გემი ტურბო იალქნის ქვეშ! Column Sails: The Magnus Effect Turbosail vs Canvas Wings

როგორც ჩანს, ტექნიკურ შემოქმედებაში გაჩნდა ფენომენი, რომელსაც პირობითად შეიძლება ვუწოდოთ ბოთლის მოდელირება. ფაქტია, რომ მოდელებმა ყველაზე სხვადასხვა მიმართულებებიუფრო და უფრო ხშირად იყენებენ ... პლასტმასის ბოთლებს. ამ მსუბუქი და ამავე დროს ძლიერი გემებისგან ისინი ამზადებენ სამოდელო იახტებისა და კატამარანების ულამაზეს კორპუსებს, შეკუმშული ჰაერის ცილინდრებს თვითმფრინავებისა და მანქანების მოდელების პნევმატური ძრავების მართვისთვის. თხელი გამჭვირვალე პლასტმასი გახდა იდეალური მასალა თვითმფრინავის მოდელების ფანრების დასამზადებლად.

და აქ არის კიდევ ერთი მოდელი, რომლის დიზაინში გამოიყენება პლასტმასის ჭურჭელი. ეს არის კატამარანი ორიგინალური მბრუნავი ქარის ტურბინით.

პირველი, რამდენიმე სიტყვა იმის შესახებ, თუ როგორ აქვს როტორს მამოძრავებელი აეროდინამიკური ძალა. დიდი ხანია შენიშნეს, რომ თუ მბრუნავი ცილინდრი მოთავსებულია ჰაერის ნაკადში, მაშინ ცილინდრზე იმოქმედებს ნაკადის მიმართულების პერპენდიკულარული ძალა. ფაქტია, რომ როდესაც ცილინდრი ბრუნავს, მისი ზედაპირის ერთ-ერთი ნაწილის მოძრაობის მიმართულება ემთხვევა ჰაერის ნაკადის მიმართულებას, ხოლო საპირისპირო ნაწილის ბრუნვა მისკენ არის.

ბერნულის კანონის შესაბამისად, რომელიც ადგენს შესაბამისობას ჰაერის ნაკადის სიჩქარესა და მასში არსებულ წნევას შორის, დინების სიჩქარის მატებასთან ერთად მასში წნევა მცირდება. ცილინდრული ზედაპირისა და დინების საწინააღმდეგო მოძრაობით ზონაში მბრუნავი ცილინდრის აფეთქებისას წნევა ნაკლებია, ვიდრე ცილინდრული ზედაპირისა და ჰაერის ასოცირებული მოძრაობით ზონაში. წნევის სხვაობის გამოჩენა იწვევს ძალის წარმოქმნას, რომელიც მიმართულია ჰაერის ნაკადის მოძრაობაზე პერპენდიკულარულად უფრო მაღალი წნევის ზონიდან ქვედა წნევის ზონამდე.

დროდადრო ცდილობდნენ როტორების გამოყენებას გემების კვებისათვის. ერთ-ერთ ყველაზე წარმატებულს უნდა ეწოდოს ჟაკ-ივ კუსტოს კვლევით გემზე „კალიფსო“ დაყენებული მოძრავი. გემის დიამეტრულ სიბრტყეში დამონტაჟებული მბრუნავი ცილინდრები საშუალებას გაძლევთ დაზოგოთ ბევრი საწვავი ოკეანის გადასასვლელებზე.

1 - ხიდის ჯვარი წევრი (პლაივუდი s15.2 ცალი); 2- ხიდის პლატფორმა (ფიჭვი, სარკინიგზო 60 × 15); 3 - როტორის კორპუსები; კატამარანის მოდელის კორპუსის 4-წინა ნაწილი; 5 - კილი; 6 - კატამარანის მოდელის კორპუსის უკანა ნაწილი; 7 - საჭის მოწყობილობა; 8- საყელურები; 9 - ჭანჭიკი M5; 10 - დისტანციური გამრეცხი (რეზინი); 11 - კაკალი M5; 12,17,21,22 - ფართო საყელურები (ფოლადი); 13 - სარქვლის კაკალი (2 ცალი); 14 - სარქველი კოჭით (ველოსიპედის კამერიდან); 15 ხრახნიანი დანამატი; 16-დალუქვის გამრეცხი (რეზინი); 18 - spacer ყდის (duralumin); 19 - საკისარი (2 ც.); 20 - როტორის ლილვი (ფოლადი); 23 - კაკალი M6; 24 - ტარების კორპუსი (დურალუმინი)

უნდა აღინიშნოს, რომ კალიფსოზე როტორები ტრიალებს მცირე დამხმარე ძრავით. თუმცა, კარგ შედეგებს აჩვენებენ ჰაერის ნაკადით ამოძრავებული მოწყობილობებიც.

შემოთავაზებულ კატამარანის მოდელში როტორები ასევე ტრიალებს ჰაერის ნაკადით. თითოეული როტორი არის პლასტმასის ბოთლი, რომლის ზედაპირზე არის მრავალი პირი - აფეთქებისას, ასეთი ბოთლი, რომელიც ვერტიკალურად არის დამონტაჟებული საკისრებზე, იღებს ღერძულ ბრუნვას.

თუმცა, აზრი აქვს კატამარანის დამზადების დაწყებას კორპუსებით - თითოეულს დასჭირდება ორი ერთნახევარი ან ორი ლიტრიანი ბოთლი. პლასტმასის ჭურჭელი ერთ კორპუსში გაერთიანებულია ძირებით და დაკავშირებულია M5 ჭანჭიკით, თხილით და საყელურებით - ორი ფოლადი და ერთი რეზინი. ასეთი დამაგრება აღმოჩნდება ძალიან ხისტი და უზრუნველყოფს აბსოლუტურად ზუსტ ცენტრირებას. ფაქტია, რომ ერთი ჭურჭლის ქვედა გამონაზარდები მეორის დეპრესიაში ვარდება.

ასეთი დოკისთვის საჭიროა სპეციალური ხელსაწყოები - ხრახნიანი წაგრძელებული ნაკბენით და გრძელი ბუდე ქანჩით. ბოთლების შიგნით შესაკრავების ჩასართავად, ჭანჭიკი, თხილი და გამრეცხი შეიძლება ინსტრუმენტებზე ჩვეულებრივი პლასტილინით იყოს მიმაგრებული.

1 - გადახურვა (არყი, სარკინიგზო 12 × 10, 2 ც.); 2 - ფირფიტა (პლაივუდი s5)

როტორის კორპუსი(როტორის საფუძველი არის პლასტმასის ბოთლი 1,5 ან 2 ლიტრიანი ტევადობით)

ველოსიპედის კამერებიდან სარქველები ჩასმულია ოთხივე ბოთლის საცობებში - მათი დახმარებით კედები ხიდების ჯვარედინი ზოლებზე თხილით არის დამაგრებული. გარდა ამისა, სარქველების მეშვეობით, ჩვეულებრივი ველოსიპედის ტუმბოს საშუალებით შესაძლებელია კორპუსების შიგნით ჭარბი ჰაერის წნევის შექმნა, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის მათ სიმტკიცეს.

ამ გზით მომზადებული კორპუსები დამონტაჟებულია ერთ კატამარანში ხიდის გამოყენებით, რომელიც შედგება პლატფორმისგან (ფიჭვის ფიცარი 60 × 15 მმ მონაკვეთით) და ორი ჯვარი (პლაივუდი 15 მმ სისქისგან). ხიდის ნაწილები დაკავშირებულია 4 მმ დიამეტრის გრძელი ხრახნებით. სარქველების ხვრელები გაბურღულია ჯვარედინი ზოლებში. დასრულებული ხიდი არის ქვიშა, შეღებილი და დაფარული პარკეტის ლაქის ორი ან სამი ფენით.

კატამარანის კილი ამოჭრილია 5 მმ სისქის პლაივუდისგან, მის ზედა ნაწილში არყის ორი ბლოკი წებოვანია ეპოქსიდური ფისით. კელის წინა ნაწილს აქვს დამრგვალება, უკანა ნაწილი დაფქულია სოლით. დასრულებული კილი ქვიშიანია და დაფარულია პარკეტის ლაქის ორი ფენით. საჭიროების შემთხვევაში, თუ კატამარანის სტაბილურობა არასაკმარისია, ტყვიის ნათურა შეიძლება დაკიდოთ კელის ბოლოზე. კელის დამაგრება ხიდის პლატფორმაზე - ოთხი ხრახნი დიამეტრით 4 მმ.

კატამარანის საჭის მექანიზმი შედგება პლაივუდის საჭის კალმისგან და ღერძისგან. ეს უკანასკნელი მოხრილია 4 მმ ფოლადის მავთულისგან და ერთ ბოლოზე იჭრება M4 ძაფი. ბუმბულს აქვს სიმეტრიული პროფილი მომრგვალებული წინა კიდით და წვეტიანი უკანა კიდით. ბუმბულის მოპირკეთება სტანდარტულია: ქვიშა, შეღებვა და პარკეტის ლაქირება.

ბუმბულის შეერთება ღერძ-დამტვირთველთან არის ცალმხრივი - ეპოქსიდურ წებოზე. თუმცა, თუ საჭიროა კატამარანის პერიოდული დაშლა, მაშინ ღერძულ კალმში ჩასმისას მასზე ძაფები უნდა დაიფაროს ცხიმის თხელი ფენით. მას შემდეგ, რაც ფისი გამკვრივდება, ღერძი ადვილად გაიხსნება ღერძიდან. საჭის დამაგრება ხიდის პლატფორმაზე - წყვილი თხილით და საყელურებით.

ახლა კი მთავარია მბრუნავი მამოძრავებელი განყოფილების დამზადება. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, თითოეული როტორი არის ერთნახევარი ან ორლიტრიანი პლასტმასის ბოთლი, რომელიც ჩამოკიდებულია პლატფორმაზე, ზედაპირზე მრავალი მოხრილი პირით. ჰაერის ნაკადით აფეთქებისას, ასეთი როტორი იწყებს ბრუნვას. იმისათვის, რომ პირები ერთნაირი და სუფთა იყოს, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ ელექტრო სანთური ან სახლში დამზადებული ელექტრო თერმული საჭრელი, როგორც სამუშაო ინსტრუმენტი როტორის ბოთლის კედელზე ჭრისთვის.

1 - საჭრელი ნაწილი (ნიკრომი, მავთული d0.5); 2 - ფაიფურის ბლოკი (ნათურის სოკეტიდან); 3 - სახელური (ფაილიდან); 4 - დამაკავშირებელი ორი მავთულის კაბელი

Მმართავი მექანიზმი:

1 - ღერძი-სამუშავებელი (ფოლადი, მავთული d4); 2- ხიდის პლატფორმა; 3 - კაკალი M4; 4 - საჭის ბუმბული (პლაივუდი s6); 5 - საყელურები

ამ უკანასკნელის აწყობა მარტივია ხის სახელურიდან ფაილიდან, ფაიფურის ბლოკი ინკანდესენტური ნათურის ბუდედან და ნიქრომის მავთული 0,5 მმ დიამეტრით. ინსტრუმენტი იკვებება LATR-ით. ძაბვამ უნდა უზრუნველყოს ნიქრომული მავთულის ისეთი გათბობა, რომ პლასტმასი მხოლოდ დნება, მაგრამ არავითარ შემთხვევაში არ დაიწვას.

მიზანშეწონილია ზედაპირზე პირების კონტურების მონიშვნა თარგის მიხედვით თხელი ფლომასტერით - თუნუქის ფირფიტა მასში ჩაჭრილი ფანჯრით, დანას ზომის მიხედვით. ჭრამდე აზრი აქვს ფანჯარაში რამდენიმე ხვრელის დნობას, შემდეგ კი დანას კონტურის გასწვრივ ჭრილობების გაკეთება. გასათვალისწინებელია, რომ აუცილებელია თერმული საჭრელით მუშაობა კარგად ვენტილირებადი ადგილას - ყველაზე უკეთ ღია ფანჯარასთან. ამგვარად მომზადებულ როტორზე პირები მოხრილია დაახლოებით 35°-ით.

როტორების საყრდენი სახსრები უნდა უზრუნველყოფდეს მათ უკიდურესად მარტივ ბრუნვას - სიტყვასიტყვით, ოდნავი ნიავისაგან. ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ ბურთის საკისრებით. ორლიტრიანი ბოთლებისთვის საკმაოდ შესაფერისია საკისრები 18 (გარე) და 6 (შიდა) მმ დიამეტრით და 6 მმ სიგანით.

ბოთლის კისერში საკისრების დასამაგრებლად საჭიროა დურალუმინის ყუთი; კისერში ფიქსირდება ჩვეულებრივი ბოთლის თავსახურით 8 მმ დიამეტრის ნახვრეტით. საფეხურიანი როლიკერი, რომელზედაც ბრუნავს საკისრები და, შესაბამისად, როტორი, დამზადებულია ფოლადისგან; იგი მიმაგრებულია ხიდის პლატფორმაზე M6 თხილით. როტორის ბრუნვის სიმარტივის უზრუნველსაყოფად, საკისრების კორპუსში დამონტაჟებამდე ამოიღეთ ცხიმი მათგან (გარეცხეთ საკისრები ნავთი) და წაისვით სამკერვალო მანქანებისთვის განკუთვნილი მანქანის ზეთი.

საზღვაო საცდელებში, სათანადოდ მორგებულ კატამარანში, მბრუნავი მამოძრავებელი ბლოკი ადვილად ტრიალებს მაღლა, ხოლო ნავი, რომელიც გვერდით არის ორიენტირებული ქარზე, სწრაფად იკავებს სიჩქარეს, ავტომატურად ინარჩუნებს კურსს ქარის მიმართულებასთან მიმართებაში. თუ მოდელი გაძევებულია ან მოშორებულია, მაშინ აუცილებელია გვერდითი წინააღმდეგობის ცენტრის გადატანა კელის წინ ან უკან გადაადგილებით.

უნდა აღინიშნოს, რომ მბრუნავ კატამარანს შეუძლია ცურვა არა მხოლოდ ყურის ქარის კურსზე, როდესაც ქარი ზუსტად ბორტზე უბერავს, არამედ უფრო სრულ ან მკვეთრ კურსებზეც. მიუხედავად იმისა, რომ, რა თქმა უნდა, კატამარანს კლასიკური იალქნით შეუძლია ოდნავ ციცაბო ქარზე წასვლა.

ეკონომისტების გამოთვლები აჩვენებს, რომ ამჟამად გემები, რომლებიც ქარს იყენებენ მოძრაობისთვის - ქარის სატრანსპორტო საშუალებებს - არ შეუძლიათ კონკურენცია გაუწიონ გემებს, რომლებსაც აქვთ ჩვეულებრივი მექანიკური ძრავა. იმ მრავალ მიზეზს შორის, რის გამოც სატვირთო ქარის მანქანები ამჟამად აღიარებულია, როგორც უვარგისი ფართო გამოყენებისთვის, მსურს ვისაუბრო ორზე, ჩვენი თვალსაზრისით, ყველაზე სერიოზულზე. ორივე ფუნდამენტურია.

სამწუხაროდ, ერთ-ერთ მათგანთან მიმართებაში ადამიანი პრაქტიკულად უმწეოა და დროც კი აქ ვერაფერს შეცვლის. ეს მიზეზი ობიექტურად უკავშირდება ქარის ენერგიის „ველების“ რეალურ სიღარიბეს. ქარი ყველგანაა, მაგრამ მისი პოტენციური შესაძლებლობები, თითქოს, ჩვენი პლანეტის ზედაპირზეა გავრცელებული. იშვიათია სტაბილური ქარის ზონები, როგორიცაა მუდმივი სავაჭრო ქარის ზონები. ქარი ცვალებადია სიძლიერით და მიმართულებით; მისი საშუალო სიჩქარე, რომელზედაც დამოკიდებულია აფრების ან სხვა ქარის ამოძრავების შესაძლებლობები, მცირეა. შესაბამისად, ადგილობრივი ჰაერის ნაკადის კინეტიკური ენერგია და წნევის ვარდნა, რომელიც შეიძლება განხორციელდეს ქარის ტურბინების სამუშაო ელემენტებზე, მცირეა. უკიდურესად გულდასაწყვეტია, რომ ატმოსფეროს დიდი რაოდენობით ბუშტუკებიდან (5,5X10 15 ტონა) მხოლოდ ის ნამსხვრევებია გამოყოფილი ჩვენს წილზე ბუნებით, რომლებიც ხვდება „დერეფანში“, რომლის სიგანე არ აღემატება გემის სიგრძეს. ხოლო სიმაღლე (რეალისტურად რომ ვიყოთ) არაუმეტეს რამდენიმე ათეული მეტრისა. ერთი სიტყვით, ნანატრი „ნამარხის“ საბადოები ვრცელია, ჯამური მარაგები უზარმაზარია, მაგრამ მხოლოდ მცირე ნაწილის გამოყენება შეგვიძლია.

არ შეიძლება ბუნებით განსაზღვრული ამ სიტუაციის ცვლილების იმედი. ცხადია, ძირითადი ძალისხმევა მიმართული უნდა იყოს ქარის ელექტროსადგურების (WPPs) ეფექტურობის ამაღლებაზე. გემის მოძრაობის შემთხვევაში - მაქსიმალური მამოძრავებელი ძალის მიღება მოცემული მიმართულებისა და სიძლიერის ქარით.

ქარის მამოძრავებელი მოწყობილობების არსებულ ვერსიებს, რომლებიც მრავალფეროვანია დიზაინით, მუშაობის პრინციპით, მათი დადებითი და უარყოფითი მხარეებით, უმეტეს შემთხვევაში აქვთ სამუშაო ორგანოები აეროდინამიკური ფრთის სახით. სრულ კურსზე ნებისმიერი იალქანი არის ფრთა, რომელიც მუშაობს არახელსაყრელ „ზეკრიტიკულ“ რეჟიმში. ქარის მიმართ მკვეთრ კურსზე კარგ აფარს აქვს ნამდვილი ფრთის ყველა მთავარი უპირატესობა. ხისტი და ნახევრად ხისტი ფრთის იალქნები დიდი ხანია გამოიყენება სპორტულ გემთმშენებლობაში.

ასეთი მრავალფეროვანი მოწყობილობების ეფექტურობის შესაფასებლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორი კავშირი: ერთი არის მოწყობილობის მიერ რეალიზებულ ძალასა და ნაკადის სიჩქარეს შორის, მეორე არის ამწევი ძალისა და წევის სიდიდეს შორის.

ყველაზე მოსახერხებელია პირველი ურთიერთობის წარმოდგენა ორი "განზომილებიანი" მახასიათებლის სახით:

სადაც Y არის ამწევი ძალა; X - გადათრევა; S - დამახასიათებელი ტერიტორია; C y, C x - შესაბამისად, აწევისა და წევის კოეფიციენტები; V არის მოწყობილობაზე ნაკადის ინციდენტის სიჩქარე.

მეორე თანაფარდობას ეწოდება აწევა-გაწევის თანაფარდობა

ჩვენი აზრით, მიუხედავად კონკრეტული ქარის ტურბინის დიზაინის ტიპისა, იმისდა მიუხედავად, თუ როგორ არის განლაგებული ფრთების ელემენტები მის ზომებში, ამძრავის ეფექტურობა საუკეთესო შემთხვევაში შეიძლება მიუახლოვდეს მხოლოდ შესაბამისი ზომის ზოგიერთი სრულყოფილი ფრთის ეფექტურობას. ასეთი ფრთისთვის, თუნდაც მაღალ K-ზე, C y-ის მაქსიმალური მნიშვნელობები არ აღემატება 1.0-1.1 რიგის მნიშვნელობებს. ეს ციფრები, არსებითად, განსაზღვრავს განსახილველი კლასის ქარის ტურბინების ზომიერი შესაძლებლობების ზედა ზღვარს. ეს არის ქარის მოძრავი მანქანების დღევანდელი არაკონკურენტუნარიანობის მეორე მიზეზი.

ტექნოლოგიასა და მეცნიერებაში პროგნოზების გაკეთება ღირსეული ოკუპაციაა, მაგრამ ასევე ძალიან რთული. ძალიან კარგი იქნება, თუ ზემოთ გამოთქმული პესიმისტური დასკვნა მცდარი აღმოჩნდება. ამასთან, განსახილველი პრობლემის სირთულეზე მოწმობს ის ფაქტი, რომ „ჩაის“ სამაგრებს სჭირდებოდათ იალქნების დიდი რაოდენობა და თანამედროვე ქარით გაყალბებული აფრების პროექტებშიც კი, ფრთებს აქვთ უზარმაზარი სიმაღლე.

როგორც ჩანს, აუცილებელია ქარის ტურბინების ახალი ტიპებისა და დიზაინის ძიება. ერთ-ერთი შესაძლო და პერსპექტიული ვარიანტია ა.ფლეტნერის როტორები – ენერგომომარაგებით მომუშავე ამძრავები. ეს არის ვერტიკალური ცილინდრები, რომლებიც დამონტაჟებულია გემბანზე და ამოძრავებს მცირე დამხმარე ძრავას. როგორც ექსპერიმენტებმა და შემდეგ როტორული როვერების მუშაობის გამოცდილებამ აჩვენა, როტორების ბრუნვისთვის შედარებით მცირე რაოდენობის მექანიკური ენერგიის მიწოდებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს ამწევის კოეფიციენტი და, შესაბამისად, მნიშვნელოვნად შეამციროს აფრების ეფექტური ფართობი. ქარის როვერი მის კლასიკურ პროტოტიპთან შედარებით.

ამწევი ძალის გაჩენის ეფექტი მბრუნავ ცილინდრზე, რომელიც გამარტივებულია ჰაერის ნაკადით (მაგნუსის ეფექტი) ახსნა 1852 წელს ბერლინელმა ფიზიკოსმა გ. მაგნუსმა, რომელმაც შეისწავლა ბალისტიკა - ჭურვების მოძრაობის კანონები. შეცვალა მათი ტრაექტორია მათთვის გამოთვლილი ბალისტიკური მრუდის საწინააღმდეგო გზა. მოგვიანებით ეს ფენომენი განიხილებოდა ცნობილი ფიზიკოსის ლორდ რეილის ნაშრომში „ჩოგბურთის ბურთის არარეგულარული ფრენა“. მბრუნავი ჩოგბურთის (ფეხბურთის ან ფრენბურთის) ბურთის თავისებურება ისაა, რომ მაგნუსის ეფექტის გავლენის ქვეშ ფრენის სიჩქარისა და ბრუნვის გარკვეული თანაფარდობა, რომელიც რეგულირდება თავდასხმის მხარის მიერ, შეიძლება დაეცეს სათამაშო მოედანზე სრულიად მოულოდნელ ადგილას. მტერი".

მბრუნავი მამოძრავებელი ერთეულის მუშაობის პრინციპის უკეთ გასაგებად, წარმოვიდგინოთ იდეალური ერთგვაროვანი ნაკადის სურათი სტაციონარული ცილინდრის გარშემო, ანუ სიბლანტის გარეშე სითხე (ნახ. 1, ა). მიეცით სითხე ცილინდრზე V 0 სიჩქარით. როდესაც თხევადი ნაწილაკი A წერტილიდან ცილინდრის კვეთამდე გადადის, მისი სიჩქარე იზრდება და B და B 1 წერტილებში ხდება 2V 0-ის ტოლი. ცნობილი ბერნულის კანონის მიხედვით, დინების წნევა ცილინდრის ამ წერტილებში შესაბამისად უნდა შემცირდეს წნევასთან შედარებით „უსასრულობაში“ (ნახ. 1, დ). ამ შემთხვევაში წნევა სიმეტრიულად ნაწილდება xx და yy ღერძების გარშემო.

თუ, როგორც ადრე, არამბრუნავ ცილინდრის გარშემო მიედინება სიბლანტის მქონე რეალური სითხე ან აირი, მაშინ დინების სქემა იცვლება (ნახ. 1, ბ). სითხის ნაწილაკები, რომლებმაც გაიარეს B-B 1 განყოფილება, შენელებულია ხახუნის ძალების მოქმედების შედეგად, ხოლო B და B 1 წერტილებში ნაწილაკების ფენა იშლება ცილინდრის ზედაპირიდან, სიმეტრია. ნაკადი იშლება და ცილინდრის უკანა მხარეს ჩნდება დაბალი წნევის რეგიონი - იშვიათი. ეს იწვევს წევის ძალის X გამოჩენას.

ახლა წარმოვიდგინოთ, რომ რეალურ, ბლანტ, უმოძრაო სითხეში მოთავსებულ ცილინდრს მთლიანობაში ეძლევა ბრუნვა მისი ღერძის გარშემო (ნახ. 1, გ). ცილინდრის ზედაპირი მოძრაობაში ჩაერთვება მასთან ყველაზე ახლოს თხევადი ნაწილაკების ფენას, რომელიც, როგორც იქნა, ეკვრის ცილინდრს. ნაწილაკების შემდეგი ფენა უკვე უფრო დაბალი სიჩქარით ბრუნავს ფენების ერთმანეთთან შედარებით ცურვის გამო - სიჩქარე მცირდება ცილინდრის ზედაპირიდან ნაწილაკების მანძილის პროპორციულად. საკმარისად დიდ მანძილზე სითხე უმოძრაო დარჩება, ანუ V c =0. ამრიგად, ცილინდრი გარშემორტყმული იქნება მბრუნავი სითხის ნაკადით, რომლის ბრუნვის ინტენსივობა იზომება ცირკულაციის მიხედვით - ნაწილაკების სიჩქარის ნამრავლი და მათი წრიული ბილიკის სიგრძე. ცილინდრის ზედაპირზე მიმოქცევა Г=V c ·2πr 0 , სადაც V c არის ნაწილაკების სიჩქარე; r 0 არის ცილინდრის რადიუსი.

ერთგვაროვან ნაკადში მოთავსებული მბრუნავი ცილინდრის ირგვლივ ნაკადის წარმოსადგენად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ზემოთ განხილული ორი სქემის ერთმანეთზე გადატანის პრინციპი (ნახ. 2, ა). ცილინდრის ზედაპირის ნებისმიერ წერტილში ნაწილაკების მთლიანი სიჩქარე შეიძლება განისაზღვროს არამბრუნავი ცილინდრის ირგვლივ სიმეტრიული ნაკადისა და მიმოქცევის წარმოშობის ტანგენციალური სიჩქარის მიმატებით. მაგალითად, B წერტილში სიჩქარეებიდან პირველი უდრის 2V0-ს, მეორე სიჩქარე არის Vc; საერთო სიჩქარე 2V 0 +V გ . B 1 წერტილში ტანგენციალური სიჩქარე V c მიმართულია ნაკადის სიჩქარის წინააღმდეგ 2V 0; საერთო სიჩქარე იქნება 2V 0 -V c. შედეგად მიღებული სხვაობის სიჩქარის (და, შესაბამისად, ზეწოლის) შედეგად, ამწევი ძალა Y წარმოიქმნება ზედა და ქვედა მხარეებზე, რომელიც ცილინდრის ზემოთ აწევას ცდილობს. ეს არის მაგნუსის ეფექტი, რომელიც გამოიყენება A. Fletner-ის მბრუნავ ამძრავ მოწყობილობაში. როტორზე ამწევი ძალის სიდიდე დამოკიდებულია როტორის V c ზედაპირის წერტილების მოძრაობის ბრუნვის ნაწილის სიჩქარის თანაფარდობაზე და მოწყობილობაზე ჰაერის ნაკადის V 0 ინციდენტის სიჩქარეზე.

ადამიანი ვერ აკონტროლებს ქარს, მაგრამ მას შეუძლია მთლიანად გააკონტროლოს V c-ის მნიშვნელობა: ძრავის დახმარებით შეგიძლიათ ცილინდრის როტაცია უფრო სწრაფად და ნელა; შესაბამისად, შესაძლებელია ამწევი ძალის სიდიდის კონტროლი.

ჩვეულებრივი ფრთის ირგვლივ ნაკადის შემთხვევაში, დასაშვებია მიღებული ნაკადის სიმბოლური დაყოფა ირროტაციულ და „მოტრიალებად“. უპირველეს ყოვლისა, ცირკულაცია ხდება მაშინ, როდესაც ფრთის ზედა და ქვედა ზედაპირების ირგვლივ მიედინება თხევადი ფენები მისი მკვეთრი უკანა კიდიდან ე.წ. „საწყისი მორევის“ სახით. მომავალში, იგი შენარჩუნებულია, რაც უზრუნველყოფს გლუვ დინებას უკანა კიდის გარშემო; ფრთის მუდმივი გეომეტრიით, მოცირკულირე ნაკადის სიჩქარე განისაზღვრება შეტევის კუთხით a და ძირითადი ნაკადის სიჩქარით V 0. ამრიგად, ფრთის აწევის რაოდენობა შეიძლება კონტროლდებოდეს შეტევის კუთხის შეცვლით.

ფრთის და მბრუნავი ცილინდრის უპირატესობების შედარება შეიძლება გაგრძელდეს ა.ფლეტნერის ექსპერიმენტების შედეგებზე დაყრდნობით, მაგრამ ჯერ ერთი გარემოება უნდა იქნას გათვალისწინებული. ზემოთ ჩვენ განვიხილეთ დინება ცილინდრისა და ფრთის ჯვარი მონაკვეთის გარშემო იმავე სიბრტყეში - ორგანზომილებიანი სითხის ნაკადი. სინამდვილეში, ორივე ცილინდრს და ფრთას აქვთ შეზღუდული სიგრძე, ანუ სიგრძე. ცილინდრის ბოლოებში სითხე მაღალი წნევის რეგიონიდან მიედინება იშვიათი მხარისკენ და წარმოიქმნება დამატებითი და არასასურველი მორევის ნაკადები. შესაბამისად, ამწევი ძალის სიდიდე ეცემა და წარმოიქმნება დამატებითი „ინდუქციური“ წინააღმდეგობა. რაც უფრო გრძელია ცილინდრის სიგრძე მის დიამეტრთან შედარებით, მით უფრო დაბალია ბოლო დანაკარგები და ინდუქციური რეაქტიულობა. ეს დანაკარგები შეიძლება შემცირდეს ცილინდრის ბოლოებზე აეროდინამიკური საყელურების დაყენებით.

ნახ. 3a გვიჩვენებს აწევის კოეფიციენტის C ექსპერიმენტული გაზომვების შედეგებს მბრუნავი ცილინდრისთვის შედარებითი დრეკადობით L/D=4.7, აღჭურვილი აეროდინამიკური საყელურებით და მის გარეშე. გემზე დამონტაჟებული მბრუნავი მამოძრავებელი ერთეულისთვის ქვედა გამრეცხი შეიძლება იყოს გემბანი; როტორის ზედა ბოლოზე 1.7D დიამეტრის გამრეცხის დამაგრება არ არის რთული. აქედან გამომდინარე, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ გემზე დაყენებული რეალური როტორისთვის C y =9 აწევის კოეფიციენტის მიღწევა არ არის რთული. და ეს ბევრად აღემატება ყველაზე სრულყოფილი ფრთის აწევის კოეფიციენტს და კიდევ უფრო მეტი (10-ჯერ) ვიდრე იგივე კოეფიციენტი, რომელიც განსაზღვრავს საუკეთესო აფრების!

გრაფიკი აჩვენებს, რომ ამწევი ძალა როტორზე იზრდება V c /V 0 =4-მდე. ეს ნიშნავს, რომ როტორის სიჩქარე შეიძლება არ იყოს ძალიან მაღალი. რაც უფრო დიდია როტორის დიამეტრი, მით უფრო დაბალია RPM საჭირო მაქსიმალური აწევის მისაღწევად. კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი დასკვნა; ვთქვათ, ქარის სიჩქარის დაუგეგმავი ზრდით, ამწევის კოეფიციენტი ავტომატურად მცირდება. ეს ნიშნავს, რომ ჭექა-ქუხილის დროს, მბრუნავ გემზე ქუსლის მომენტი არ იზრდება ისე, როგორც ჩვეულებრივ იალქნიანზე.

მოდით მივმართოთ C x როტორის წევის კოეფიციენტის დამოკიდებულების გრაფიკს V c /V 0 ფარდობით სიჩქარეზე (ნახ. 3, ბ). უკვე V c /V 0 ≥2-ზე მკვეთრად იზრდება როტორის წინაღობა, რაც იწვევს როტორის აეროდინამიკური ხარისხის დაქვეითებას ფრთასთან შედარებით.

პოლარული შეიძლება იყოს როტორის აეროდინამიკური მახასიათებელი, როგორც მოძრავი - C y-ის ცვლილების გრაფიკი, რომელიც დამოკიდებულია C x-ის მნიშვნელობაზე და, როგორც გასაგებია, თანაფარდობა V c / V 0 (ნახ. 4). შედარებისთვის, ნახ. 4 გვიჩვენებს გაფის აფრების პოლარს, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება შუნერის აღჭურვისთვის.

შეფარდება С y / С x ორივე ტიპის პროპელერებისთვის, ჩანს, რომ ირიბი აფრების ხარისხი უფრო მაღალია, მაგრამ აფრების ფართობის ერთეულზე (გავიხსენოთ, როტორისთვის ეს არის დიამეტრი გამრავლებული სიმაღლით) როტორზე, შეგიძლიათ მიიღოთ მნიშვნელოვნად მაღალი ამწევი ძალა.

ახლა ვნახოთ, როგორ გარდაიქმნება როტორზე მოქმედი ძალები ბიძგების ძალად, რომელიც ამოძრავებს გემს (ნახ. 5). გასათვალისწინებელია, რომ როტორის გარშემო მიედინება ჰაერის ნაკადი, რომლის სიჩქარე და მიმართულება (v in) განსხვავდება ქარის სიჩქარისა და მიმართულებისგან (v და). ვინაიდან გემს აქვს კურსი, ჩნდება ჰაერის საპირისპირო ნაკადი (v k), რომელიც უნდა დაემატოს ნამდვილ ქართან ვექტორების შეჯამების წესის მიხედვით.

აწევის ძალის Y და წევის X ჯამი როტორზე იძლევა მიღებულ აეროდინამიკურ ძალას R, რომელიც ასევე შეიძლება ჩაითვალოს გემთან დაკავშირებულ კოორდინატულ სისტემაში, ორი კომპონენტის სახით - ბიძგი T და დრიფტი D. ცხადია, როგორც ნებისმიერი მცურავი გემი, Rotorohod პირდაპირ ქარის საწინააღმდეგოდ ვერ შეძლებს წასვლას. მნიშვნელოვანია, რომ ძალა R იძლევა T კომპონენტს, რომელიც მიმართულია გემის მშვილდისკენ. რაც უფრო დაბალია როტორის ხარისხი, მით მეტია ფ k მიმართულების კუთხის მინიმალური მნიშვნელობა (მაგალითად, K=1,4 φ k =35°; K=3 φ k =18° და ა.შ.). ტესტებმა აჩვენა, რომ მბრუნავ გემებს შეუძლიათ სიარული ნამდვილი ქარის კუთხით φ = 25-30 °.

როტორი უზრუნველყოფს მაქსიმალურ ბიძგს საზურგეზე. ამ შემთხვევაში აეროდინამიკური რეაქციის D განივი კომპონენტი მიმართულია ქარისკენ მიმავალ მხარეს, ანუ ეწინააღმდეგება მრუდის მომენტს (იხ. სურ. 5, ბ). ბორცვთან ახლოს კურსზე, როტორის ამწევი მიმართულია კურსის პერპენდიკულარულად, ანუ ის მხოლოდ ხელს უწყობს ჭურჭლის დრიფტსა და გორვას. ბიძგი უზრუნველყოფილია წევით, ამიტომ როტორის დატრიალება აზრი არ აქვს. მაგრამ ამ კურსში ბიძგი არის მისი მაქსიმალური შესაძლო მნიშვნელობის მცირე ნაწილი.

გრაფიკულად, მბრუნავი მამოძრავებელი ერთეულის ბიძგის მნიშვნელობის ცვლილება, გემის კურსიდან გამომდინარე, ნაჩვენებია ნახ. 6.

როტორის ბრუნვის მიმართულების შეცვლით შესაძლებელია აეროდინამიკური ძალის R მიმართულების შეცვლა თითქმის საპირისპიროდ. თუ ჭურჭელზე წყვილი როტორია დაყენებული, მაშინ მას შეუძლია გადაადგილება წინ, უკან და თითქმის ადგილზე მობრუნება (სურ. 7).

ნახ. 8, ა.ფლეტნერის გემ „ბუკზუს“ როტორებზე წინაღობისა და აეროდინამიკური ძალის გამოთვლილი მრუდები დამაგრებულია. როტორების ბრუნვის სიჩქარე მუდმივია, მაგრამ ჰაერის ნაკადის სიჩქარე იცვლება, ანუ ქარის მატება სიმულირებულია. ჩვეულებრივ იალქნიანზე, ასეთ ვითარებაში, იალქნების ნაწილი ამოღებულია ან რიფების აღება. რიფების აღება არ შეიძლება მბრუნავ გემზე, მაგრამ ქარის სიჩქარის გაზრდით, როგორც ჩანს ნახატზე მოცემული გრაფიკიდან. 8, როტორზე ქუსლის ძალა არ იზრდება. თუ როტორი შეჩერებულია (V c \u003d 0), ეს აეროდინამიკური რეაქცია გაცილებით ნაკლები იქნება, ვიდრე ჩვეულებრივი მცურავი გემის წინააღმდეგობის ძალა და გაყალბებული იალქნები. არც იალქანი და არც (მით უმეტეს) ხისტი ფრთა-იალქანი არ ფლობენ ასეთ თვისებებს.

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ოპტიმალური სიხშირით როტორის ბრუნვის სიმძლავრის ღირებულება ფაქტიურად არის მბრუნავი მამოძრავებელი განყოფილების მიერ გემის მოძრაობისთვის რეალიზებული სიმძლავრის პროცენტი.

მონაცემები გემების A, Fletner-ის შესახებ მოცემულია ცხრილში. მოკლე დროში, სამეწარმეო გამომგონებელმა (ან მარაგი მეწარმემ) ააგო და გამოსცადა ხუთი მცურავი ერთეული.

პირველი იყო Danzig rotor walker-ის სამფეხიანი მოდელი, რომელიც აღჭურვილი იყო სქელი ქაღალდისგან დაწებებული როტორით. გაზაფხულზე საათის მექანიზმი იყო ადაპტირებული მისი ბრუნვისთვის. ამ ექსპერიმენტში ფლეტნერმა არ გააკეთა რაიმე გაზომვა, მან მხოლოდ შეამოწმა ის, რაც თავად არ ეპარებოდა ეჭვი და რაზეც უარი თქვეს მისმა ოპონენტებმა ირწმუნონ: შეუძლია თუ არა როტორი ემსახურებოდეს მამოძრავებელ ხომალდს?

ბევრი მოწინააღმდეგე იყო, დაწყებული თავად გ. მაგნუსით, რომლებმაც აღმოჩენა გააკეთეს, პრაქტიკულად უსარგებლოდ მიიჩნიეს. იმ დროს ა.ფლეტნერს, რომელიც ეძებდა ტრადიციული აფრების უფრო ეფექტურ შემცვლელს, გულწრფელად სჯეროდა ხისტი ფრთების აფრების პერსპექტივის. მან მოახერხა მცურავი ბარკენტინის ხელახალი აღჭურვის პროექტის შემუშავება და ხელი მოაწერა ხელშეკრულებას გემთმშენებლობასთან და აეროდინამიკურ ლაბორატორიასთან, სადაც დაიწყო ექსპერიმენტები მექანიზებული ფრთით. უნდა მომხდარიყო, რომ სწორედ ამ დროს გაუჩნდა გამომგონებელს მბრუნავი ჭურჭლის შექმნის შესაძლებლობა! გამომგონებელს სჭირდებოდა ნდობა საბოლოო შედეგში. ეს ნდობა მას პირველმა პატარა მოდელმა მოუტანა.

ამას მოჰყვა ლაბორატორიული ექსპერიმენტები. ფლეტნერი სარგებლობდა ისეთი ცნობილი მეცნიერების რჩევებითა და მხარდაჭერით, როგორებიც არიან ა.ბეცი, ი.აკკერეტი და ლ.პრანდტლი. ამ სამუშაოების შედეგი იყო ყოფილი ბუკაუს მცურავი გემის მბრუნავი ვერსიის გადაკეთება და ტესტირება (სურ. 9). ეს არის პირველი როტორანი, რომელიც ზღვაში წავიდა. ბუკაუ ადვილად გაუძლო ძლიერ ქარებს, ისე მკვეთრად მიდიოდა ქართან, როგორც დახრილი იალქნებით აღჭურვილი იალქნები. როტოროხოდმა ასევე აჩვენა შესანიშნავი მანევრირება. პირველ სატვირთო რეისზე დანციგიდან (გდანსკი) შოტლანდიის პორტ გრანჟმუთამდე ამინდი ძალიან რთული იყო. როგორც გაზეთები წერდნენ, ასეთ ამინდში და ქარში ვერც ერთი მცურავი გემი ვერ შედიოდა ფორტში, რომელშიც გრანჟმუთი მდებარეობს. ერთი წლის შემდეგ, როდესაც როტორულმა ხომალდმა, რომელმაც სახელი შეცვალა "ბადენ-ბადენი", გადაკვეთა ატლანტის ოკეანე, მეზღვაურებზე დიდი შთაბეჭდილება მოახდინა, რომ გემი დამოუკიდებლად მიაღწია ნიუ-იორკის პორტის თითქმის კედელს.

წარმატებებით შთაგონებული გამომგონებელი დარწმუნებული იყო, რომ გახდებოდა ტვირთების გადაზიდვის რეფორმატორი. მაგრამ ეს მისთვის საკმარისი არ იყო: ა.ფლეტნერმა ორი იახტა როტორებით აღჭურვა. ამ ექსპერიმენტის შედეგებიც იმედისმომცემი იყო. თერთმეტმეტრიანი იახტა (სურ. 10) მშვენივრად მიცურავდა; მსუბუქი ქარების დროს იგი გარკვეულწილად ჩამორჩებოდა იალქნებით აღჭურვილ პროტოტიპებს, ხოლო ძლიერი ქარის დროს მან გადალახა ისინი. 1-2 ლიტრი სიმძლავრე დაიხარჯა ცილინდრის ბრუნვაზე. თან.; მაქსიმალური სიჩქარე საზღვაო გამოცდების დროს, ავტორის აზრით, იყო 12-13 კვანძი.

ა.ფლეტნერის უკანასკნელი როტორ-მოსიარულე და უკანასკნელი როტორ-მოსიარულე, რომელიც ზღვას ხვნავდა იყო "ბარბარა" - პირველი გემი, რომელიც სპეციალურად აშენდა ბრუნვითი მოძრაობისთვის. მას უნდა დაეყენებინა ერთი როტორი 29,9 მ სიმაღლით და 7,04 მ დიამეტრით, თუმცა იმ დროს ინდუსტრია ვერ აწარმოებდა საჭირო ზომების ბურთულას, ამიტომ ბარბარაზე სამი როტორი გამოჩნდა. მათი ზომები ოდნავ აღემატებოდა იმას, რაც საიმედოდ მუშაობდა ბუკაუზე.

ამჟამად როტორკრატები არ არის აშენებული და არ ცურავს. 20-იან წლებში გამოჩენისთანავე ისინი მაშინვე გაქრნენ. რჩება მხოლოდ გამოცდილება, რომელიც საშუალებას გვაძლევს შევაჯამოთ მბრუნავი ძრავის დადებითი და უარყოფითი მხარეები.

როტორს აქვს მაღალი ამწე კოეფიციენტი (2,5-10,0) აფრების მიმართ (1,0-1,1).

პროპელერი მარტივი შესანარჩუნებელია (10 ბუკაუს ბარკენტინის აფრები ან ორი როტორი, რომელიც კონტროლდება ხიდიდან, რომელია უფრო ადვილი?).

როტორი ექსპლუატაციაში შედის რამდენიმე წუთში, ხოლო აფრების დაყენებას და გაწმენდას ძალიან დიდი დრო სჭირდება. მბრუნავი გემის ეკიპაჟი თავისუფლდება მძიმე და სახიფათო სამუშაოებისაგან ეზოებსა და ანძებზე. Rotorohod აქვს კარგი მანევრირება. ძლიერი ქარის მატებასთან ერთად, აეროდინამიკური ძალები როტორზე ბევრად უფრო მცირე ზომით იზრდება, ვიდრე იალქნებზე, ამიტომ მბრუნავი ხომალდი ნაკლებად ექვემდებარება დიდი გორგოლაჭის ან დაბრუნების საშიშროებას. დაბოლოს, როტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ძირითად ინსტალაციად, ასევე დამხმარე ძრავად: ის გაზრდის სიჩქარეს რამდენიმე კვანძით ან - საწვავის ეკონომიას.

უპირატესობების სია შთამბეჭდავია, მაგრამ რატომ არ ჩანს მბრუნავი გემები დღეს ოკეანის მარშრუტებზე? ალბათ იმიტომ, რომ როტორს აქვს არა მხოლოდ უპირატესობები, არამედ უარყოფითი მხარეებიც. ჩვენ მხოლოდ მოკლედ ვახსენეთ, რადგან ეს არ არის მთავარი.

Rotor walkers გამოჩნდა ადამიანის ინტოქსიკაციის პერიოდში ტექნოლოგიური პროგრესის სიამოვნებით. ქვანახშირი, შემდეგ კი ნავთობი - რა გაუძლებს მათ? ორთქლის გემის კვამლი თითქოს ადამიანის ძალაუფლების სიმბოლო იყო. და სიჩქარე, სიჩქარე, სიჩქარე ...

და თუ არა ნავთობი, არა ნახშირი და არა სიჩქარე? შემდეგ - პრობლემები, პრობლემები და - სრულიად ახალი გემები. იქნებ რაღაც მსგავსი rotorohods?

სარედაქციო

სტატიის ავტორები "ისევ როტორი?" დამაჯერებლად დაგვანახა ანტონ ფლეტნერის დაუმსახურებლად მივიწყებული მბრუნავი ჭურჭლის ღვაწლი. და მათ დაამტკიცეს, რომ მბრუნავი გემები, გაუმჯობესებული მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უახლესი მიღწევებით, გარკვეულ პირობებში, შეიძლება იყოს ძალიან ეფექტური და ეკონომიური.

აშკარაა, რომ მათი მთავარი უპირატესობა ყველა კლასიკური ტიპის მცურავი აღჭურვილობის მიმართ არის კონტროლის სიმარტივე. ჯერ კიდევ 1920-იან წლებში მიღწეული იქნა მისი სრული მექანიზაცია, რომელმაც გააოცა თანამედროვეები - ეზოებში გუნდი არ იყო, ერთი დარაჯი აჭერდა ღილებს! მშენებლობის ღირებულების ნახევრამდე შემცირება ტრადიციულ მცურავ აღჭურვილობასთან შედარებით; დიზაინის მაღალი საიმედოობა, შედარებითი სიმარტივე და გამძლეობა; ქარის ჭურჭელზე უფრო მცირეა, დაჭერის კუთხე - როტორის ეს უდავო უპირატესობები ამართლებს ნახევარი საუკუნის წინანდელი გამოცდილების მიმართვას.

არ იფიქროთ, რომ ნათქვამი მხოლოდ თეორეტიკოსების სპეკულაციური დასკვნაა. აი, ბარბარეს კაპიტნის აზრი; „როტორები პერსპექტიული ხელსაწყოა, განსაკუთრებით დიდი გემებისთვის გრძელ მოგზაურობაში“. ბ. რიხტერმა, კომპანიის თანამფლობელმა, რომელიც მართავდა ამ და დღემდე რჩება სპეციალური კონსტრუქციის ერთადერთ მბრუნავ გემად, თქვა: „როტორები ხელს უწყობენ საშუალო სიჩქარის გაზრდას 2-3 კვანძით“ და რეკომენდაციას უწევს მათ გამოყენებას დანიშნულ გემებზე. ტრანსოკეანური მოგზაურობისთვის.

დღესდღეობით, ყველა სახის ქარის ტურბინებისადმი მუდმივად მზარდმა ინტერესმა აიძულა ინჟინრები და კაპიტანები დაემახსოვრებინათ ა. ფლეტნერის გამოგონება. დღეს ჩვენ ვსაუბრობთ როტორებზე, როგორც, უპირველეს ყოვლისა, მამოძრავებელ დამხმარე საშუალებაზე, რომელიც უზრუნველყოფს საწვავის ეკონომიას არსებულ სატვირთო გემებზე - საავტომობილო გემებზე.

ცნობილია, მაგალითად, ცნობილი ინგლისელი დიზაინერის მრავალი ორიგინალური მცურავი ნავის, კოლინ მუდის წინადადება. მისი იდეაა მოდულარული მბრუნავი სისტემების წარმოება ჩაშენებული წამყვანი ძრავებით. ადვილი იქნება ასეთი დანადგარების საჭირო რაოდენობის დაყენება გემბანზე, ელექტროენერგიის მიწოდება გემის ელექტროსადგურიდან და როტორების კონტროლის მიტანა ბორბლის ფარში.

კიდევ ერთმა ინგლისელმა, დოქტორმა ჯ.ჯ. ველიკუმმა შესთავაზა როტორების დაყენება 150 მეტრიან თანამედროვე გემზე, რომლის მთავარი ძრავის სიმძლავრე შემცირდა იმ მნიშვნელობამდე, რომელიც უზრუნველყოფს 9 კვანძის სიჩქარეს. გათვლებით, ხელსაყრელი ქარის პირობებში, ასეთი ხომალდის სიჩქარე (ხელმისაწვდომი სიმძლავრის 50%-ის არჩევით 12,5 მ დიამეტრის და წყლის ხაზიდან 75 მ სიმაღლის ორი როტორის ბრუნვისთვის) იქნება. 23 კვანძი.

კიდევ ერთმა ინგლისელმა - სტივენ ბარონმა 1977 წელს დეტალურად შეიმუშავა სამი როტორის დაყენების იდეა 53 მ სიმაღლისა და 12,5 მ დიამეტრის სერიულ ნაყარ გადამზიდავზე (ნაყარი სატვირთო გემი) 226 მ სიგრძისა და 63800 ტონა ტევადობით. შემოთავაზებულია ცილინდრების დამზადება მსუბუქი შენადნობისგან შედუღებული. მამოძრავებელი ძრავებისთვის ელექტროენერგიას მიაწვდის დიზელის გენერატორი, რომლის სიმძლავრეა დაახლოებით 750 ცხ.ძ. თან. Gulfwind-ში კურსით და 8,5 მ/წმ ქარით, გემის სავარაუდო სიჩქარე გამორთული ძირითადი ძრავებით იქნება 16 კვანძი. მაშინაც კი, თუ როტორები მუშაობენ მთლიანი მუშაობის დროის მხოლოდ 30%, წლიური დანაზოგი საწვავის შემცირებული მოხმარების გამო იქნება მინიმუმ $400,000. (გასული ხუთი წლის განმავლობაში ფასების ზრდამ ეს მაჩვენებელი საგრძნობლად გაზარდა!) და ბოლოს, იმავე ავტორს ეკუთვნის კატამარანის კვლევითი ხომალდის დიზაინი ორი სრულად ჩაძირული 75 მეტრიანი სიგარის ფორმის კორპუსით და წყლის ზემოთ პლატფორმით, რომელზეც ორი როტორები დამონტაჟებულია.

ჩვენს საზღვაო ფლოტის ცენტრალურ კვლევით ინსტიტუტში ჩატარდა 27000 ტონა ტევადობის სერიულ ტანკერზე სამი 34,5 მეტრიანი როტორის დაყენების ვარიანტის შეფასების შესწავლა. გამოთვლები (იხ. NCC-ის სამუშაოების კრებული " მცურავი გემების კვლევა, დიზაინი და მშენებლობა", ნიკოლაევი, 1982) აჩვენა, რომ როტორების გამოყენება მთავარი ძრავის მუშაობასთან ერთად უზრუნველყოფს ნორმალური მოგზაურობის სიჩქარის შენარჩუნებას (15,2 კვანძი) ენერგიის მოხმარების შემცირებისას და, შესაბამისად, საწვავის მოხმარება, 15-35%.

თუმცა ეს ყველაფერი, როგორც ვხედავთ, მხოლოდ მეტ-ნაკლებად შემუშავებული საპროექტო წინადადებაა. ასეა თუ ისე, მაგრამ "ბარბარას" შემდეგ არსად არ არის ინფორმაცია მბრუნავი გემების აგების შესახებ. და ეს, ცხადია, შემთხვევითი არ არის.

როტორის მოწინააღმდეგეების მთავარი არგუმენტი არის დაჭერის აუცილებლობა, როგორც ქარის საწინააღმდეგო მკვეთრი კურსების დროს, ასევე სრული კურსების დროს - ციცაბო ზურგიდან დაწყებული ღეროებამდე (ბოლოს და ბოლოს, ეს მნიშვნელოვნად ამცირებს ქარის როვერის ეფექტურობას კლასიკის გამოყენებისას. მცურავი გემების ბილიკები მუდმივი კუდის ქარით). ამავდროულად, უკვე დიდი ხანია ცნობილია, რომ პირდაპირი შეიარაღება, რომლის მექანიზირება შეუძლებელია, ყველაზე ეფექტურია კუდის ქარით გადაადგილებისას. გასაკვირი არ არის, რომ მთელ რიგ კვლევით ცენტრში გაჩნდა იგივე მაცდური იდეა: როტორისა და პირდაპირი მცურავი მოწყობილობის უპირატესობების შერწყმა.

G. Alchudzhan-ისა და E. Fomina-ს თანახმად, ქარის ძრავის გამოყენების შესახებ კვლევის მეორე ეტაპი, რომელიც ჩაატარა აშშ-ს სავაჭრო საზღვაო ადმინისტრაციამ, მოიცავს Fletner-ის როტორების კომბინაციის ანალიზს და კლიპერებისა და ქარიშხალების კლასიკურ შეიარაღებას. ამერიკელი მკვლევარები თვლიან, რომ ამან „შეიძლება უზრუნველყოს საკმარისად ეკონომიკური ეფექტურობა მაღალი დატენვის საქონლის ტრანსპორტირების დროსაც კი“.

როგორც მკითხველმა უკვე იცის (იხ., მაგალითად, 1982 წლის 18 ოქტომბრის გაზეთი „პრავდა“), მსგავსი სამუშაოები ჩვენშიც მიმდინარეობს. საზღვაო ძალების სამინისტროს ცენტრალურმა საპროექტო ბიურომ შექმნა აეროდინამიკური მამოძრავებელი სისტემა (ADC), რომელიც საშუალებას გვაძლევს ვისაუბროთ როტორის ძველი იდეის აღორძინებაზე, მაგრამ სრულიად ახალი - მოდერნიზებული ფორმით: კომბინაციაში. მექანიზებული რბილი სწორი აფრით. შემუშავებულია ჩვენი ფლოტის კონკრეტულ სერიულ გემებზე ასეთი მოდულური ADV-ების დაყენების ვარიანტები, მზადდება ADV-ების სამუშაო ნახაზები.

ამის შესახებ რედაქტორების თხოვნით ADK-ის ერთ-ერთი ავტორი გეორგი მიხაილოვიჩ კუდრევატი ამბობს. ჟურნალის მომდევნო ნომერში იგეგმება სტატიის გამოქვეყნება ADK მოწყობილობის შესახებ და განიხილება მისი ვარიანტი დისლოცირებულ ნავებზე ინსტალაციისთვის.

შენიშვნები

1. როტორისთვის დამახასიათებელი ფართობი S არის მისი მერიდიალური მონაკვეთის ფართობი, ტოლია O დიამეტრისა და L სიმაღლის ნამრავლის.

2. ეს აღწერილია იუ.კრიუჩკოვისა და ი.

3. ყოველ შემთხვევაში სამართლიანობისთვის უნდა აღინიშნოს, რომ რამდენიმე წლის წინ ლენინგრადის მახლობლად კავგოლოვსკის ტბაზე ბევრმა დამსვენებელმა ნახა თვითმავალი მბრუნავი ხომალდი. ეს იყო ჩვეულებრივი კაიაკი როტორით (ორი დისკი ანძაზე და მათ შორის ფილა), რომელიც ბრუნავდა პედლებიანი ამძრავით. ნახევრად ქარის დროს კაიაკი საკმაოდ თავდაჯერებულად მიდიოდა, მაგრამ იმისთვის, რომ მოვტრიალდე და სხვა კურსებზე გადავსულიყავი, ნიჩბი ავიღე. გამომგონებელი-კაიაკერი ეწვია რედაქციას და პირობა დადო, რომ დეტალურად აღწერს მის როტორულ სისტემას ტესტების წარმატებით დასრულების შემთხვევაში.

4. იხილეთ გემთმშენებლობა საზღვარგარეთ, No1, 1982 წ

ცნობილი დოკუმენტური სერიალი Cousteau's Underwater Odyssey გადაიღო დიდმა ფრანგმა ოკეანოგრაფმა 1960-იან და 1970-იან წლებში. კუსტოს მთავარი ხომალდი შემდეგ გადაკეთდა ბრიტანული ნაღმმტყორცნი კალიფსოსგან. მაგრამ ერთ-ერთ მომდევნო ფილმში - "მსოფლიოს ხელახალი აღმოჩენა" - გამოჩნდა კიდევ ერთი გემი, ალკიონის იახტა. მისი შემხედვარე ბევრმა მაყურებელმა საკუთარ თავს დაუსვა კითხვა: რა არის ეს უცნაური ანძები-იახტაზე დამონტაჟებული? ..

Alcyone შეიძინა Cousteau Foundation-მა 1985 წელს და ეს გემი განიხილებოდა არა იმდენად, როგორც კვლევითი ხომალდი, არამედ როგორც ბაზა ტურბოიალქების ეფექტურობის შესასწავლად, გემის ორიგინალური ძრავა. და როდესაც, თერთმეტი წლის შემდეგ, ლეგენდარული კალიფსო ჩაიძირა, ალკიონემ მისი ადგილი დაიკავა, როგორც ექსპედიციის მთავარი გემი (სხვათა შორის, დღეს კალიფსო აღმართულია და ნახევრად გაძარცვულ მდგომარეობაშია კონკარნოის პორტში).

სინამდვილეში, კუსტომ გამოიგონა ტურბოიალი. ისევე როგორც სკუბა აღჭურვილობა, წყალქვეშა თეფში და მრავალი სხვა მოწყობილობა კვლევისთვის ზღვის სიღრმეებიდა ოკეანეების ზედაპირი. იდეა ჯერ კიდევ ოთხმოციანი წლების დასაწყისში დაიბადა და იყო წყლის ფრინველისთვის ყველაზე ეკოლოგიურად სუფთა, მაგრამ ამავდროულად მოსახერხებელი და თანამედროვე ძრავის შექმნა. ქარის ენერგიის გამოყენება, როგორც ჩანს, კვლევის ყველაზე პერსპექტიული ხაზი იყო. მაგრამ აქ არის პრობლემა: კაცობრიობამ გამოიგონა იალქანი რამდენიმე ათასი წლის წინ და რა შეიძლება იყოს უფრო მარტივი და ლოგიკური?

რა თქმა უნდა, კუსტო და კომპანია მიხვდნენ, რომ შეუძლებელი იყო გემის აშენება, რომელსაც მხოლოდ იალქნები მართავდა. უფრო ზუსტად, ალბათ, მაგრამ მისი მამოძრავებელი მოქმედება იქნება ძალიან უღიმღამო და დამოკიდებული ამინდისა და ქარის მიმართულების ცვალებადობაზე. ამიტომ, თავდაპირველად იგეგმებოდა, რომ ახალი "იალქანი" იქნებოდა მხოლოდ დამხმარე ძალა, რომელიც გამოიყენება ჩვეულებრივი დიზელის ძრავების დასახმარებლად. ამავდროულად, ტურბოიალი საგრძნობლად შეამცირებს დიზელის საწვავის მოხმარებას და ძლიერი ქარის დროს ის შეიძლება გახდეს გემის ერთადერთი მამოძრავებელი ძალა.

და კვლევითი ჯგუფის სახე წარსულს მიუბრუნდა - გერმანელი ინჟინრის ანტონ ფლეტნერის გამოგონებაზე, ცნობილი თვითმფრინავის დიზაინერის, რომელმაც სერიოზული წვლილი შეიტანა გემთმშენებლობაში.

ფლეტნერის როტორი და მაგნუსის ეფექტი

1922 წლის 16 სექტემბერს ანტონ ფლეტნერმა მიიღო გერმანული პატენტი ე.წ. და 1924 წლის ოქტომბერში ექსპერიმენტულმა მბრუნავმა გემმა Buckau-მ დატოვა ფრიდრიხ კრუპის გემთმშენებელი კომპანიის მარაგი კიელში. მართალია, შუნერი ნულიდან არ აშენდა: ფლეტნერის როტორების დამონტაჟებამდე ეს იყო ჩვეულებრივი მცურავი გემი.

”ფლეტნერის ქარის გემი ყველას პირზეა, უჩვეულოდ გულმოდგინე საგაზეთო პროპაგანდის წყალობით”, - წერდა ლუი პრანდტლი თავის სტატიაში გერმანელი ინჟინრის განვითარების შესახებ.

ფლეტნერის იდეა იყო ეგრეთ წოდებული მაგნუსის ეფექტის გამოყენება, რომლის არსი ასეთია: როდესაც ჰაერი (ან სითხე) მიედინება მბრუნავი სხეულის გარშემო, წარმოიქმნება ძალა, რომელიც პერპენდიკულარულია დინების მიმართულებაზე და მოქმედებს სხეული. ფაქტია, რომ მბრუნავი ობიექტი თავის გარშემო ქმნის მორევის მოძრაობას. ობიექტის იმ მხარეს, სადაც მორევის მიმართულება ემთხვევა სითხის ან აირის ნაკადის მიმართულებას, საშუალო სიჩქარე იზრდება, ხოლო მოპირდაპირე მხარეს მცირდება. წნევის სხვაობა ქმნის განივი ძალას, რომელიც მიმართულია იმ მხრიდან, სადაც ბრუნვის მიმართულება და დინების მიმართულება საპირისპიროა იმ მხარის, სადაც ისინი ემთხვევა.

ეს ეფექტი 1852 წელს აღმოაჩინა ბერლინელმა ფიზიკოსმა ჰაინრიხ მაგნუსმა. მისი ერთ-ერთი კლასიკური ექსპერიმენტი ასე წარიმართა: „სპილენძის ცილინდრი შეიძლება ბრუნავდეს ორ წერტილს შორის; ცილინდრის სწრაფი ბრუნვა, როგორც ზედა ნაწილში, კაბელით იყო გადაცემული. მბრუნავი ცილინდრი მოთავსებული იყო ჩარჩოში, რომელიც თავის მხრივ ადვილად ტრიალებდა. ამ სისტემაში ჰაერის ძლიერი ჭავლი ააფეთქეს პატარა ცენტრიდანული ტუმბოს საშუალებით. ცილინდრი გადახრილი იყო ჰაერის ნაკადისა და ცილინდრის ღერძის პერპენდიკულარულ მიმართულებით, უფრო მეტიც, იმ მიმართულებით, საიდანაც ბრუნვის მიმართულებები და ჭავლი იყო იგივე ”(ლ. პრანდტლი,” მაგნუსის ეფექტი და ქარის გემი “, 1925).

სინამდვილეში, ფლეტნერმა საკმაოდ მარტივი რამ გააკეთა. მან დაამონტაჟა ქაღალდის ცილინდრი-როტორი დაახლოებით ერთი მეტრის სიმაღლისა და 15 სანტიმეტრის დიამეტრის მეტრის სიგრძის საცდელ ნავზე და დაამონტაჟა საათის მექანიზმი მის დასაბრუნებლად. და ნავი მიცურავდა. პრაქტიკაში დაამტკიცა მაგნუსის ეფექტის შედეგად მიღებული გვერდითი ძალის გამოყენების შესაძლებლობა, ფლეტნერმა გადაწყვიტა სამმაგი ბუკაუ გადაექცია მბრუნავ გემად.

დღეისათვის Alkiona ერთადერთი გემია მსოფლიოში, რომელსაც აქვს Cousteau ტურბო-იალქანი. დიდი ოკეანოგრაფის გარდაცვალებამ 1997 წელს დაასრულა მეორე ასეთი გემის, კალიფსო II-ის მშენებლობა და სხვა გემთმშენებლებს უჩვეულო დიზაინის ეშინიათ...

ბუკაუს როტორები იკვებებოდა ელექტროძრავებით. სინამდვილეში, დიზაინში არ იყო განსხვავება მაგნუსის კლასიკური ექსპერიმენტებისგან. იმ მხარეს, სადაც როტორი ბრუნავდა ქარისკენ, შეიქმნა გაზრდილი წნევის ფართობი, ხოლო მოპირდაპირე მხარეს შემცირდა. მიღებულმა ძალამ გემი ამოძრავა. უფრო მეტიც, ეს ძალა ბევრჯერ აღემატებოდა ქარის წნევის ძალას სტაციონარული როტორზე - დაახლოებით 50-ჯერ! ამან ფლეტნერს დიდი პერსპექტივები გაუხსნა. სხვა საკითხებთან ერთად, როტორის ფართობი და მისი მასა რამდენჯერმე მცირე იყო მცურავი შეიარაღების ფართობზე, რაც თანაბარ მამოძრავებელ ძალას იძლეოდა. როტორის კონტროლი ბევრად უფრო ადვილი იყო და მისი დამზადება საკმაოდ იაფი იყო. ზემოდან, ფლეტნერმა დაფარა როტორები ფირფიტა-თვითმფრინავებით - ამან გაზარდა მამოძრავებელი ძალა დაახლოებით ორჯერ, როტორთან შედარებით ჰაერის ნაკადების სწორი ორიენტაციის გამო. ბუკაუსთვის როტორის ოპტიმალური სიმაღლე და დიამეტრი გამოითვალა მომავალი გემის მოდელის ქარის გვირაბში აფეთქებით.

ფლეტნერის როტორი შესანიშნავი აღმოჩნდა. ჩვეულებრივი მცურავი გემისგან განსხვავებით, მბრუნავ გემს პრაქტიკულად არ ეშინოდა უამინდობისა და ძლიერი გვერდითი ქარების, მას ადვილად შეეძლო ცვლადი დაკვრა 25 ° კუთხით საპირისპირო ქარის მიმართ (ჩვეულებრივი იალქნისთვის, ზღვარი არის დაახლოებით 45 °). . ორმა ცილინდრულმა როტორმა (სიმაღლე - 13,1 მ, დიამეტრი - 1,5 მ) შესაძლებელი გახადა გემის სრულყოფილად დაბალანსება - ის უფრო სტაბილური აღმოჩნდა, ვიდრე იალქნიანი ნავი, რომელსაც ბუკაუ იყო რესტრუქტურიზაციამდე. გემი გამოიცადა როგორც სიმშვიდეში, ასევე ქარიშხალში და მიზანმიმართული გადატვირთვით - და სერიოზული ხარვეზები არ გამოვლენილა. გემის მოძრაობისთვის ყველაზე ხელსაყრელი იყო ქარის მიმართულება გემის ღერძის ზუსტად პერპენდიკულარული, ხოლო მოძრაობის მიმართულება (წინ ან უკან) განისაზღვრებოდა როტორების ბრუნვის მიმართულებით.

უკვე 1925 წლის თებერვალში, Bukau-მ წარმატებით გაცურა დანციგიდან შოტლანდიაში ჩრდილოეთის ზღვაზე, ხოლო ერთი წლის შემდეგ გემმა (დაარქვეს Baden Baden) გაემგზავრა ევროპიდან ამერიკაში ატლანტის ოკეანის გავლით. იმავე წელს გემთმშენებლობაში დააგდეს მეორე მბრუნავი გემი - ძლიერი სატვირთო ლაინერი "ბარბარა", რომელსაც ამოძრავებდა სამი 17 მეტრიანი როტორი. ამავდროულად, თითოეული როტორისთვის საკმარისი იყო ერთი პატარა ძრავა მხოლოდ 35 ცხ.ძ. (თითოეული როტორის ბრუნვის მაქსიმალური სიჩქარით 160 rpm)! როტორების ბიძგი ექვივალენტური იყო პროპელერის ბიძგს, რომელიც შერწყმულია ჩვეულებრივი საზღვაო დიზელის ძრავით, რომლის სიმძლავრე დაახლოებით 1000 ცხ.ძ. თუმცა ხომალდს დიზელის ძრავაც ჰქონდა: გარდა როტორებისა, ის ამუშავებდა პროპელერს (რომელიც მშვიდი ამინდის შემთხვევაში ერთადერთი მამოძრავებელი რჩებოდა).

მაგრამ ოციანი წლების ბოლოს დიდი დეპრესია დაარტყა. 1929 წელს ჩარტერულმა კომპანიამ უარი თქვა ბარბარას შემდგომ იჯარაზე და ის გაიყიდა. ახალმა მფლობელმა ამოიღო როტორები და გადააკეთა გემი ტრადიციული სქემით. მიუხედავად ამისა, მბრუნავი მამოძრავებელი ერთეული დაკარგა ხრახნიანი პროპელერებით ჩვეულებრივი დიზელის ელექტროსადგურთან კომბინაციაში ქარზე დამოკიდებულების და სიმძლავრისა და სიჩქარის გარკვეული შეზღუდვების გამო. ფლეტნერმა მიმართა უფრო პერსპექტიულ კვლევებს და ბადენ ბადენი საბოლოოდ ჩაიძირა კარიბის ქარიშხალში 1931 წელს. და მათ დიდი ხნის განმავლობაში დაივიწყეს როტორული იალქნები ...

Turbosail Cousteau

იალქნიანი ნავები აშენდა მე-20 საუკუნეში. ამ ტიპის თანამედროვე გემებში მცურავი შეიარაღება იკეცება ელექტროძრავების დახმარებით, ახალი მასალები შესაძლებელს ხდის დიზაინის მნიშვნელოვნად შემსუბუქებას. მაგრამ იალქნიანი ხომალდია და ქარის ენერგიის რადიკალურად ახალი გზით გამოყენების იდეა ფლეტნერის დროიდან გაჩნდა ჰაერში. და ის აიღო დაუღალავმა ავანტიურისტმა და მკვლევარმა ჟაკ-ივ კუსტომ.

John Marples-ის დიზაინით შექმნილი კლაუდია (Cloudia) არის გადაკეთებული Searunner 34 ტრიმარანი. იახტა პირველად გამოსცადეს 2008 წლის თებერვალში ფორტ პირსში, ფლორიდა, აშშ და დააფინანსა Discovery. კლაუდია წარმოუდგენლად მანევრირებადი აღმოჩნდა - ის გაჩერდა და შებრუნდა რამდენიმე წამში, თავისუფლად მოძრაობდა ქარის მიმართ დაახლოებით 15 ° კუთხით. შესრულების შესამჩნევი გაუმჯობესება ტრადიციულ Flettner-ის როტორთან შედარებით განპირობებულია დამატებითი განივი დისკებით, რომლებიც დამონტაჟებულია წინა და უკანა ტრიმარანის როტორებზე.

1986 წლის 23 დეკემბერს, მას შემდეგ, რაც სტატიის დასაწყისში ნახსენები Alcyone ამოქმედდა, Cousteau-მ და მისმა კოლეგებმა Lucien Malavar-მა და Bertrand Charrier-მა მიიღეს ერთობლივი პატენტი US4630997 „მოწყობილობისთვის, რომელიც ქმნის ძალას მოძრავი სითხის ან გაზის გამოყენებით. " დაპატენტებული მოწყობილობის ზოგადი აღწერა ასეთია: „მოწყობილობა მოთავსებულია გარემოში, რომელიც მოძრაობს გარკვეული მიმართულებით; ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ძალა, რომელიც მოქმედებს პირველის პერპენდიკულარული მიმართულებით. მოწყობილობა თავს არიდებს მასიური აფრების გამოყენებას, რომლებშიც მამოძრავებელი ძალა აფრების ფართობის პროპორციულია. რა განსხვავებაა კუსტოს ტურბო იალქანსა და ფლეტნერის როტორულ იალქანს შორის?

ჯვარედინი განყოფილებაში, ტურბოალმა არის რაღაც წვეთი, რომელიც წაგრძელებული და მომრგვალებულია მკვეთრი ბოლოდან. "წვეთების" გვერდებზე არის ჰაერის შემავალი ცხაურები, რომელთაგან ერთის მეშვეობით (დამოკიდებულია წინ ან უკან გადაადგილების აუცილებლობაზე) ჰაერი იწოვება. ჰაერის მიმღებში ქარის ყველაზე ეფექტური შეწოვისთვის, ტურბოიალზე დამონტაჟებულია ელექტროძრავით ამოძრავებული პატარა ვენტილატორი. ხელოვნურად ზრდის ჰაერის მოძრაობის სიჩქარეს აფრების მოქანცულ მხარეს, იწოვს ჰაერის ნაკადს ტურბო-აფრის სიბრტყიდან მისი გამოყოფის მომენტში. ეს ქმნის ვაკუუმს ტურბოიალის ერთ მხარეს, ამავდროულად ხელს უშლის ტურბულენტური მორევების წარმოქმნას. და შემდეგ მოქმედებს მაგნუსის ეფექტი: იშვიათობა ერთ მხარეს, შედეგად - გვერდითი ძალა, რომელსაც შეუძლია გემი მოძრაობაში დააყენოს. სინამდვილეში, ტურბოიალი არის ვერტიკალურად განთავსებული თვითმფრინავის ფრთა; ყოველ შემთხვევაში მამოძრავებელი ძალის შექმნის პრინციპი მსგავსია თვითმფრინავის ლიფტის შექმნის პრინციპის. იმისათვის, რომ ტურბო იალქანი ყოველთვის იყოს მიბრუნებული ქარისკენ ყველაზე ხელსაყრელი მიმართულებით, იგი აღჭურვილია სპეციალური სენსორებით და დამონტაჟებულია გრუნტზე.

უცნაურად საკმარისია, რომ ჩვენს დროში საკმაოდ ნაცნობი იალქნები გამოიყენება ინდუსტრიაში. გემთმშენებელი კომპანიები ხშირად აერთიანებენ დიდი ტანკერების და სატვირთო მანქანების პროექტებში გაყალბებისა და მცურავი იარაღის დაყენების შესაძლებლობას. ყველაზე ცნობილი პროექტია გერმანული სატრანსპორტო გემი MS Beluga SkySails, რომელიც 2008 წლის 1 იანვარს დაიწყო. გემის სიმძლავრის დაახლოებით 15-20% განვითარებულია 160 მ 2 ფართობის გიგანტური კიტის წყალობით, კომპანია გეგმავს მის გაზრდას 320 მ 2-მდე. კიტი მიმაგრებულია გემის მშვილდზე თოკზე, მის ქცევას აკონტროლებს კომპიუტერი. როგორც წესი, ის ცურავს დაახლოებით 100 მ სიმაღლეზე და გემიდან დაახლოებით 500 მ მანძილზე, გემის გასწვრივ. 2013 წლისთვის SkySails GmbH & Co. KG გეგმავს 400-მდე გემის აღჭურვას თავისი სისტემით - ყოველი ასეთი „ტიუნინგი“ მნიშვნელოვნად შეამცირებს საწვავის მოხმარებას და ატმოსფეროში მავნე გამონაბოლქვის რაოდენობას.

სინამდვილეში, პირველად კუსტომ 1981 წელს გამოსცადა ტურბოიალის პროტოტიპი Windmill კატამარანზე (Moulin à Vent). კატამარანის ყველაზე დიდი წარმატებული მოგზაურობა იყო მოგზაურობა ტანჟერიდან (მაროკო) ნიუ-იორკში - ექსპედიციის უფრო დიდი გემის "ზედამხედველობით".

ხოლო 1985 წლის აპრილში ლა როშელის პორტში ალკიონა გაუშვა პირველი სრულფასოვანი გემი, რომელიც აღჭურვილი იყო ტურბოიალებით. დღეს ის კვლავ მოძრაობაშია და დღეს არის კუსტოს გუნდის ფლაგმანი (და, ფაქტობრივად, ერთადერთი დიდი გემი). მასზე ტურბოაფრები არ არის ერთადერთი მამოძრავებელი ძალა, მაგრამ ისინი ხელს უწყობენ ორი დიზელის ძრავისა და რამდენიმე პროპელერის ჩვეულებრივ შეერთებას (რაც, სხვათა შორის, საწვავის მოხმარებას დაახლოებით მესამედით ამცირებს). დიდი ოკეანოგრაფი ცოცხალი რომ ყოფილიყო, ის ალბათ კიდევ რამდენიმე ასეთ გემს ააშენებდა, მაგრამ მისი თანამოაზრეების ენთუზიაზმი კუსტოს წასვლის შემდეგ შესამჩნევად ჩაცხრა. გარდაცვალებამდე ცოტა ხნით ადრე, 1997 წელს, კუსტო აქტიურად მუშაობდა Calypso II გემის პროექტზე ტურბოიალით, მაგრამ ვერ შეძლო მისი დასრულება. ბოლო მონაცემებით, 2011 წლის ზამთარში ალკიონე კაენის პორტში იმყოფებოდა და ახალ ექსპედიციას ელოდა.

და ისევ ფლეტნერი

დღეს მიმდინარეობს მცდელობები, გააცოცხლონ ფლეტნერის იდეა და გახადონ როტორული იალქნები მასიური. მაგალითად, ცნობილმა ჰამბურგის კომპანია Blohm & Voss-მა დაიწყო მბრუნავი ტანკერის აქტიური განვითარება 1973 წლის ნავთობის კრიზისის შემდეგ - მაგრამ 1986 წლისთვის ეკონომიკურმა ფაქტორებმა "დაფარეს" ეს პროექტი. შემდეგ იყო არაერთი სამოყვარულო დიზაინი; მაგალითად, 2007 წელს, ფლენსბურგის უნივერსიტეტის სტუდენტებმა ააშენეს კატამარანი, რომელიც იკვებება მბრუნავი იალქნით (Uni-cat Flensburg).

და მხოლოდ 2010 წელს, მსოფლიომ იხილა ისტორიაში მბრუნავი იალქნებით მესამე გემის შუქი - მძიმე სატვირთო E-Ship 1, რომელიც აშენდა Enercon-ის, მსოფლიოში ქარის ტურბინების ერთ-ერთი უმსხვილესი მწარმოებლის დაკვეთით. 2010 წლის 6 ივლისს გემი პირველად გაუშვა და მოკლე მოგზაურობა გააკეთა ემდენიდან ბრემერჰავენში. და უკვე აგვისტოში, იგი გაემგზავრა თავის პირველ სამუშაო მოგზაურობაში ირლანდიაში ცხრა ქარის ტურბინის ტვირთით.

გემი აღჭურვილია Flettner-ის ოთხი როტორით და, რა თქმა უნდა, ტრადიციული მამოძრავებელი სისტემით უქარო და დამატებითი სიმძლავრის შემთხვევაში. მიუხედავად ამისა, როტორული იალქნები მხოლოდ დამხმარე პროპელერებს ემსახურებიან - 130 მეტრიანი სატვირთო მანქანისთვის მათი სიმძლავრე საკმარისი არ არის სათანადო სიჩქარის გასავითარებლად. ძრავები არის Mitsubishi-ის ცხრა ელექტროსადგური, ხოლო როტორები ბრუნავს Siemens-ის მიერ წარმოებული ორთქლის ტურბინით, რომელიც იკვებება გამონაბოლქვი აირებით. როტორული იალქნები ზოგავს 30-დან 40%-მდე საწვავს 16 კვანძზე.

მაგრამ კუსტოს ტურბო იალქნი ჯერჯერობით რაღაც დავიწყებაში დარჩა: "ალკიონე" და დღეს არის ერთადერთი სრული ზომის ხომალდი ამ ტიპის ძრავით. გერმანელი გემთმშენებლების გამოცდილება გვიჩვენებს, აქვს თუ არა აზრი მაგნუსის ეფექტით მომუშავე აფრების თემის შემდგომ განვითარებას. მთავარია იპოვოთ იგი ეკონომიკური დასაბუთებადა დაამტკიცეთ ეფექტურობა. და აი, ხედავთ, მთელი მსოფლიო გადაზიდვები გადადის იმ პრინციპზე, რომელიც ნიჭიერმა გერმანელმა მეცნიერმა აღწერა 150 წელზე მეტი ხნის წინ.

კვლევითი ხომალდი « კალიფსო» წარმატებით გადაურჩა ქარიშხალს და შტორმს. ოცდათხუთმეტი წლის განმავლობაში იგი გაუძლო ტალღების და ქარის სასტიკი შემოტევას. ამ გემმა მძვინვარე ოკეანეში ჩაძირული გემი გადაარჩინა და ჩაძირული გემებიდან ეკიპაჟები ამოიღო. ჟაკ ივ კუსტოოცნებობდა ქარის ძალის სასარგებლოდ გამოყენებაზე. კაპიტანი კუსტოოცნებობდა, რომ ქარი მისი მოკავშირე გახდებოდა. წყნარ ოკეანეში ცურვისას ჟაკ ივ კუსტოიყენებდა მცურავი გემს. სწორედ მაშინ გაუჩნდა მკვლევარსა და ნავიგატორს იდეა, დაეტოვებინათ ტრადიციული აფრები და შეემუშავებინათ ახალი ლითონის კონსტრუქცია. ქალაქ ლა როშელში კაპიტანი კუსტო ახალი ტიპის შექმნას შეუდგა.

კვლევითი ხომალდი "კალიფსო"

ჟაკ ივ კუსტოთავისი ნიჭი მიუძღვნა ზღვის სიღრმის შესწავლას, მაგრამ რაღაც მომენტში მან გადაწყვიტა თავისი ნებით დაემორჩილებინა ქარის ღმერთი იოლა. ადამიანს ყოველთვის სურდა ზღვაზე გაცურვა, ააშენა. ჯერ მხოლოდ ნიჩბებით, შემდეგ იალქნიანი ნავით, შემდეგ ნახშირითა და დიზელის საწვავით, ახლა ატომური ელექტროსადგურით. თუმცა, ახლა დადგა დრო ფუნდამენტურად ახალი ტიპის ეკოლოგიურად სუფთა გემების გაჩენისთვის. და კუსტოს მიერ გამოგონილი გემები გახდა ასეთი უჩვეულო გემი.

ოკეანური ხომალდი "MOULIN A VENT"

ჟაკ-ივ კუსტო მივიდა დასკვნამდე, რომ მის მიერ შექმნილი ინსტალაცია მნიშვნელოვნად უნდა აღემატებოდეს ტრადიციული ტიპის იალქნების ეფექტურობას. თვისება რომ კუსტომ შექმნაარის იალქანი, რომლის ნაცვლად დამონტაჟებულია ღრუ აეროდინამიკური სვეტი, რაც შესაძლებელს ხდის ქარის ძალის ეფექტურად გამოყენებას.

პირველი პროექტი ჟაკ ივ კუსტოგანხორციელდა 1983 წლის 12 ოქტომბერს. გემი " MOULIN A VENT”გაისროლეს და კუსტოს გუნდი ზღვაზე გაემგზავრა ტესტების ჩასატარებლად, რის შედეგადაც თეორია პრაქტიკაში შემოწმდა. საფუძველი იყო კატამარანის კორპუსი, რომლის გემბანზე დამონტაჟდა პლატფორმა იალქნის ტიპის ტურბო ძრავით. დახრილობის კუთხის, აფრების არეალის შეცვლის მთელი ოპერაცია განხორციელდა კაპიტნის ხიდიდან ელექტროძრავების ღილაკების დაჭერით. Გემის სახელი MOULIN A VENT”იგულისხმება Windmill ღვინის ჯიში, რომელიც ყველას უყვარდა კუსტოს გუნდი. ღრუ აეროდინამიკური სვეტის ორივე მხარეს არის ლითონის ბადეები დახრილობის ცვლადი კუთხით, დამზადებულია ნახევარწრილების სახით, რაც უზრუნველყოფს მილის შიგნით ქარის ნაკადის მაღალ წინააღმდეგობას.

ქარის გვირაბის შიგნით

ქარის ძალის გამო, როდესაც ვენტილატორი გამორთულია, ასეთი დიზაინი, თუნდაც პასიურ მდგომარეობაში, 2-ჯერ უფრო ეფექტურია, ვიდრე უბრალო იალქანი. როდესაც ჰაერი მიეწოდება აფეთქების საშუალებით, ეფექტურობა კიდევ უფრო დიდი ხდება. სვეტის შიგნით, შემომავალი ჰაერის ნაკადების გაჩენა, რაც ამცირებს აფრების ეფექტურობას, სრულიად გამორიცხულია.

ინსტალაციის ეფექტურობამ არ დააყოვნა, ქარის სიჩქარით 30 კვანძი, გემმა განავითარა 11 კვანძის სიჩქარე. მაგრამ მალე მილმა ვერ გაუძლო ატლანტის ოკეანის ძლიერ შტორმებს და გატეხა, საბედნიეროდ, უშედეგოდ. სვეტის განადგურების მიზეზი საკინძების გაფხვიერება და ძველის არასტაბილურობა გახდა.

ჰიდროგრაფიული ხომალდი "ალკიონი"

ალკიონე

ალკიონე კანადაში

ალკიონე

ალსიერთი" ზღვაში

ალკიონი პორტში

ჟაკ ივ კუსტოგადაწყვიტა არ შეეჩერებინა უკვე დადებით შედეგზე და 1985 წლის მაისში მან შექმნა კიდევ ერთი გემი სახელწოდებით " ალკიონი". ოკეანეში მიმავალ გემს ქალიშვილის სახელი ეწოდა ბერძნული ღმერთიქარი. გემის მეორე პროექტი ასევე აღჭურვილია აეროდინამიკური ინსტალაციით. წინა ცდისა და შეცდომის გათვალისწინებით ახალზე ოკეანის ხომალდიდამონტაჟდა ორი სვეტი. ტესტები ლა როშელის პორტის - ნიუ-იორკის მარშრუტზე მიმდინარეობდა.

ჟაკ ივ კუსტო

კაპიტანი კუსტო

ჩარჩო ჰიდროგრაფიული ხომალდიიგი დამზადებული იყო ალუმინისგან, რამაც საშუალება მისცა შემცირდეს პიტინგი. კაპიტნის ხიდიდან შეგიძლიათ აკონტროლოთ ყველა აღჭურვილობის მუშაობა და რაც მთავარია შეცვალოთ ინსტალაციის დახრილობის კუთხე. ბორტ კომპიუტერი საშუალებას გაძლევთ გაანალიზოთ მისი მუშაობა.

ჟურნალის მკითხველებს მინდა ვუთხრა კატამარანის შესახებ, რომლის მოძრაობა განხორციელდა მაგნუსის ეფექტის გამოყენებით. მაგნუსის ეფექტი არის ის, რომ როდესაც ჰაერი მიედინება მბრუნავი სხეულის გარშემო, წარმოიქმნება ძალა, რომელიც პერპენდიკულარულია დინების მიმართულებაზე. როდესაც ცილინდრი ბრუნავს, მაგალითად, მის კედლებთან ახლოს მყოფი ჰაერის ფენები ასევე იწყებენ წრეში მოძრაობას, რის გამოც მბრუნავი სხეულის ერთ მხარეს ცილინდრის გარშემო დინების სიჩქარე იზრდება და მეორე მხარე - შემცირება. შედეგად, ცილინდრის ზედაპირთან ფორმირდება მაღალი და დაბალი წნევის ზონები, რაც იწვევს ძალის წარმოქმნას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას გემების გადასაადგილებლად. ეს არის იგივე ძალა, რომელიც ცვლის "დაჭრილი" ბურთების ფრენის მიმართულებას ჩოგბურთსა და ფეხბურთში.

მაღალი წნევის ზონიდან დაბალი წნევის ზონამდე ჰაერის ნაკადის შესამცირებლად, ცილინდრის ბოლოებზე უფრო დიდი დიამეტრის დისკებია დამონტაჟებული.

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მაგნუსის ეფექტი მაქსიმალურია, როდესაც ცილინდრის მბრუნავი ზედაპირის წრფივი სიჩქარე ქარის სიჩქარეზე დაახლოებით ოთხჯერ აღემატება. ამ შემთხვევაში, როტორის ბიძგი ათჯერ აღემატება აფრების ბიძგს ფართობის ტოლი.

1920-იან წლებში ორი დიდი ტევადობის გემი აღჭურვილი იყო მსგავსი როტორებით. ოკი ახორციელებდა ტრანსატლანტიკურ მოგზაურობებსაც კი, რომლებიც მომავალში არ აშენდა, მეტწილად მასიური ლითონის როტორების მოცულობის გამო, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს გემის გადაბრუნება ძლიერი ქარის დროს.

... რატომღაც, კრასნოიარსკის წყალსაცავში დასვენებისას, ჩემი მეგობრების, ნ.ბესკროვნისა და ვ.ბრინის დახმარებით, ავაშენე კატამარანი დასაკეცი რბილი როტორით. ჩვენს განკარგულებაში მხოლოდ სამი კვირა გვქონდა, ამიტომ უნდა გაგვეკეთებინა ნაკლებად ეფექტური Savonius როტორი, რომელიც არ საჭიროებს ძრავას.

Savonius-ის როტორი შედგება ორი ნახევრად ცილინდრული ზედაპირისგან, რომლებიც გადაადგილდებიან ერთმანეთთან შედარებით რადიუსის სიგრძით.

ქარის მოქმედებით როტორი ბრუნავს და მისი ხაზოვანი სიჩქარე არ აღემატება 1,7 ქარის სიჩქარეს. ამის გამო, მაგნუსის ეფექტი სავონიუსის როტორზე 2-3-ჯერ სუსტია, ვიდრე იძულებით შემობრუნებული როტორებისთვის.

როტორი (იხ. ნახ.) შედგება ორი ჩარჩოსგან - დისკებისა და ნახევარცილინდრისგან, შედუღებული Ø 10 მმ ზოლიდან. ღეროები, რომლებიც ქმნიან ნახევარცილინდრის ჩარჩოს, ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მკვრივი ქსოვილის პანელებით. ორივე დისკის ჩარჩოს ბოლოები თოკით არის მიბმული. ზემოდან და ქვევით ჩამოყალიბებული ექვსკუთხედები ტილოთაა შემოსილი. თოკი ასევე ემსახურება როტორის ღერძს, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დაკეცოთ აფრები.

თითოეულ პანელზე იკერება ქსოვილის ორი ზოლი, რომლის ქვეშაც 6 სმ სიგანისა და 80 სმ სიგრძის რეზინის სამედიცინო სახვევებია გავლებული; მათი ბოლოები მიბმულია წნელებზე. პანელებზე მიმაგრებულია Ø 4 მმ ფოლადის ზოლისგან დამზადებული გამაგრების ჩარჩო.

მოქნილი ღერძი და თოკები, რომლებიც უზრუნველყოფენ როტორს დაძაბულობას, მიბმულია სამონტაჟო ფრჩხილებზე, რომლებიც დაკავშირებულია დამხმარე საკისრებთან. ჩვენ გამოვიყენეთ ჩვეულებრივი ბურთულიანი საკისრები; მათ სრულად იმართლეს თავი - როტორი ბრუნავდა ქარის ოდნავი ამოსუნთქვისას.

1, 2 - ნახევარჩარჩოს ზედა, 3 - როტორის დისკის ჩარჩო, 4 - როტორის ქსოვილი, 5 - დისკის ქსოვილი, 6 - როტორის თოკის ღერძი, 7 - ქსოვილის ზოლები, 8 - რბილი ჩარჩო (სამედიცინო რეზინის სახვევი ), 9 - მყარი ნახევარჩარჩო, 10 - თოკის გაფართოება, 11 - U- ფორმის საყრდენი ანძა, 12 - კატამარანის განივი სხივი, 13 - ქვედა დაჭიმვის კაბელი, 14 - სხივის სამაგრი, 15 - დაჭიმვის კაბელის ბერკეტი, 16 - როტორის საკიდი, 17 - დაკიდების სამაგრი, 18 - ტარების კორპუსი , 19 - საკისარი, 20 - დაკიდების კაკალი, 21 - ბლოკი. საჭე არ არის ნაჩვენები.

კატამარანის ფლოტი არის ტილოს გადასაფარებლები. თითოეული შეიცავს რეზინის ქსოვილისგან დამზადებულ სამ ბუშტს (ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ბურთის კამერები). ჩვენ მივამაგრეთ ფლაკონები დრიფტის ხისგან დამზადებულ ჩარჩოზე (ისეთი ბევრია კრასნოიარსკის წყალსაცავის ნაპირებზე]. კატამარანის კორპუსის კონსტრუქცია დეტალურად არ ჯდება, რადგან ალმანახში "ნავები და იახტები" არაერთხელ საუბრობდნენ. ჩვენზე უკეთესი დიზაინის გასაბერი კატამარანის შესახებ.

როტორი დამონტაჟებულია შემდეგნაირად. ჯერ ის, რეზინის ბაფთით შეკრული, U- ფორმის საყრდენის ბლოკებში გავლილი თოკის დახმარებით მაღლა დგება. შემდეგ მას ხელით ათრევენ კატამარანის სხივში დამაგრებულ რგოლში გავლილი თოკით. თოკის ბოლო 15 - 20 სმ უნდა გამოიყვანოთ ბერკეტით.

კატამარანი 10 დღის განმავლობაში ცდა ძალიან მსუბუქ ქარზე. ქარი ძლიერად მიგვაჩნია, თუ 30 სმ სიგრძის ძაფი 30-40°-ით გადახრილია.

ასეთი ქარის დროს კატამარანი ტრიალებდა და ქართან მიმართებაში 100-110°-ზე მკვეთრი კუთხით ვერ ცურავდა. საყრდენის შესაცვლელად საჭირო იყო როტორის გადაბრუნება, რასაც 5-6 წუთი დაგვჭირდა.

სიჩქარის გაზომვა არ გაკეთებულა, მაგრამ მომდევნო ზაფხულს იგივე კატამარანი ცურავდა ჩვეულებრივი 6 მ2 იალქნით, როგორც როტორით, მაგრამ ის უკეთესად მოძრაობდა იალქნით.

ჩვენ არ გირჩევთ ჩვენს კატამარანს, როგორც ზუსტი ასლის მაგალითს, რადგან მრავალი სტრუქტურული კომპონენტი წარუმატებელი აღმოჩნდა. მაგალითად, ბოლო დისკების კიდეები უნდა იყოს დამზადებული ზოლიდან ან პლასტმასის მილებიდან. ჩვენი გამოცდილება მხოლოდ მოწმობს გემის აშენების შესაძლებლობას ძალზე ორიგინალური და, ჩვენი აზრით, პერსპექტიული გზით, რათა შეიქმნას ბიძგი.

მბრუნავი გემებით დაინტერესებული მკითხველები აუცილებლად შეძლებენ უკეთესი დიზაინის შექმნას. გვეჩვენება, რომ ყველაზე საინტერესო კატამარანის კონსტრუქციაა დასაკეცი ცილინდრით, რომელსაც ბრუნავს მსუბუქი შიდაწვის ძრავა. ცილინდრი შეიძლება დამზადდეს გასაბერი ბუშტის სახით ან ჰქონდეს გაჭიმვადი დიზაინი, როგორც ჩვენს მიერ გაკეთებული როტორი.

მოყვარულთა მიერ შემოწმებულმა დიზაინებმა შეიძლება გამოიყენონ ეროვნულ ეკონომიკაში.

ჩვენი აზრით, სატვირთო გემებზე დამხმარე ძრავად შეიძლება გამოვიყენოთ გასაბერი ან გაჭიმვადი როტორები ელექტროძრავებით, რომლებიც დამონტაჟებულია ტვირთის ბუმების დახმარებით.