A Turbosail egy szélenergiát használó hajómeghajtó rendszer, a Magnus-effektuson alapul [ 1 ] .
Anton Flettner német mérnök forgó turbóvitorláit először 1924-ben tesztelték sikeresen a „ Bukau ” szkúneren [2] .
Ehhez a "Bukau" háromárbocos szkúnert forgóhajóvá alakították át, két 13 méter magas "vitorlával". A hajó akár 25 fokos szögben is mozoghatott a szembeszéllel szemben, ami a klasszikus vitorlások esetében lehetetlen [3] . Ezekkel a "vitorlákkal" a hajó átszelte az Atlanti-óceánt , bizonyítva, hogy egy ilyen tervnek van jövője. Ennek a tervezési áttörésnek az eredménye volt a „Barbara” forgó szárazteherhajó megépítése, amelyet már 3 darab 17 méteres hengerrel szereltek fel [3] .
Az 1980-as években Jacques-Yves Cousteau oceanográfus vezetésével francia mérnökök fejlesztették ki a turbosaiil egy kifinomultabb formáját . Legsikeresebben az Alsion hajón használták.
Az 1980-as évek elején Jacques-Yves Cousteau elkezdett gondolkodni egy modern meghajtó hajó építésén, amelyet legalább részben szél hajt, amely tiszta, ingyenes, megújuló energiaforrás. Már évtizedekkel Cousteau előtt felmerült az ötlet, hogy erre a célra egy forgó üreges fémhengert, a Flettner rotort alkalmazzák , melynek hatékonyságát a gyakorlatban is tesztelték és bizonyították. Cousteau és egy mérnökcsoport úgy döntött, hogy újraélesztik a meghajtási projektet.
Cousteau és asszisztensei, Lucien Malavar professzor és Dr. Bertrand Charrier egy kéménynek látszó hengert használtak, és ugyanazon az elven működtek, mint egy repülőgép szárnya.
A mozgató alapja egy aerodinamikai profil , egy függőleges, tojásdad keresztmetszetű fémcső, mozgatható pajzzsal, amely javítja a külső és belső felületek aerodinamikai elválasztását. A szivattyúrendszer levegőt pumpál a csőbe, létrehozva a szükséges vákuumot a vitorla egyik oldalán; a mozgás a nyomásra merőleges irányban történik. Így a vitorla úgy működik, mint egy szárny: az egyik oldalon a levegője lassabban áramlik, mint a másikon, ami meghajtó erőt hoz létre.
A mozgatható szárny és a ventilátor alapú légbefecskendező rendszer növelte az új vitorla hatékonyságát. A szélcsatornában végzett teszteken a kis méretű modellek kiválóan viselkedtek, így született meg a Turbosail rendszer.
A turbóvitorlák fő jellemzője a kialakításából adódóan, hogy mindig a megfelelő irányba tudja mozgatni a hajtóerőt, függetlenül attól, hogy milyen irányba fúj a szél . A turbóvitorlával felszerelt hajó akár széllel szemben is tud mozogni, energiához jutva a vitorlán belüli és kívüli légörvények által keltett nyomáskülönbségből.
A hagyományos légcsavarok turbóvitorlával együtt is használhatók. Ugyanakkor kényelmesebb a turbóvitorlát számítógép vezérlése alá vinni, amely beállítja a „vitorlák” helyét a térben és a légnyomást a rendszerben.
A legjobb hagyományos vitorlákkal (például az America 's Cup-ban használtakkal ) összehasonlítva a turbóvitorla 3,5-4-szer nagyobb tolóerőt biztosít. Ezt az eredményt az Alcyone kutatása során kaptuk .
A rendszer hatékonyságát azonban még nem vetették alá alapos összehasonlító elemzésnek. A Turboparus rendszer csak két hajón volt sikeres, és a Cousteau csoport az egyetlen szervezet a világon, amely nagy mennyiségű adattal rendelkezik ezen az eszközön. A Team Cousteau honlapján található Alcyone oldal arról számol be, hogy a Turbosail akár 35%-os üzemanyag-megtakarításra is képes [4] .
Cousteau és kutatócsoportja a "Moulin à Vent" ( franciául " szélmalom") nevű katamaránra telepítette találmányát, és a rendszert egy Tangerből New Yorkba tartó úton tesztelte . Az áthaladás a végéhez közeledett, amikor az amerikai partoknál a hajónak 50 csomót meghaladó széllel kellett szembenéznie . A turbóvitorlát függőlegesen tartó hegesztési varratok elszakadtak, és a prototípus a tengerbe csapódott.
A prototípus rendszer egyetlen, sötétkékre festett csőből állt. A hajó kutatási programjának célja a rendszer meghajtásának hatékonyságának meghatározása volt. Bár a turbóvitorla tolóerőt és erőt biztosított, kisebb mennyiségben volt, mint a hagyományos vitorlák és generátorok, amelyeket helyettesített. A rendszer szerkezeti problémái szerkezeti vetemedéshez és repedésekhez vezettek a vitorla alján (a fém kifáradása miatt). Mindez jelentősen csökkentette a turbóvitorla hatékonyságát. Miután az alapötlet megerősítést nyert, Cousteau és csoportja felhagyott a prototípuson végzett munkával, és teljes egészében a nagyobb hajóra, az Alcyone-ra koncentrált.
Cousteau egy új hajó építésénél használta fel a szerzett tapasztalatokat. Hajóépítő mérnökökkel együtt kifejlesztett egy erős és könnyű alumínium hajótestet. A katamaránhoz hasonló tat biztosította a hajó stabilitását, és egyetlen orr került a szerkezetbe, hogy csökkentsék a hullámokat és megkönnyítsék a mozgást a zord tengeren. Két turbóvitorla került a fedélzetre, és két dízelmotor hajtotta a kompresszorokat. A hajót Alcyonéról , az ókori görög szelek istenének, Aeolusnak a lányáról nevezték el .
Az "Alsion" építése során (1985-ben kezdődött) figyelembe vették a "Moulin a Vent"-vel végzett munka eredményeit. Két, csökkentett oldalarányú turbóvitorla alkalmazásával a felületek fémére nehezedő terhelések jelentősen csökkentek. Mindkét vitorla axiális turbinákat is tartalmazott az energiatermeléshez, és a rendszert számítógépek vezérelték, amelyek addigra már leértékelődtek. Számítógépek koordinálták a turbóvitorlákat és a dízeleket, az utóbbiakat elindítva, amikor a szél teljesen elült, és leállítva, amikor a szél elegendő volt. Csak 5 ember volt elég a hajó irányításához.
Az 1980-as években Cousteau az Alsiont csoportja zászlóshajójává és a kutatás fő lebegő bázisává tette. A hajó körbejárta a világot, információkat gyűjtött a turbóvitorla használatáról különféle időjárási körülmények között, miközben teljes mértékben megerősítette az alkotók szándékát.
Feltételezték, hogy a turbóvitorlát fel lehet szerelni tartályhajókra , ömlesztettáru -szállító hajókra és más nehéz hajókra az üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében. [5] A még megépítendő Calypso II - t egy turbóvitorlával is fel kell szerelni.
2010 óta az E-Ship 1 teherhajót üzemeltetik Németországban Flettner rotorvitorlákkal, mint segédhajtóművel.
2017 márciusában a Royal Dutch Shell és a Maersk bejelentette, hogy egy 245 méter hosszú, közel 110 000 dwt -os olajszállító tartályhajót szerelnek fel rotorvitorlákkal. A 30 méter magas és 5 méter átmérőjű vitorlák könnyű szénszálas kompozit anyagokból készülnek . A vitorlákat várhatóan 2018 első felében szerelik fel, és 2019 vége előtt tesztelik. A vállalat képviselői szerint ezzel a technológiával átlagosan akár 10%-os üzemanyag-megtakarítás érhető el a szabványos útvonalakon [6] .
| Jacques-Yves Cousteau | ||
|---|---|---|
| hajókat | ||
| Egy család |
| |
| Szervezetek |
| |
| találmányok |
| |
| Filmek |
| |
| Vegyes |
| |