Перейти к содержимому

Фантазии на тему эффекта Магнуса

Тысячелетиями мореплаватели использовали парус, но постепенно он стал проигрывать в конкуренции теплоходам вначале паровым машинам, а потом более совершенным ДВС. Проигрывал потому что скорость передвижения всецело зависела от силы ветра, а вовремя шторма паруса и высокие мачты становятся самым уязвимым местом на судне, вплоть до фатальности.

Но есть и приятные моменты, энергия парусов бесплатна, безшумна и романтика неспешного хода не на последнем месте, куда же без этого.

Тем не менее некоторые ищут альтернативу парусам, справедливо полагая что их свойства можно усовершенствовать при сохранении полезных качеств. В 1922 году Немецкий изобретатель  Флеттнер получил патент и построил так называемое роторное судно,судно флетнерагде вместо парусов использовались крутящиеся колонны с эффектом Магнуса (Магнус Немецкий ученый 19 века). При испытаниях выяснилось что для передачи судну мощности эквивалентной его судовому двигателю достаточно было 5%, то есть используемый для раскрутки колонны-ротора двигатель 10 л.с передавал судну тягу эквивалентную 200 л.с. Судно оказалось мощнее, устойчивее и дешевле в эксплуатации парусника.
Многообещающие опыты побудили судоходную компанию «Rob.M.Sloman» из Гамбурга в 1926 году построить грузовое судно «Барбара». На нем установили роторы Флеттнера. На судне длиной 90 м и шириной 13 м были смонтированы три ротора высотой около 17 м. они развивали мощность около 1000 л.с

Эффект Магнуса — физическое явление, возникающее при обтекании вращающегося тела потоком жидкости или газа. Образуется сила, воздействующая на тело и направленная перпендикулярно направлению потока.

ротор флетнера

еффект магнуса

 

 

 

 

 

В настоящее время в компании Enercon используется большое грузовое судно E-Ship 1, его четыре роторные установки служат вспомогательным двигателем и экономят до 40% топлива.

e-ship1

Есть и другие примеры использования эффекта Магнуса, правда создают их чаще на любительском уровне, единичными экземплярами.

самолетикветряк

Почему ее массово не используют? Почему установки используют только в воздушной среде? Ведь Магнус на ряду с воздушным обтеканием предполагал и жидкостное.

Сама идея мне показалась очень интересной, тем более я планирую купить яхту, но паруса считаю опасными в штормовую погоду.

Надо прикинуть, посчитать.

Использовал формулу:

формула

Где: F – сила Магнуса, S – площадь вращающегося цилиндра, p – плотность среды (вода – 1000кг\м3), (воздух - 1.2кг\м3), V1, V2 – результирующие скорости потока вокруг цилиндра. V1 = V-U; V2 = V+U; где V – скорость вращения цилиндра, U – скорость набегающего потока.

Формула конечно простенькая, не учитывается трение, но за счет чего образуется сила и как ее регулировать видно очень хорошо.

В итоге выяснилось что воздушный Турбо-парус хорошая штука, прост в изготовлении и эксплуатации, но довольно таки громоздкий.

Гидро - парус очень мощный, этот механизм из области фантастики, из-за разной плотности воды и воздуха, мощность Гидро - паруса соответственно выше чем Турбо – паруса в 830 раз!.

Почему его не используют, остается только догадываться. Наверное, сложность в угле потока воды, поток передает тягу под углом 90 градусов.

На бумаге прикинул несколько простых вариантов:

  • На первой схеме снизу водо-заборник и инжектор преобразуют встречный поток в поперечный (то что, нам требуется).
  • На второй используется кормовое завихрение где вода движется снизу вверх, (можно также использовать поток сбоку к центру).

роторное судно

кормовой ротор

Должно работать, но в начале конечно нужно испытать на маленькой модели.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *