Turbosail este un sistem de propulsie a navei care folosește energia eoliană, bazat pe efectul Magnus [1] .
Turbovelele rotative ale inginerului german Anton Flettner au fost pentru prima dată testate cu succes pe goeleta „ Bukau ” în 1924 [2] .
Pentru aceasta, goeleta cu trei catarge „Bukau” a fost transformată într-un vas rotativ cu două „pânze” de 13 metri înălțime. Nava s-ar putea deplasa chiar și la un unghi de 25 de grade față de vântul din față, ceea ce este imposibil în cazul bărcilor cu pânze clasice [3] . Cu aceste „pânze” nava a traversat Oceanul Atlantic , dovedind că un astfel de design are viitor. Rezultatul acestei descoperiri de proiectare a fost construcția navei rotative de marfă uscată „Barbara”, care era deja echipată cu 3 cilindri de 17 metri [3] .
În anii 1980, o formă mai sofisticată de turbosail a fost dezvoltată de inginerii francezi conduși de oceanograful Jacques-Yves Cousteau . A fost folosit cu cel mai mare succes pe nava Alsion .
La începutul anilor 1980, Jacques-Yves Cousteau a început să se gândească la construirea unei nave moderne cu propulsie alimentată cel puțin parțial de vânt, o sursă de energie curată, gratuită și regenerabilă . Cu zeci de ani înainte de Cousteau, a apărut deja ideea de a folosi în acest scop un cilindru metalic tubular rotativ, rotorul Flettner , a cărui eficiență fusese testată și dovedită în practică. Cousteau și un grup de ingineri au decis să revigoreze proiectul de propulsie.
Cousteau și asistenții săi, profesorul Lucien Malavar și dr. Bertrand Charrier, au folosit un cilindru care arăta ca un coș de fum și funcționa pe același principiu ca o aripă de avion.
Baza motorului este un profil aerodinamic , un tub metalic vertical cu secțiune transversală apropiată de ovoid, cu un scut mobil care îmbunătățește separarea aerodinamică a suprafețelor exterioare și interioare. Sistemul de pompare pompează aer în conductă, creând vidul necesar pe o parte a velei; mișcarea are loc într-o direcție perpendiculară pe presiune. Astfel, vela funcționează ca o aripă: pe de o parte, aerul ei curge mai lent decât pe cealaltă, creând o forță de propulsie.
Un clapetă mobil și un sistem de injecție de aer bazat pe ventilator au sporit eficiența noii vele. La testele într-un tunel de vânt , modelele de dimensiuni mici s-au comportat excelent, dând astfel naștere sistemului Turbosail.
Principala caracteristică a unui turbosail, datorită designului său, este că puteți obține întotdeauna forța motrice în direcția corectă, indiferent de direcția în care bate vântul . O navă echipată cu un turbosail se poate deplasa chiar și împotriva vântului, obținând energie din diferența de presiune creată de turbulențele de aer din interiorul și din exteriorul velei.
Elicele convenționale pot fi utilizate și împreună cu un turbosail. În același timp, este mai convenabil să transferați turbosail sub controlul unui computer, care va seta locația „pânzelor” în spațiu și presiunea aerului în sistem.
În comparație cu cele mai bune vele convenționale (cum ar fi cele folosite în Cupa Americii ), o velă turbo oferă de 3,5 până la 4 ori mai multă forță. Acest rezultat a fost obținut în cursul cercetărilor asupra Alcyone .
Eficacitatea sistemului, însă, nu a fost încă supusă unei analize comparative amănunțite. Sistemul Turboparus a avut succes doar pe două nave, iar grupul Cousteau este singura organizație din lume care deține o cantitate mare de date pe acest dispozitiv. Pagina Alcyone de pe site-ul Team Cousteau raportează că Turbosail este capabil să economisească până la 35% din combustibil [4] .
Cousteau și echipa sa de cercetare și-au instalat invenția pe un catamaran numit „Moulin à Vent” (din franceză – „moară de vânt”) și au testat sistemul într-o călătorie de la Tanger la New York . Pasajul se apropia de sfârșit când, în largul coastei americane, nava a trebuit să facă față unor vânturi care depășeau 50 de noduri . Sudurile care țineau turbovela în poziție verticală au izbucnit și prototipul s-a prăbușit în mare.
Sistemul prototip a constat dintr-o singură țeavă vopsită în albastru închis. Programul de cercetare al navei a urmărit determinarea eficienței propulsiei sistemului. Deși turbosailul a furnizat forță și putere, era în cantități mai mici decât pânzele și generatoarele convenționale pe care le-a înlocuit. Problemele structurale ale sistemului au dus la deformarea structurală și la fisuri la baza velei (din cauza oboselii metalice ). Toate acestea au redus semnificativ eficiența turbosailului. După ce ideea de bază a fost confirmată, Cousteau și grupul său au abandonat munca la prototip, concentrându-se în întregime pe vasul mai mare, Alcyone.
Cousteau a folosit experiența acumulată în construcția unui nou vas. Împreună cu inginerii de construcții navale, a dezvoltat o cocă din aluminiu care este puternică și ușoară. O pupă asemănătoare unui catamaran a dat navei stabilitate, iar o singură prova a fost încorporată în structură pentru a tăia valurile și a facilita mișcarea pe mare agitată. Două turbosail au fost montate pe punte și două motoare diesel au alimentat supraalimentatoarele. Nava a fost numită după Alcyone , fiica vechiului zeu grec al vânturilor, Aeolus .
În timpul construcției „Alsion” (începută în 1985), au fost luate în considerare rezultatele lucrărilor cu „Moulin a Vent”. Prin utilizarea a două turbosail cu un raport de aspect redus, încărcările pe metalul suprafețelor au fost reduse semnificativ. Ambele pânze includeau și turbine axiale pentru a genera energie, iar sistemul era controlat de computere, care scăzuseră din preț până la acel moment. Calculatoarele au coordonat turbovelele și motorinele, pornindu-le pe acestea din urmă când vântul se potolise complet și oprindu-le când viteza vântului era suficientă. Doar 5 oameni au fost de ajuns pentru a controla nava.
În anii 1980, Cousteau a făcut din Alsion nava amiral a grupului său și principala bază plutitoare pentru cercetare. Nava a făcut înconjurul lumii, adunând informații despre utilizarea unui turbosail în diferite condiții meteorologice, confirmând în același timp pe deplin intenția creatorilor.
S-a presupus că turbovela ar putea fi instalată pe cisterne , vrachiere și alte nave grele pentru a reduce consumul de combustibil. [5] Calypso II , care nu a fost încă construit , urmează să fie echipat și cu un turbosail.
Din 2010, nava de marfă E-Ship 1 este operată în Germania cu pânze cu rotor Flettner ca propulsie auxiliară.
În martie 2017, Royal Dutch Shell și Maersk au anunțat planuri de a echipa un petrolier de 245 de metri lungime și aproape 110.000 dwt cu pânze cu rotor. Pânzele, de 30 de metri înălțime și 5 metri în diametru, vor fi construite din materiale compozite ușoare din fibră de carbon . Pânzele sunt de așteptat să fie instalate în prima jumătate a anului 2018 și testate înainte de sfârșitul anului 2019. Potrivit reprezentanților companiei, această tehnologie va economisi până la 10% din combustibil în medie pe rutele standard [6] .
| Jacques-Yves Cousteau | ||
|---|---|---|
| navelor | ||
| O familie |
| |
| Organizații |
| |
| inventii | ||
| Filme |
| |
| Diverse |
| |