Роторный корабль
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Роторного корабля )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Винтокрылый корабль E-Ship 1

Ротора судно представляет собой тип судна , предназначенный для использования эффекта Магнуса для приведения в движение . Корабль приводится в движение, по крайней мере частично, большими вертикальными роторами , иногда называемыми роторными парусами . Немецкий инженер Антон Флеттнер был первым, кто построил корабль, который попытался использовать эту силу для движения, а корабли, использующие его тип ротора, иногда называют кораблями Флеттнера .

Эффект Магнуса - это сила, действующая на вращающееся тело в движущемся воздушном потоке, которая создает силу, перпендикулярную как направлению воздушного потока, так и оси ротора.

Принцип работы

Эффект Магнуса , изображенный с обратным вращением цилиндра в воздушном потоке. Стрелка представляет результирующую боковую силу, которую можно использовать для движения корабля. Фигурные линии тока представляют собой турбулентный след. Воздушный поток отклоняется в сторону вращения.

Ротор или корабль Флеттнера предназначены для использования в качестве движения эффекта Магнуса . [1] Эффект Магнуса - это сила, действующая на вращающееся тело в движущемся воздушном потоке, которая действует перпендикулярно как направлению воздушного потока, так и оси ротора. [2] Ротор Magnus, используемый для приведения в движение корабля, называется роторным парусом и устанавливается с вертикальной осью. Когда ветер дует сбоку, эффект Магнуса создает прямую тягу. Таким образом, как и на любом парусном корабле , винтокрылый корабль может двигаться вперед только тогда, когда дует ветер. Самая распространенная форма роторного паруса - это ротор Флеттнера . [2]

Благодаря расположению сил винтокрылый корабль может плыть ближе к ветру, чем обычный парусный корабль. К другим преимуществам относятся простота управления с защищенных навигационных станций и отсутствие требований к закручиванию в тяжелую погоду. [2]

Однако, если корабль меняет галс, так что ветер дует с другой стороны, тогда направление вращения должно быть изменено на противоположное, иначе корабль будет отброшен назад. [2]

Ветер не приводит в действие сам ротор, который должен иметь собственный источник энергии. Как и другие парусные суда, винтокрылые корабли также часто имеют небольшой обычный гребной винт, чтобы обеспечить легкость маневрирования и продвижение вперед на малых скоростях и когда ветер не дует или винт остановлен. В корабле с гибридным ротором гребной винт является основным источником движения, а ротор служит для его разгрузки и, таким образом, увеличения общей экономии топлива. [2] Роторные паруса, как сообщается, позволяют сэкономить 5-20% топлива. [3]

История

Роторный корабль Buckau
Винтокрылый корабль "Барбара" в Барселоне.

Пионеры

Немецкий инженер Антон Флеттнер был первым, кто построил корабль, который попытался использовать эффект Магнуса для движения. [4] [5] При содействии Альберта Бец , Якоба Аккерета и Людвига Прандтля Флеттнер сконструировал экспериментальный роторный сосуд; В октябре 1924 года Germaniawerft закончила строительство большого двухвинтового корабля Buckau . [6] Судно представляло собой переоборудованную шхуну с двумя цилиндрами (или роторами) примерно 15 метров (50 футов) в высоту и 3 метра (10 футов) в диаметре, приводимых в движение электрической силовой установкой мощностью 50 л.с. (37 кВт). . [ необходима цитата]

Buckau отплыл из Данцига в Шотландию через Северное море в феврале 1925 года [7] судно может лавировать (парус против ветра) на 20-30 градусов, [6] , следовательно , роторы не дают повод для беспокойства в штормовой погоде. [ необходима цитата ] Корабль был переименован в Баден-Баден в честь немецкого курортного города и 31 марта 1926 года отправился в Нью-Йорк через Южную Америку , прибыв в гавань Нью-Йорка 9 мая. [8]

Корабль оказался неэффективным в этих рейсах: мощность, потребляемая при вращении 15-метровых барабанов, была несоразмерна силовому эффекту по сравнению с обычными гребными винтами. Поскольку система не могла конкурировать с экономической точки зрения, Флеттнер переключил свое внимание на другие проекты, и роторы были удалены. [9]

В 1926 году на верфи AG Weser в Бремене было построено более крупное судно с тремя роторами Barbara . [10]

Современные суда

Катамаран Фленсбург на Кильской неделе 2007
Maersk Pelican - самые большие роторы Flettner в мире по состоянию на 2019 год.

Интерес к роторным парусам возродился в 1980-х годах как способу повышения топливной эффективности кораблей с традиционными двигателями.

2 августа 2008 года компания Enercon спустила на воду гибридный роторный корабль E-Ship 1. С 2010 года он использовался для перевозки турбин и другого оборудования компании. [11] [12] Enercon заявляет, что «эксплуатационная экономия топлива составляет до 25% по сравнению с обычными грузовыми судами такого же размера». [13]

Университет Фленсбург разрабатывает катамаран Фленсбург или Uni-Cat Фленсбург , ротор с приводом катамаран . [14]

В 2007 году Стивен Х. Солтер и Джон Латем предложили построить 1500 роботизированных кораблей с ротором для смягчения последствий глобального потепления . Корабли будут распылять в воздух морскую воду, чтобы улучшить отражательную способность облаков . [15] [16] Опытный образец винтокрылого корабля был испытан в рамках проекта «Открытие Земли» . Роторы были сделаны из углеродного волокна и были прикреплены к модернизированному тримарану и стабильно продвигали судно по воде со скоростью шесть узлов. [ необходима цитата ]

В 2009 году Wärtsilä предложила круизный паром, на котором будут использоваться роторы Flettner как средство снижения расхода топлива. Финский паромный оператор Viking Line принял эту идею, построив MS Viking Grace в 2011–2012 годах, первоначально без роторов. [17] Роторная система была модернизирована в 2018 году. [18]

В 2014 и 2015 годах Norsepower установила двухвинтовые паруса на судно M / V Estraden финской судоходной компании Bore RoRo . [19] В мае 2018 года грузовое судно Fehn Pollux постройки 1996 года немецкой компании Fehn Shipmanagement ( Leer ) было оснащено 18-метровым ротором Flettner типа EcoFlettner спереди. [20]

В 2018 году Norsepower разместила винтовые паруса вместе с крупнейшей в мире судоходной компанией Maersk . Maersk пеликан , класс танкера LR2, был оснащен двумя Norsepower ротора парусов. [21] [22]

Сухогруз MV Afros (IMO 9746803) эксплуатировал четыре подвижных ротора в течение года с положительными результатами. [23] [24] [25] [26]

В 2021 году Norsepower установила пять наклоняемых роторных парусов на железорудный транспортер Vale, чтобы можно было маневрировать под мостами. [3] [27]

Смотрите также

  • Альциона
  • Роторная бомба Флеттнера
  • Крыло ротора
  • Турбопарус
  • Корабль-мельница
  • Wingsail

использованная литература

  1. ↑ Хьюберт Шансон (30 августа 2013 г.). Прикладная гидродинамика: Введение . CRC Press. С. 100–. ISBN 978-1-315-86304-7.
  2. ^ а б в г д Гилмор, CP (1984). «Вращающийся парус: использует таинственный эффект Магнуса для движения корабля», Popular Science (январь), стр. 70-73, см. [1] , по состоянию на 13 октября 2015 г.
  3. ^ a b «Морское грузовое судно, которое станет первым в мире судном с опрокидывающимися роторными парусами, прибывает в Роттердам» . www.marineinsight.com . Проверено 25 января 2021 .
  4. ^ Anon .; «Первая винтовая лодка Америки» , Popular Science Monthly , сентябрь 1925 г., стр. 27.
  5. ^ GA Tokaty (20 февраля 2013). История и философия механики жидкости . Курьерская корпорация. С. 150–. ISBN 978-0-486-15265-3.
  6. ^ a b Зойферт, Вольф и Зеуферт, Ульрих; «Критики, рассуждающие о кораблях Флеттнера» , New Scientist , 10 марта 1983 г., стр. 656-659.
  7. ^ Г.А. Токаты (1994). История и философия механики жидкости . Курьерская корпорация. С. 152–. ISBN 978-0-486-68103-0.
  8. ↑ Военно-морской институт США (1970). Ход работы .
  9. ^ Рэй, Кейт (февраль 2016 г.). Самый странный самолет всех времен . Страуд, Глостер GL5 2QG: История Press. п. 48. ISBN 9780750960977.CS1 maint: location ( ссылка )
  10. ↑ Fred M Walker (5 мая 2010 г.). Корабли и судостроители: пионеры дизайна и строительства . Издательство Сифорт. С. 220–. ISBN 978-1-84832-072-7.
  11. ^ Бахман Zohuri (3 сентября 2016). Ядерная энергия для производства водорода с помощью промежуточных теплообменников: возобновляемый источник энергии . Springer. С. 23–. ISBN 978-3-319-29838-2.
  12. ^ Кеннеди, Джон (2010). «Открытие: современный грузовой корабль для стыковки с ветряными турбинами» . Кремниевая Республика (Online, 10 августа) . Проверено 12 октября 2015 года .
  13. ^ Анон. (2012). "PM E-Ship1 Ergebnisse DBU" (PDF) . Enercon.de. Архивировано из оригинального (PDF) 7 июня 2014 года . Проверено 12 октября 2015 .
  14. ^ Анон. (2015). «Ротор Флеттнера» . Thiiink Holding . Проверено 12 октября 2015 года .
  15. ^ Лэтэм, Джон (2007). «Футуристический флот« облачников »(15 февраля)» . BBC. Архивировано из оригинала на 2012-07-25 . Проверено 25 июля 2012 .
  16. ^ Солтер, Стивен; Сортино, Грэм; Латам, Джон (2008). «Морское оборудование для метода нейтрализации глобального потепления с использованием альбедо облаков» . Фил. Пер. R. Soc. . 366 (1882, 13 ноября): 3989–4006. Bibcode : 2008RSPTA.366.3989S . DOI : 10,1098 / rsta.2008.0136 . PMID 18757273 . Проверено 27 июля 2009 . 
  17. ^ Рейникайнен, Кари (2009). «Проект круизного парома Wartsila для энергии ветра и СПГ [сжиженного природного газа]» . Круизный бизнес онлайн (22 июня). Архивировано из оригинала на 2011-07-08 . Проверено 19 января 2010 .
  18. ↑ Брайс, Эмма (29 мая 2018 г.). «Дешевая нефть убила парусные корабли. Теперь они вернулись и стали полностью трубчатыми» . Проводная Великобритания . Проверено 29 мая 2018 .
  19. ^ "Norsepower" . www.norsepower.com . Проверено 25 ноября 2016 .
  20. ^ С помощью энергии ветра Флеттнера . В: Международный морской журнал Hansa , 9/2018, Гамбург 2018, стр. 58/59
  21. ^ "Роторные паруса, установленные на борту танкера Maersk в 1-е место в мире" . 30 августа 2018 г.
  22. ^ "Norsepower Rotor Sails подтвердила экономию 8,2% топлива и связанного CO2 в проекте Maersk Pelican" . 24 октября 2019 г.
  23. ^ Доставка, зеленый (13 марта 2019 г.). «Blue Planet Shipping получает награду GREEN4SEA Dry Bulk Operator» . SAFETY4SEA . Проверено 6 апреля 2019 .
  24. ^ "Видео: Система ротора ANEMOI Flettner - парусный спорт MV Afros" . 4 июня 2018.
  25. ^ "Видео: ANEMOI движущаяся роторная система Флеттнера - причал MV Afros" . 26 ноября 2018.
  26. ^ Альмендраль, Аврора (2021-06-24). "Могут ли массивные грузовые суда использовать ветер, чтобы стать экологичным?" . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 29 июня 2021 . 
  27. ^ "Norsepower: 5 наклоняемых роторных парусов, установленных на зафрахтованном Vale рудновозом" . Офшорная энергетика . 2021-05-14 . Проверено 9 июня 2021 .

внешние ссылки

  • Статья Центра изучения технологий
  • Фотография Баден-Бадена в гавани Нью-Йорка
  • Скважина для испытаний Norsepower Rotor Sail на Ro-Ro
  • Видео Rotor Sail в действии на борту Viking Grace
  • Вклад движущей силы воздушного змея и ротора Флеттнера на выбранных маршрутах доставки
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Rotor_ship&oldid=1040562019 »
Contribute a better translation