวัตถุซึ่งทิศทางของกระแสน้ำวนตรงกับทิศทางการไหลของของเหลวหรือก๊าซ ความเร็วของตัวกลางจะเพิ่มขึ้น และด้านตรงข้ามจะลดลง ความแตกต่างของความดันและสร้างแรงเฉือนที่ส่งมาจากด้านที่ทิศทางการหมุนและทิศทางของการไหลอยู่ตรงข้ามกับด้านที่ตรงกัน

ภาพ
ภาพ

ผลกระทบนี้ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2395 โดยไฮน์ริช แม็กนัส นักฟิสิกส์ชาวเบอร์ลิน

แม็กนัสเอฟเฟค

วิศวกรการบินและนักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน Anton Flettner (1885-1961) ลงไปในประวัติศาสตร์การเดินเรือในขณะที่ชายคนหนึ่งพยายามเปลี่ยนใบเรือ เขามีโอกาสเดินทางเป็นเวลานานบนเรือใบข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกและอินเดีย มีการเดินเรือหลายลำอยู่บนเสากระโดงเรือในยุคนั้น อุปกรณ์การเดินเรือมีราคาแพง ซับซ้อน และไม่ค่อยมีประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์ อันตรายที่ซุ่มซ่อนอยู่กะลาสีเรือที่ต้องแล่นเรือที่ความสูง 40-50 เมตรแม้ในช่วงพายุ

ในระหว่างการเดินทาง วิศวกรหนุ่มมีความคิดที่จะเปลี่ยนใบเรือ ซึ่งต้องใช้ความพยายามมากขึ้น ด้วยอุปกรณ์ที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพ แรงขับเคลื่อนหลักซึ่งก็คือลมด้วย เมื่อไตร่ตรองเรื่องนี้ เขานึกถึงการทดลองตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ดำเนินการโดยไฮน์ริช กุสตาฟ แมกนัส นักฟิสิกส์เพื่อนร่วมชาติของเขา (ค.ศ. 1802-1870) พวกเขาพบว่าเมื่อทรงกระบอกหมุนในการไหลของอากาศ แรงตามขวางจะเกิดขึ้นกับทิศทางที่ขึ้นอยู่กับทิศทางการหมุนของกระบอกสูบ (เอฟเฟกต์แมกนัส)

ภาพ
ภาพ

หนึ่งในการทดลองคลาสสิกของเขามีลักษณะดังนี้: “กระบอกทองเหลืองสามารถหมุนได้ระหว่างสองจุด การหมุนอย่างรวดเร็วของกระบอกสูบนั้นใช้เชือกผูกไว้ด้านบน

กระบอกหมุนถูกวางไว้ในเฟรมซึ่งสามารถหมุนได้ง่าย กระแสลมแรงส่งไปยังระบบนี้โดยใช้ปั๊มหอยโข่งขนาดเล็ก กระบอกสูบเบี่ยงเบนไปในทิศทางตั้งฉากกับกระแสอากาศและแกนกระบอกสูบยิ่งกว่านั้นในทิศทางที่ทิศทางการหมุนและเจ็ตเหมือนกัน "(L. Prandtl" The Magnus Effect และ Wind Ship ", 1925).

A. Flettner คิดทันทีว่าใบเรือสามารถถูกแทนที่ด้วยกระบอกสูบหมุนที่ติดตั้งบนเรือ

ปรากฎว่าบริเวณที่พื้นผิวของกระบอกสูบเคลื่อนตัวไปกับการไหลของอากาศ ความเร็วลมจะลดลงและความดันจะเพิ่มขึ้น อีกด้านหนึ่งของกระบอกสูบ ตรงกันข้าม - ความเร็วของการไหลของอากาศเพิ่มขึ้นและความดันลดลง ความแตกต่างของแรงดันจากด้านต่างๆ ของกระบอกสูบคือแรงผลักดันที่ทำให้เรือเคลื่อนที่ นี่คือหลักการพื้นฐานของการทำงานของอุปกรณ์โรตารี่ซึ่งใช้แรงลมในการเคลื่อนย้ายเรือ ทุกอย่างง่ายมาก แต่มีเพียง A. Flettner เท่านั้นที่ "ไม่ผ่าน" ถึงแม้ว่าเอฟเฟกต์ Magnus จะเป็นที่รู้จักมานานกว่าครึ่งศตวรรษ

เขาเริ่มดำเนินการตามแผนในปี 1923 บนทะเลสาบใกล้กรุงเบอร์ลิน อันที่จริง Flettner ทำสิ่งที่ค่อนข้างง่าย เขาติดตั้งโรเตอร์ทรงกระบอกกระดาษสูงประมาณ 1 เมตรและมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. บนเรือทดสอบยาวหนึ่งเมตร และปรับกลไกนาฬิกาเพื่อหมุน และเรือก็แล่นออกไป

แม่ทัพเรือใบเย้ยหยันที่กระบอกสูบของ A. Flettner ซึ่งเขาต้องการเปลี่ยนใบเรือ นักประดิษฐ์สามารถดึงดูดผู้อุปถัมภ์ศิลปะที่ร่ำรวยด้วยการประดิษฐ์ของเขา ในปี 1924 แทนที่จะใช้เสากระโดงสามเสา มีการติดตั้งกระบอกสูบโรเตอร์สองกระบอกบนเรือใบ "Buckau" ความยาว 54 เมตร กระบอกสูบเหล่านี้ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลขนาด 45 แรงม้า

ใบพัดของ Bucau ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า อันที่จริง การออกแบบไม่แตกต่างจากการทดลองคลาสสิกของแม็กนัส ด้านที่โรเตอร์หมุนต้านลมจะมีการสร้างพื้นที่แรงดันเพิ่มขึ้น ฝั่งตรงข้ามเป็นพื้นที่ความกดอากาศต่ำ แรงที่เกิดขึ้นคือสิ่งที่ขับเคลื่อนเรือยิ่งกว่านั้น แรงนี้มากกว่าแรงดันลมของใบพัดที่อยู่นิ่งประมาณ 50 เท่า!

สิ่งนี้เปิดโอกาสที่ดีสำหรับเฟลตต์เนอร์ เหนือสิ่งอื่นใด พื้นที่โรเตอร์และมวลของมันนั้นน้อยกว่าพื้นที่ของอุปกรณ์เดินเรือหลายเท่า ซึ่งจะทำให้แรงขับเคลื่อนเท่ากัน โรเตอร์ควบคุมได้ง่ายกว่ามาก และการผลิตค่อนข้างถูก จากด้านบน Flettner คลุมโรเตอร์ด้วยเพลตเพลต - เพิ่มแรงขับเคลื่อนประมาณสองเท่าเนื่องจากทิศทางการไหลของอากาศที่ถูกต้องสัมพันธ์กับโรเตอร์ ความสูงและเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสมที่สุดของโรเตอร์สำหรับ "Bukau" คำนวณโดยการเป่าแบบจำลองของเรือในอนาคตในอุโมงค์ลม

IMGP5975
IMGP5975

ใบพัดของ Flettner พิสูจน์แล้วว่ายอดเยี่ยม ต่างจากเรือเดินทะเลทั่วไป เรือหมุนที่แทบไม่กลัวสภาพอากาศเลวร้ายและลมด้านข้างที่แรง มันสามารถแล่นได้อย่างง่ายดายด้วยตะปูสลับที่มุม 25º กับลมปะทะหน้า (สำหรับการแล่นเรือปกติ ขีดจำกัดอยู่ที่ประมาณ 45º) ใบพัดทรงกระบอกสองใบ (สูง 13.1 ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 ม.) ทำให้สามารถทรงตัวเรือได้อย่างสมบูรณ์แบบ - ปรากฏว่ามีความเสถียรมากกว่าเรือใบที่บูเกาอยู่ก่อนการปรับโครงสร้างใหม่

การทดสอบดำเนินการในสภาพอากาศที่สงบและในพายุ และโดยเจตนาเกินพิกัด และไม่พบข้อบกพร่องร้ายแรงใดๆ ข้อได้เปรียบที่สุดสำหรับการเคลื่อนที่ของเรือคือทิศทางของลมในแนวตั้งฉากกับแกนของเรือ และทิศทางของการเคลื่อนที่ (ไปข้างหน้าหรือข้างหลัง) ถูกกำหนดโดยทิศทางการหมุนของใบพัด

ในช่วงกลางเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2468 เรือใบ Buckau ซึ่งติดตั้งใบพัดของ Flettner แทนใบเรือ ออกจาก Danzig (ปัจจุบันคือ Gdansk) ไปสกอตแลนด์ อากาศไม่ดีและเรือใบส่วนใหญ่ไม่กล้าออกจากท่าเรือ ในทะเลเหนือ บัคเคาต้องรับมือกับลมแรงและคลื่นขนาดใหญ่อย่างจริงจัง แต่เรือใบกลับขึ้นเรือน้อยกว่าเรือใบอื่นๆ

ในระหว่างการเดินทางนี้ ไม่จำเป็นต้องเรียกลูกเรือให้เปลี่ยนใบเรือตามความแรงหรือทิศทางของลม หนึ่งนาวิเกเตอร์ของนาฬิกาก็เพียงพอแล้ว ผู้ซึ่งสามารถควบคุมการทำงานของโรเตอร์ได้โดยไม่ต้องออกจาก wheelhouse ก่อนหน้านี้ลูกเรือของเรือใบสามเสาประกอบด้วยลูกเรืออย่างน้อย 20 คนหลังจากเปลี่ยนเป็นเรือหมุนแล้ว 10 คนก็เพียงพอแล้ว

ภาพ
ภาพ

ในปีเดียวกันนั้น อู่ต่อเรือได้วางรากฐานสำหรับเรือหมุนลำที่สอง - เรือบรรทุกสินค้า "Barbara" อันทรงพลังซึ่งขับเคลื่อนด้วยใบพัด 17 เมตรสามตัว ในเวลาเดียวกัน มอเตอร์ขนาดเล็กหนึ่งตัวที่มีความจุเพียง 35 แรงม้าก็เพียงพอแล้วสำหรับโรเตอร์แต่ละตัว (ที่ความเร็วรอบสูงสุดของโรเตอร์แต่ละตัว 160 รอบต่อนาที)! แรงขับของโรเตอร์เทียบเท่ากับใบพัดที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดร่วมกับเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับเรือทั่วไปที่มีความจุประมาณ 1,000 แรงม้า อย่างไรก็ตาม มีเครื่องยนต์ดีเซลบนเรือด้วย: นอกเหนือจากโรเตอร์แล้ว มันยังทำให้ใบพัดเคลื่อนที่ (ซึ่งยังคงเป็นอุปกรณ์ขับเคลื่อนเดียวในกรณีที่สภาพอากาศสงบ)

การทดลองที่มีแนวโน้มดีทำให้บริษัทขนส่ง Rob. M. Sloman จากฮัมบูร์กสร้างเรือ Barbara ในปี 1926 มีการวางแผนล่วงหน้าเพื่อติดตั้ง turbosails - ใบพัดของ Flettner บนเรือยาว 90 ม. และกว้าง 13 ม. มีการติดตั้งโรเตอร์สามตัวที่มีความสูงประมาณ 17 ม.

บาร์บาร่าประสบความสำเร็จในการขนส่งผลไม้จากอิตาลีไปยังฮัมบูร์กมาระยะหนึ่งแล้ว ตามที่วางแผนไว้ ประมาณ 30-40% ของเวลาการเดินทางที่เรือแล่นเนื่องจากแรงลม ด้วยแรงลม 4-6 คะแนน "บาร์บาร่า" พัฒนาความเร็ว 13 นอต

มีการวางแผนที่จะทดสอบเรือหมุนในการเดินทางไกลในมหาสมุทรแอตแลนติก

แต่ในช่วงปลายทศวรรษ 1920 เกิดภาวะเศรษฐกิจตกต่ำครั้งใหญ่ ในปีพ.ศ. 2472 บริษัทเช่าเหมาลำได้ยกเลิกสัญญาเช่าบาร์บาราเพิ่มเติมและถูกขายออกไป เจ้าของใหม่ถอดโรเตอร์และประกอบเรือใหม่ตามแบบแผน ถึงกระนั้นโรเตอร์ก็สูญเสียใบพัดสกรูร่วมกับโรงไฟฟ้าดีเซลทั่วไปเนื่องจากการพึ่งพาลมและข้อจำกัดด้านพลังงานและความเร็วบางประการ Flettner หันไปหาการวิจัยขั้นสูง และในที่สุด Baden-Baden ก็จมลงในระหว่างเกิดพายุในทะเลแคริบเบียนในปี 1931 และพวกเขาลืมเกี่ยวกับใบเรือหมุนเป็นเวลานาน …

ภาพ
ภาพ

ดูเหมือนว่าการเริ่มต้นของเรือหมุนจะค่อนข้างประสบความสำเร็จ แต่พวกเขาไม่ได้รับการพัฒนาและถูกลืมไปเป็นเวลานาน ทำไม? ประการแรก "บิดา" ของเรือหมุน A. Flettner กระโจนเข้าสู่การสร้างเฮลิคอปเตอร์และเลิกสนใจการขนส่งทางทะเล ประการที่สอง แม้จะมีข้อดีทั้งหมด แต่เรือหมุนยังคงแล่นเรือโดยมีข้อเสียโดยธรรมชาติซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลม

ใบพัดของ Flettner ได้รับความสนใจอีกครั้งในยุค 80 ของศตวรรษที่ 20 เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มเสนอมาตรการต่างๆ เพื่อลดภาวะโลกร้อน ลดมลพิษ และการใช้เชื้อเพลิงอย่างมีเหตุผลมากขึ้น คนแรกที่นึกถึงพวกเขาคือนักสำรวจชาวฝรั่งเศส Jacques-Yves Cousteau (1910–1997) เพื่อทดสอบการทำงานของระบบ turbosail และลดการใช้เชื้อเพลิง เรือคาตามารันสองเสา "Alcyone" (Alcyone เป็นลูกสาวของเทพเจ้าแห่งสายลม Aeolus) ได้ถูกดัดแปลงเป็นเรือหมุน หลังจากออกเดินทางไปทะเลในปี 1985 เขาเดินทางไปแคนาดาและอเมริกา โดยวนรอบแหลมฮอร์น ข้ามออสเตรเลียและอินโดนีเซีย มาดากัสการ์ และแอฟริกาใต้ เขาถูกย้ายไปที่ทะเลแคสเปียนซึ่งเขาล่องเรือเป็นเวลาสามเดือนโดยทำวิจัยต่างๆ Alcyone ยังคงใช้ระบบขับเคลื่อนสองแบบที่แตกต่างกัน - เครื่องยนต์ดีเซลสองเครื่องและเทอร์โบเซลสองตัว

เรือใบเทอร์โบ Cousteau

เรือใบถูกสร้างขึ้นตลอดศตวรรษที่ 20 ในเรือสมัยใหม่ประเภทนี้ อาวุธยุทโธปกรณ์สำหรับการเดินเรือถูกพับโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้า วัสดุใหม่ช่วยให้โครงสร้างสว่างขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แต่เรือใบก็คือเรือใบ และแนวคิดเรื่องการใช้พลังงานลมในรูปแบบใหม่เริ่มมีขึ้นในอากาศตั้งแต่สมัยของเฟลตต์เนอร์ และเธอถูกหยิบขึ้นมาโดยนักผจญภัยและนักสำรวจที่ไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย Jacques-Yves Cousteau

เมื่อวันที่ 23 ธันวาคม พ.ศ. 2529 หลังจากเปิดตัว Alcyone ที่กล่าวถึงในตอนต้นของบทความ Cousteau และเพื่อนร่วมงานของเขา Lucien Malavar และ Bertrand Charier ได้รับสิทธิบัตรร่วมกันหมายเลข US4630997 สำหรับ "อุปกรณ์ที่สร้างแรงผ่านการใช้ของเหลวหรือก๊าซที่เคลื่อนที่ได้." คำอธิบายทั่วไปอ่านดังนี้: “อุปกรณ์ถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่แน่นอน ในกรณีนี้ แรงเกิดขึ้นซึ่งกระทำในทิศทางตั้งฉากกับอันแรก อุปกรณ์นี้หลีกเลี่ยงการใช้ใบเรือขนาดใหญ่ซึ่งแรงผลักดันเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ใบเรือ " อะไรคือข้อแตกต่างระหว่างใบเรือแบบหมุนของ Cousteau และใบเรือแบบหมุนของ Flettner?

ในส่วนตัดขวาง turbosail เป็นเหมือนหยดยาวที่โค้งมนจากปลายแหลม ที่ด้านข้างของ "ดรอป" มีตะแกรงรับอากาศซึ่งหนึ่งในนั้น (ขึ้นอยู่กับความจำเป็นในการเคลื่อนไปข้างหน้าหรือข้างหลัง) อากาศจะถูกดูดออก เพื่อการดูดลมอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด พัดลมขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าได้รับการติดตั้งเข้าไปในช่องรับอากาศบนใบเรือเทอร์โบ

ภาพ
ภาพ

มันเพิ่มความเร็วของการเคลื่อนที่ของอากาศโดยไม่ได้ตั้งใจจากด้านใต้ลมของใบเรือ โดยดูดเข้าไปในกระแสอากาศในขณะที่แยกออกจากระนาบของใบเรือเทอร์โบ สิ่งนี้จะสร้างสุญญากาศที่ด้านหนึ่งของ turbosail ในขณะเดียวกันก็ป้องกันการก่อตัวของกระแสน้ำวนปั่นป่วน จากนั้นเอฟเฟกต์แมกนัสก็ทำหน้าที่: การหายากในด้านหนึ่งเป็นผลให้ - แรงตามขวางที่สามารถตั้งค่าให้เรือเคลื่อนที่ได้ อันที่จริง turbosail เป็นปีกเครื่องบินที่มีตำแหน่งในแนวตั้ง อย่างน้อย หลักการของการสร้างแรงขับเคลื่อนก็คล้ายกับหลักการสร้างการยกของเครื่องบิน เพื่อให้แน่ใจว่า turbosail หันไปหาลมในทิศทางที่ได้เปรียบที่สุดเสมอ มันจึงติดตั้งเซ็นเซอร์พิเศษและติดตั้งบนแท่นหมุน อย่างไรก็ตาม สิทธิบัตรของ Cousteau บอกเป็นนัยว่าสามารถดูดอากาศออกจากด้านในของใบเรือเทอร์โบได้ ไม่เพียงแต่โดยพัดลม แต่ยังรวมถึงปั๊มลมด้วยเช่นกัน Cousteau จึงปิดประตูสำหรับ "นักประดิษฐ์" ที่ตามมา

ภาพ
ภาพ

อันที่จริง เป็นครั้งแรกที่ Cousteau ทดสอบเรือต้นแบบ turbosail บนเรือ Moulin à Vent catamaran ในปี 1981 การแล่นเรือคาตามารันที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดคือการเดินทางจากแทนเจียร์ (โมร็อกโก) ไปยังนิวยอร์กภายใต้การดูแลของเรือสำรวจขนาดใหญ่

และในเดือนเมษายน พ.ศ. 2528 ที่ท่าเรือ La Rochelle เรือ Alcyone ซึ่งเป็นเรือเต็มลำลำแรกที่ติดตั้ง turbosails ได้เปิดตัว ตอนนี้เธอยังคงเคลื่อนไหวและวันนี้เป็นเรือธง (และที่จริงแล้วเป็นเรือลำใหญ่เพียงลำเดียว) ของกองเรือ Cousteau เรือเทอร์โบไม่ได้เป็นเพียงผู้เสนอญัตติเท่านั้น แต่มันช่วยให้การมีเพศสัมพันธ์ปกติของดีเซลสองตัวและ

สกรูหลายตัว (ซึ่งช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงได้ประมาณหนึ่งในสาม) หากนักสมุทรศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ยังมีชีวิตอยู่ เขาอาจจะสร้างเรือลำที่คล้ายกันอีกหลายลำ แต่ความกระตือรือร้นของผู้ร่วมงานของเขาหลังจากการจากไปของ Cousteau ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

ไม่นานก่อนที่เขาจะเสียชีวิตในปี 1997 Cousteau กำลังทำงานอย่างแข็งขันในโครงการของเรือ "Calypso II" ด้วย turbosail แต่ก็ไม่สามารถทำได้ ตามข้อมูลล่าสุด ในช่วงฤดูหนาวปี 2011 "Alkiona" อยู่ที่ท่าเรือก็องและกำลังรอการสำรวจครั้งใหม่

01A81XF3
01A81XF3

และอีกครั้ง Flettner

ทุกวันนี้ มีความพยายามที่จะรื้อฟื้นแนวคิดของ Flettner และทำให้ใบเรือหมุนเป็นกระแสหลัก ตัวอย่างเช่น บริษัทชื่อดังของฮัมบูร์ก Blohm + Voss หลังจากวิกฤตการณ์น้ำมันปี 1973 เริ่มการพัฒนาเรือบรรทุกน้ำมันแบบหมุนอย่างแข็งขัน แต่ในปี 1986 ปัจจัยทางเศรษฐกิจครอบคลุมโครงการนี้ จากนั้นก็มีการออกแบบมือสมัครเล่นทั้งชุด

ภาพ
ภาพ

ในปี 2550 นักศึกษาที่มหาวิทยาลัยเฟลนส์บวร์กได้สร้างเรือคาตามารันที่ขับเคลื่อนด้วยใบเรือหมุน (Uni-cat Flensburg)

ภาพ
ภาพ

ในปี 2010 เรือลำที่สามที่มีใบเรือหมุนปรากฏขึ้น - รถบรรทุกหนัก E-Ship 1 ซึ่งสร้างขึ้นตามคำสั่งของ Enercon ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ผลิตกังหันลมรายใหญ่ที่สุดในโลก เมื่อวันที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2553 เรือลำนี้ได้เปิดตัวครั้งแรกและเดินทางระยะสั้นจาก Emden ไปยัง Bremerhaven และในเดือนสิงหาคม เขาได้เดินทางไปทำงานครั้งแรกที่ไอร์แลนด์ด้วยกังหันลมจำนวน 9 ตัว เรือลำนี้มีโรเตอร์ Flettner สี่ตัว และแน่นอนว่ามีระบบขับเคลื่อนแบบดั้งเดิมในกรณีที่เกิดความสงบและกำลังเสริม ถึงกระนั้น ใบเรือแบบหมุนก็ทำหน้าที่เป็นใบพัดเสริมเท่านั้น สำหรับรถบรรทุก 130 เมตร กำลังของมันไม่เพียงพอที่จะพัฒนาความเร็วที่เหมาะสม เครื่องยนต์คือโรงไฟฟ้ามิตซูบิชิ 9 แห่ง และโรเตอร์ขับเคลื่อนโดยกังหันไอน้ำของซีเมนส์ที่ใช้พลังงานจากก๊าซไอเสีย ใบเรือแบบหมุนช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้ 30 ถึง 40% ที่ 16 นอต

แต่เรือใบ turbosail ของ Cousteau ยังคงหลงลืมอยู่บ้าง: "Alcyone" วันนี้เป็นเรือขนาดเต็มเพียงลำเดียวที่มีการขับเคลื่อนประเภทนี้ ประสบการณ์ของช่างต่อเรือชาวเยอรมันจะแสดงให้เห็นว่าควรพัฒนาธีมใบเรือที่ทำงานบนเอฟเฟกต์แมกนัสหรือไม่ สิ่งสำคัญคือการหากรณีธุรกิจสำหรับสิ่งนี้และพิสูจน์ประสิทธิภาพ และคุณจะเห็นว่าการขนส่งทั่วโลกจะย้ายไปยังหลักการที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันผู้มีความสามารถอธิบายไว้เมื่อกว่า 150 ปีที่แล้ว

ภาพ
ภาพ

เมื่อวันที่ 2 สิงหาคม 2010 ผู้ผลิตพลังงานลมรายใหญ่ที่สุดของโลก Enercon ได้เปิดตัวเรือหมุน 130 เมตร กว้าง 22 เมตร ซึ่งภายหลังได้ชื่อว่า "E-Ship 1" ที่อู่ต่อเรือ Lindenau ในคีล จากนั้นจึงทดสอบสำเร็จในทะเลเหนือและทะเลเมดิเตอร์เรเนียน และขณะนี้กำลังขนส่งเครื่องกำเนิดลมจากเยอรมนีที่ผลิตไปยังประเทศอื่นๆ ในยุโรป มันพัฒนาความเร็ว 17 นอต (32 กม. / ชม.) พร้อมขนส่งสินค้ามากกว่า 9,000 ตันพร้อมลูกเรือ 15 คน

ภาพ
ภาพ

Wind Again บริษัทเดินเรือในสิงคโปร์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีลดเชื้อเพลิงและการปล่อยมลพิษ นำเสนอใบพัด Flettner (แบบพับได้) ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับเรือบรรทุกน้ำมันและเรือบรรทุกสินค้า พวกเขาจะลดการใช้เชื้อเพลิงลง 30-40% และจะชำระใน 3-5 ปี

ภาพ
ภาพ
ภาพ
ภาพ

บริษัทวิศวกรรมทางทะเลของฟินแลนด์ Wartsila กำลังวางแผนที่จะปรับใช้ turbosails บนเรือข้ามฟากล่องเรือ ทั้งนี้เนื่องมาจากความปรารถนาของผู้ให้บริการเรือข้ามฟาก Viking Line ของฟินแลนด์ที่จะลดการใช้เชื้อเพลิงและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้ใบพัด Flettner กับเรือสำราญกำลังได้รับการศึกษาโดยมหาวิทยาลัย Flensburg (ประเทศเยอรมนี) ราคาน้ำมันที่สูงขึ้นและภาวะโลกร้อนที่น่าตกใจดูเหมือนจะเป็นเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการกลับมาของกังหันลม

แนะนำ: