Кіріспе
Flettner роторлары бар кеме Роторлы кеме - қозғалыс үшін Магнус әсерін пайдалануға арналған кеме түрі. Кеме, кем дегенде, ішінара, үлкен қозғалтқышпен жұмыс істейтін тік роторлармен, кейде роторлы желкендер деп аталады. Неміс инженері Антон Флетнер осы күшті қозғалтқышты пайдалануға тырысқан кемелерді алғаш рет жасады, ал роторды пайдаланатын кемелерді кейде Флетнер кемелері деп атайды. Магнус эффекті - қозғалатын ауа ағынында айналатын денеге әсер ететін күш, ол ауа ағынының бағыты мен ротордың осьтеріне перпендикуляр күш береді.
A rotor ship is a type of ship designed to use the Magnus effect for propulsion. The ship is propelled, at least in part, by large powered vertical rotors, sometimes known as rotor sails. German engineer Anton Flettner was the first to build a ship that attempted to tap this force for propulsion, and ships using his type of rotor are sometimes known as Flettner ships. The Magnus effect is a force acting on a spinning body in a moving airstream, which produces a force perpendicular to both the direction of the airstream and the axis of the rotor.
Жұмыс істеу қағидаттары
Ротор немесе Флетнер кемесі Магнус әсерін қозғалыс үшін пайдалануға арналған. Магнус эффекті қозғалатын ауа ағынында айналатын денеден немесе айналып жатқан қозғалатын денеден (мысалы, доптан) пайда болады, ол ауаны бір жақтан екінші жаққа тартады. Бұл объектке бүйірлік күш түсіреді, бұл айналатын дененің ең аз кедергі бар төменгі қысым жағына қарай қозғалуын тудырады. Кемеде бұл бүйірлік күшке корпус қарсы тұрады және осы күшінің бір бөлігі кемені алға жылжыту үшін пайдаланылуы мүмкін, егер кеменің бағыты әдетте төмен қысым аймағында болса. Кемені қозғалтуға арналған Магнус роторы роторлы желкен деп аталады және осі тік орнатылған. Жел бүйірден соққанда, Магнус эффектісі алға қарай итермелейді. Роторлы желкеннің ең кең таралған түрі - Флетнерлік ротор. Роторлы желкендер 5-20% отын үнемдейді.
Басты жолшылар
Неміс инженері Антон Флетнер Магнус әсерін қозғалтқышта қолдануға тырысқан кемелерді алғаш рет жасады.
Букау
Альберт Бетц, Якоб Акерет және Людвиг Прандтлдың көмегімен Флетнер эксперименталды роторлы кеме жасады; 1924 жылдың қазан айында Германияверфт Буккау деп аталатын екі роторлы үлкен кеме жасауды аяқтады. Кеме екі цилиндрлі (немесе роторлы) шамамен биіктігі мен диаметрі шамамен екі цилиндрлі, электр қозғалтқышымен қозғалатын, қайта жабдықталған шкуна болды. 1925 жылдың ақпан айында "Букау" кемесі Солтүстік теңіз арқылы Данцигтен Шотландияға қарай жүзіп кетті. Кеме 20°30° бұрышта желге қарсы жүзе алатын. Кейбір дереккөздер кеме осы сапарларда тиімді емес екенін, 15 метрлік барабандарды айналдыру арқылы тұтынылатын қуаттылық кәдімгі винттермен салыстырғанда қозғалтқыш әсерге сәйкес келмейтінін айтады. Бұл пікір басқа пікірлерге қайшы келеді: "Бұғау әсерлі өнімділігіне байланысты Солтүстік Атлантика мен Балтық теңізінде ірі жүк тасымалдауға пайдалануға берілді (Seufert & Seufert, 1983). 1926 жылдың 31 наурызында "Букау" қазір "Баден Баден" деп аталады. Ол Оңтүстік Америка арқылы Нью-Йоркке жөнелтілді. Атлантика арқылы 6,200 теңіз милялық сапарға тек 12 тонна жанар-жағармай пайдаланылды. г.) " Соңғы бағалауы дұрыс болып көрінеді, өйткені Букау эксперименті келесі роторлы кеме Барбараның дамуына әкелді.
Some sources claim that the ship had proved inefficient on these voyages, that the power consumed by spinning 15 metre tall drums was disproportionate to the propulsive effect when compared with conventional propellers. That view stands in contrast to others that claim "Due to the impressive performance, the Buckau was put into service to carry bulk cargo across the North Atlantic and the Baltic sea (Seufert & Seufert, 1983). On 31 March 1926, the Buckau, now renamed Baden Baden sailed to New York via South America, the 6,200 nautical mile voyage across the Atlantic used only 12 tons of fuel oil, compared with 45 tons for a motor ship of the same size without rotors (Nuttall & John, 2016), arriving in New York harbor on 9 May (History of Flettner Rotor, n. d.)." The latter assessment seems to be more accurate, as the outcome of the Buckau experiment, resulted in the development of the next rotor ship, the Barbara.
Барбара
1926 жылы Бремендегі А. Г. Весер кеме жасау зауытында үш роторлы үлкен кеме Барбара салынды. Ол 1926 - 1929 жылдар аралығында Жерорта теңізінде "әдеттегі жүк кемесі ретінде" сенімді жұмыс істегенін дәлелдеді. 1928 жылы Флетнер Барбара класының алты жаңа кемесіне тапсырыс алды. Алайда, әлемдік экономикалық құлдырау тұтынушылардың сатып алу сенімділігін төмендетті. Сонымен қатар, теңіз дизель майы (MDO) және оны пайдалану үшін қажетті байланысты қозғалтқыш технологиясы оңай және арзан болды (Nuttall & John, 2016). Ондай кезде отын бағасы ротордың кез келген үнемдеуі кеме компанияларына инвестицияны ұзақ қайтару мерзіміне байланысты қарастыруға тым аз болды дегенді білдірді". Enercon компаниясы "бірдей өлшемді кәдімгі жүк кемелеріне қарағанда 25% дейін отын үнемдеуді" мәлімдейді. Фленсбург университеті фленсбург катамаранын немесе Uni Cat Flensburg ротормен жұмыс істейтін катамаранды әзірлеп жатыр. 2007 жылы Стивен Х. Салтер мен Джон Лэтам ғаламдық жылынуды азайту үшін 1500 робот-роторлы кеме салуды ұсынды. Кемелер бұлттардың сәулесін арттыратын суды ауаға бүркіп тастайтын. Жерді зерттеу жобасында роторлы кеме прототипі сынақтан өтті. Роторлар көміртек талшығынан жасалған, олар тримаранға бекітіліп, суды алты түйін жылдамдықпен тұрақты түрде қозғалтады. 2009 жылы Wärtsilä Flettner роторларын отын тұтынуды азайту құралы ретінде пайдаланатын круиздік паромды ұсынды. Фин ферибот операторы Viking Line идеяны қабылдады, MS Viking Grace 2011-2012 жылдары, бастапқыда роторсыз салынған. Ротор жүйесі 2018 жылы жаңартылды. 2014 және 2015 жылдары Norsepower фин кеме компаниясы Bore-дің RoRo кемесі M/V Estraden-ге қос роторлы желкен орнатты. 2018 жылдың мамыр айында 1996 жылы салынған Fehn Pollux жүк кемесі Германиядағы Fehn Shipmanagement (Leer) компаниясының алдында 18 метрлік EcoFlettner типті Flettner роторы орнатылды. 2018 жылы Norsepower әлемдегі ең ірі кеме компаниясы Maersk-пен роторлы желкендерді пайдаланды. LR2 класындағы Maersk Pelican танкеріне екі Norsepower роторлы желкендері орнатылған. MV Afros (IMO 9746803) жүк тасушы кемесі бір жылдан астам уақыт бойы төрт жылжымалы роторды оң нәтижемен жұмыс істеді. 2021 жылы Norsepower компаниясы Vale компаниясы басқаратын темір кен тасушы кемесіне бес ауыстырмалы роторлы желкен орнатты; ауыстырмалы конструкция көпірлерден төмен маневрлеуге мүмкіндік береді. Scandlines екі гибридті паромды жұмыс істейді, M / F Copenhagen және M / F Berlin. 2023 жылдың қазанында Airbus компаниясы 2026 жылы қызмет етуге кіру үшін Flettner роторлары бар алты кемені тапсырғанын жариялады.