Корабль ротора
Корабль ротора - это тип корабля, предназначенный для использования эффекта Magnus для движения . Корабль продвигается, по крайней мере частично, большими мощными вертикальными роторами , иногда известными как роторные паруса . Немецкий инженер Антон Флиттнер был первым, кто построил корабль, который попытался использовать эту силу для движения, а корабли, используя его тип ротора, иногда называют кораблями Флеттнера . [ 1 ]
Эффект магнуса представляет собой силу, действующую на вращающегося корпуса в движущемся воздушном потоке, которая производит силу, перпендикулярную как направлению воздушного потока, так и оси ротора.
Принципы операции
[ редактировать ]
Ротор или корабль Flettner предназначены для использования эффекта Magnus для движения. [ 2 ] Эффект магнуса вызван вращающимся корпусом в движущемся воздушном потоке или движущимся корпусом, которое вращается (например, шарик), которое тянет воздух круглым на одну сторону объекта, используя трение кожи, создавая разницу в воздухе давление с одной стороны на другую. Это вызывает боковую силу на объекте, заставляя вращающееся тело двигаться в сторону низкого давления, где существует наименьшее сопротивление. На корабле это боковое усилие сопротивляется корпусу, и компонент этой силы может использоваться для продвижения корабля вперед, при условии, что направление корабля обычно находится в зоне низкого давления. Магнус -ротор, используемый для продвижения корабля, называется плаванием ротора и монтируется с вертикальной осью. Когда ветер дует со стороны, эффект Magnus создает вперед тягу. Наиболее распространенной формой плавания ротора является ротор Flettner . [ 3 ] [ неудачная проверка ] Ветер не питает ротор, который вращается своим собственным источником питания.
Из -за расположения сил корабль ротора может плыть ближе к ветру, чем обычное парусное судно. Другие преимущества включают в себя легкость контроля от защищенных навигационных станций и отсутствие требований к задумке в тяжелую погоду. [ 3 ]
Если корабль меняет так, чтобы ветер исходил с другой стороны, направление вращения должно быть обращено вспять; Корабль в противном случае будет продвигаться задом наперед. [ 3 ]
Парусные корабли, в том числе корабли ротора, часто также имеют небольшой обычный винт, чтобы обеспечить легкость маневренности и движения вперед на медленных скоростях, и когда ветер не дует или ротор останавливается. В гибридном корабле ротора пропеллер является основным источником движения, в то время как ротор служит для его разгрузки и, таким образом, увеличивает общую экономию топлива. [ 3 ] Сообщалось, что парус ротора генерирует 5-20% экономии топлива. [ 4 ]
История
[ редактировать ]
Пионеры
[ редактировать ]Немецкий инженер Антон Флиттнер был первым, кто построил корабль, который попытался использовать эффект Magnus для движения. [ 5 ] [ 6 ]
Buckau
[ редактировать ]В содействии Альберту Бетцу , Якобу Акерет и Людвиге Прандтл , Флеттнер построил экспериментальный сосуд ротора; Октябрь 1924 г. Германия завершил строительство большого двухродового корабля по имени Бакау . [ 7 ] Сосуд представлял собой переоборудованную шхуну , которая несла два цилиндра (или роторы) высотой приблизительно 15 метров (50 футов) и 3 метра (10 футов) в диаметре, приводимой в силу электрической двигательной двигателя мощностью 50 л.с. (37 кВт). [ Цитация необходима ]
Бакау в отплыл из Данцига Шотландию через Северное море в феврале 1925 года. [ 8 ] Корабль мог прийти (плыть на ветер) при 20–30 градусах, [ 7 ] Следовательно, роторы не давали причины для беспокойства в штормовую погоду. [ Цитация необходима ] Корабль был переименован в Баден Баден после того, как немецкий спа -центр и 31 марта 1926 года отправился в Нью -Йорк через Южную Америку, прибыв в гавань Нью -Йорка 9 мая. [ 9 ]
Некоторые источники утверждают, что корабль оказался неэффективным в этих путешествиях, что власть, потребляемая путем вращения 15-метровых барабанов высотой, была непропорциональной движущим эффектам по сравнению с обычными пропеллерами. [ 10 ]
Эта точка зрения противоречит другим, которые утверждают, что «из -за впечатляющих результатов, Баку был введен в эксплуатацию для перевозки массовых грузов через Северную Атлантику и Балтийское море (Seufert & Seufert, 1983). 31 марта 1926 года The Buckau , Теперь переименован в Баден-Бэдена , отправившись в Нью-Йорк через Южную Америку, 6200 морских миль по всей Атлантике использовал только 12 тонн масла, по сравнению с 45 тонн для моторного корабля того же размера без роторов (Nuttall & John, 2016) Прибыв в Нью -Йорк -гавань 9 мая (История Феттнера Ротора, Северная Каролина) ». [ 11 ]
Последняя оценка, по -видимому, является более точной, поскольку результат эксперимента Buckau привел к разработке следующего корабля ротора, Барбары .
Барбара
[ редактировать ]В 1926 году, более крупный корабль с тремя роторами, Барбара была построена на верфи в Бремене. [ 12 ] Он доказал, что он надежно выполнял «как обычный грузовой вечер в Средиземноморье между 1926 и 1929 годами. К 1928 году Флеттнер получил приказы на шесть новых кораблей класса Барбары. Однако ... произошло глобальное экономическое авария, вызвавшее снижение покупок потребителей. Доверие. Небольшой для судоходных компаний рассмотреть инвестиции из -за длительного периода окупаемости ». [ 11 ]
Современные сосуды
[ редактировать ]
Интерес к роторным парусам возродился в 1980 -х годах, как способ повышения топливной эффективности общепринятого корабля.
Enercon запустил гибридный Rotor Ship E-Ship 1 2 августа 2008 года. С 2010 года он использовался для транспортировки турбинных продуктов и другого оборудования компании. [ 13 ] [ 14 ] Enercon утверждает, что «Экономия топлива до 25% по сравнению с обычными грузовыми судами того же размера». [ 15 ]
Университет Фленсбурга разрабатывает Flensburg Catamaran или Uni-Cat Flensburg , управляемый роторами , катамаран . [ 16 ]
В 2007 году Стивен Х. Солтер и Джон Лэтэм предложили здание из 1500 роботизированных кораблей ротора, чтобы смягчить глобальное потепление . Корабли распыляли морскую воду в воздух, чтобы повысить отражательную способность облака . [ 17 ] [ 18 ] Прототип роторного корабля был протестирован на проекте Discovery Earth . Роторы были изготовлены из углеродного волокна и были прикреплены к модернизированному тримарану и выдвигали сосуд стабильно через воду со скоростью шести узлов. [ Цитация необходима ]
В 2009 году Wärtsilä предложил Cruiseferry , которая использовала бы роторы Flettner в качестве средства снижения расхода топлива. Финского парома Линия викинга приняла эту идею, когда г -жа Викинг Грейс построена в 2011–2012 годах, изначально без роторов. [ 19 ] Система ротора была модифицирована в 2018 году. [ 20 ]
В 2014 и 2015 годах NorsePower установила парусные паруса Twin Rotor на финскую судоходную компанию Bore Sadsel M/V Estraden . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] В мае 2018 года построенный грузовой корабль 1996 года Fehn Pollux из немецкого Shipmanagement Fehn ( LEER ) был оснащен 18-метровым ротором Flettner Long Flettner типа Ecoflettner на передней части. [ 24 ]
В 2018 году Norsepower развернула роторные паруса с крупнейшей в мире судоходной компанией Maersk . Maersk Pelican , танкер класса LR2, был оснащен двумя сранзельными роторами. [ 25 ] [ 26 ]
MV AFROS (IMO 9746803) Основной носитель управлял четырьмя подвижными роторами в течение года с положительными результатами. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]
В 2021 году с носорухой установил пять наклонных роторов на овозку железной руды, управляемой вале; Дизайн наклона, предназначенная для того, чтобы позволить маневрирование ниже мостов. [ 4 ] [ 31 ]
Scandlines управляет двумя гибридными паромами с Rotorsail, M/F Copenhagen и M/F Berlin . [ 32 ]
В октябре 2023 года Airbus объявила, что в 2026 году он заказал шесть кораблей с роторами Flettner для въезда в службу в 2026 году для перевозки секций самолетов в свою сборку США. [ 33 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хьюберт Шансон (30 августа 2013 г.). Прикладная гидродинамика: введение . CRC Press. С. 100–. ISBN 978-1-315-86304-7 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Гилмор, CP (1984). «Spin Sail: использует таинственный магнитный эффект для движения корабля», « Популярная наука (январь), с. 70-73, см. [1] , по состоянию на 13 октября 2015 года.
- ^ Jump up to: а беременный «Морской грузовой корабль станет первым в мире судом с наклонными роторами парусами в Роттердаме» . www.marineinsight.com . 13 января 2021 года . Получено 2021-01-25 .
- ^ Anon.; «Первая ротовая лодка Америки» , популярная наука ежемесячно , сентябрь 1925 г., стр. 27.
- ^ GA Tokaty (20 февраля 2013 г.). История и философия механики жидкости . Курьерская корпорация. С. 150–. ISBN 978-0-486-15265-3 .
- ^ Jump up to: а беременный Seufert, Wolf & Seufert, Ulrich; «Критики в списке над кораблями Феттнера» , New Scientist , 10 марта 1983 г., с. 656-659.
- ^ GA Tokaty (1994). История и философия механики жидкости . Курьерская корпорация. С. 152–. ISBN 978-0-486-68103-0 .
- ^ Военно -морской институт Соединенных Штатов (1970). Разбирательство .
- ^ Рэй, Кит (февраль 2016 г.). Самый странный самолет всех времен . Stroud, Gloucester GL5 2QG: История пресса. п. 48. ISBN 9780750960977 .
{{cite book}}: CS1 Maint: местоположение ( ссылка ) - ^ Jump up to: а беременный «История роторов Флиттнер» .
- ^ Фред М. Уокер (5 мая 2010 г.). Корабли и судостроители: пионеры дизайна и строительства . Seaforth Publishing. С. 220-. ISBN 978-1-84832-072-7 .
- ^ Бахман Зохури (3 сентября 2016 г.). Ядерная энергия для генерации водорода через промежуточные теплообменники: возобновляемый источник энергии . Спрингер. С. 23-. ISBN 978-3-319-29838-2 .
- ^ Кеннеди, Джон (2010). «Discovery: современный грузовой корабль для пристывания с валом ветряных турбин» . Силиконовая Республика (онлайн, 10 августа) . Получено 12 октября 2015 года .
- ^ Анон. (2012). «PM E-Ship1 Ergebnisse dbu» (PDF) . Enercon.de. Архивировано из оригинала (PDF) 7 июня 2014 года . Получено 2015-10-12 .
- ^ Анон. (2015). "Флиттнер ротор" . Thiiink Holding . Получено 12 октября 2015 года .
- ^ Латхэм, Джон (2007). «Футуристический парк« Cloudseeders »(15 февраля)» . Би -би -си. Архивировано из оригинала 2012-08-25 . Получено 2012-07-25 .
- ^ Солтер, Стивен; Сортино, Грэм; Латхэм, Джон (2008). «Морское оборудование для облачного альбедо метод обращения глобального потепления» . Фил. Транс. R. Soc. А 366 (1882, 13 ноября): 3989–4006. BIBCODE : 2008RSPTA.366.3989S . doi : 10.1098/rsta.2008.0136 . PMID 18757273 . Получено 2009-07-27 .
- ^ Reinikainen, Kari (2009). «Ветер и LNG [Liquied Natural Gas] Power Wartsila's Cruise Ferry Design» . Круизный бизнес онлайн (22 июня). Архивировано из оригинала 2011-07-08 . Получено 2010-01-19 .
- ^ Брайс, Эмма (29 мая 2018 г.). «Дешевая нефть убила парусных кораблей. Теперь они вернулись и полностью трубчат» . Wired UK . Получено 29 мая 2018 года .
- ^ «Эстраден с ротором Flettner ведутся» . 10 декабря 2014 года.
- ^ «Состояние технологий» (PDF) . 2022-05-10.
- ^ «Норссера» . www.norsepower.com . Получено 2016-11-25 .
- ^ С ветровой силой Флеттнера . В: Hansa International Maritime Journal , 9/2018, Гамбург 2018, с. 58/59
- ^ «Ротор паруса, установленные на борту танкера Maersk в 1 -м мире» . 30 августа 2018 года.
- ^ «Парусы с носоруйной ротором подтвердили экономию 8,2% топлива и связанный с ними CO2 в проекте Maersk Pelican» . 24 октября 2019 г.
- ^ Доставка, зеленый (13 марта 2019 г.). «Blue Planet Shipping получает награду Green4sea Dry Bulk Operator» . Safety4sea . Получено 6 апреля 2019 года .
- ^ «Видео: Anemoi Flettner Rotor System - MV Afros Sailing» . YouTube . 4 июня 2018 года. Архивировано с оригинала 2021-12-21.
- ^ «Видео: Anemoi Moving Flettner Rotor System - MV Afros Berthing» . YouTube . 26 ноября 2018 года. Архивировано с оригинала 2021-12-21.
- ^ Almendral, Aurora (2021-06-24). "Могут ли массивные грузовые суда использовать ветер, чтобы стать зеленым?" Полем New York Times . ISSN 0362-4331 . Получено 2021-06-29 .
- ^ «NorsePower: 5 наклонных паруков ротора, установленные на рентабельной рудной операции» . Оффшорная энергия . 2021-05-14 . Получено 2021-06-09 .
- ^ «М/с Берлин получает новый плавание ротора: Ingeniøren наблюдает за процессом» . Поступок 2022-05-30 . Получено 2022-09-14 .
- ^ «Airbus обновляется на океанском транспортном парке, чтобы помочь A320Neo увеличить спрос» . 2023-10-25 . Получено 2023-10-25 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]