Цагаан дарвуулын далавч дээр. Турбо дарвуулт хөлөг онгоц хөвж байна! Роторын дарвуулт онгоц

Францын агуу далай судлаач 1960-1970-аад оны үед "Кустогийн багийн усан доорхи одиссей" хэмээх алдартай цуврал баримтат киног бүтээжээ. Дараа нь Кустогийн гол хөлөг онгоцыг Британийн мина тээгч Калипсо хөлөг онгоцноос өөрчилсөн. Гэвч дараагийн кинонуудын нэг болох "Дэлхийг дахин нээх" кинонд "Halcyone" дарвуулт онгоц гарч ирэв.

Түүнийг хараад олон телевиз үзэгчид өөрөөсөө асуулт асуув: дарвуулт онгоцонд ямар хачирхалтай хоолой суурилуулсан бэ? .. Магадгүй эдгээр нь бойлер эсвэл хөдөлгүүрийн системээс гарсан хоолой юм болов уу? Эдгээр нь SAILS... турбо дарвуулт онгоц гэдгийг мэдвэл гайхахаа төсөөлөөд үз дээ.

Кусто сан нь 1985 онд Alcyone дарвуулт онгоцыг худалдаж авсан бөгөөд энэ хөлөг онгоцыг судалгааны хөлөг онгоц биш харин турбо дарвуулт онгоцны үр нөлөөг судлах үндэс суурь болгон авч үзсэн. 11 жилийн дараа домогт Калипсо живэх үед Алсионе экспедицийн гол хөлөг онгоцоор байр сууриа эзэллээ (Дашрамд хэлэхэд, өнөөдөр Калипсо босож, Конкарногийн боомтод хагас дээрэмдсэн байдалд зогсож байна).

Үнэн хэрэгтээ турбо далбааг Кусто зохион бүтээсэн. Яг л далайн гүн, дэлхийн далайн гадаргыг судлах зориулалттай усанд шумбах хэрэгсэл, усан доорх таваг болон бусад олон төхөөрөмжтэй адил. Энэхүү санаа нь 1980-аад оны эхээр төрсөн бөгөөд байгаль орчинд хамгийн ээлтэй, гэхдээ нэгэн зэрэг тохиромжтой, орчин үеийн усны шувуудыг хөдөлгөх төхөөрөмжийг бий болгох явдал байв. Салхины эрчим хүчийг ашиглах нь судалгааны хамгийн ирээдүйтэй чиглэл байсан юм. Гэхдээ энд асуудал байна: хүн төрөлхтөн хэдэн мянган жилийн өмнө дарвуулт онгоцыг зохион бүтээсэн бөгөөд үүнээс илүү энгийн бөгөөд логиктой юу байж болох вэ?

Мэдээжийн хэрэг, Кусто ба компанийхан зөвхөн дарвуулт онгоцоор хөдөлдөг хөлөг онгоц бүтээх боломжгүй гэдгийг ойлгосон. Илүү нарийвчлалтай, магадгүй, гэхдээ түүний жолоодлогын гүйцэтгэл нь маш дунд зэргийн бөгөөд цаг агаар, салхины чиглэлээс хамааралтай байх болно. Тиймээс шинэ "дарвуулт онгоц" нь ердийн дизель хөдөлгүүрт туслах туслах хүч байх болно гэж анх төлөвлөж байсан. Үүний зэрэгцээ турбо далбаат нь хэрэглээг эрс багасгах болно дизель түлш, мөн хүчтэй салхитай үед энэ нь хөлөг онгоцны цорын ганц хөдөлгөгч төхөөрөмж болж чаддаг. Судлаачдын баг өнгөрсөн үе рүү - хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд ноцтой хувь нэмэр оруулсан Германы инженер Антон Флеттнерийн нэрт нисэх онгоцны зохион бүтээгчийг эрэлхийлэв.

Турбосайл нь тусгай насосоор тоноглогдсон хөндий цилиндр юм. Шахуурга нь турбо дарвуулын нэг тал дээр вакуум үүсгэж, далбаат дотор агаарыг шахаж, гаднах агаар нь турбосайлыг тойрон янз бүрийн хурдтайгаар урсаж, хөлөг онгоц агаарын даралттай перпендикуляр чиглэлд хөдөлж эхэлдэг. Энэ нь онгоцны далавч дээр ажилладаг өргөх хүчийг маш их санагдуулдаг - далавчны доороос даралт ихсэж, онгоц дээшээ түлхдэг. Турбо далбаат нь насосны хүч хангалттай байгаа тохиолдолд хөлөг онгоцыг ямар ч салхины эсрэг хөдөлгөх боломжийг олгодог. Уламжлалт далайн хөдөлгүүрт туслах систем болгон ашигладаг. Кустогийн багийн "Халсион" хөлөг дээр суурилуулсан хоёр турбо далбаат нь түлшний 50 хүртэлх хувийг хэмнэх боломжтой болсон.

Флеттнер ротор ба Магнус эффект

1922 оны 9-р сарын 16-нд Антон Флеттнер эргэдэг хөлөг онгоц гэж нэрлэгддэг Германы патентыг хүлээн авав. 1924 оны 10-р сард туршилтын эргэдэг хөлөг онгоц Бакау Киль дахь Фридрих Крупп хөлөг онгоцны компанийн гулсуурыг орхижээ. Үнэн бол хөлөг онгоцыг эхнээс нь бүтээгээгүй: Флеттнер роторыг суурилуулахаас өмнө энэ нь энгийн дарвуулт хөлөг онгоц байсан.

Флеттнерийн санаа бол Магнус эффект гэж нэрлэгддэг эффектийг ашиглах явдал байсан бөгөөд түүний мөн чанар нь дараах байдалтай байна: эргэлдэж буй биеийн эргэн тойронд агаарын (эсвэл шингэн) урсгал урсах үед урсгалын чиглэлд перпендикуляр хүч үүсч, биед үйлчилдэг. . Эргэдэг объект нь эргэн тойронд эргүүлэх хөдөлгөөн үүсгэдэг нь баримт юм. Эргэлтийн чиглэл нь шингэн буюу хийн урсгалын чиглэлтэй давхцаж байгаа объектын тал дээр орчны хурд нэмэгдэж, эсрэг талд нь буурдаг. Даралтын зөрүү нь эргэлтийн чиглэл ба урсгалын чиглэлийн эсрэг талд, тэдгээрийн давхцах тал руу чиглэсэн хөндлөн хүчийг үүсгэдэг.

Луис Прандтл Германы инженерийн хөгжлийн тухай нийтлэлдээ "Флеттнерийн салхин хөлөг ер бусын идэвх зүтгэлтэй сонин суртал ухуулгын ачаар хүн бүрийн аманд байдаг" гэж бичжээ.

Энэ нөлөөг 1852 онд Берлиний физикч Генрих Магнус нээсэн.

Магнус эффект

Германы нисэхийн инженер, зохион бүтээгч Антон Флеттнер (1885-1961) далбааг солихыг оролдсон хүнээр далайн түүхэнд бичигджээ. Түүнд Атлантын болон Энэтхэгийн далайг далбаат завиар удаан хугацаагаар аялах боломж олдсон. Тухайн үеийн дарвуулт хөлөг онгоцны тулгуур дээр олон дарвуул суурилуулсан байв. Дарвуулт онгоцны тоног төхөөрөмж нь үнэтэй, нарийн төвөгтэй, аэродинамикийн хувьд тийм ч үр дүнтэй биш байв. Шуурганы үед ч 40-50 метрийн өндөрт дарвуултай тулгарах далайчдыг байнгын аюул хүлээж байв.

Залуу инженер аяллын үеэр маш их хүчин чармайлт шаардсан далбааг илүү энгийн боловч үр дүнтэй төхөөрөмжөөр солих санааг олж авсан бөгөөд түүний гол хөдөлгөгч хүч нь мөн салхи байх болно. Энэ тухай бодож байхдаа тэрээр өөрийн нутаг нэгт физикч Генрих Густав Магнус (1802-1870) хийсэн аэродинамик туршилтуудыг санав. Цилиндрийг агаарын урсгалд эргүүлэх үед цилиндрийн эргэлтийн чиглэлээс хамааран чиглэлтэй хөндлөн хүч үүсдэг болохыг тэд олж мэдэв (Магнус эффект).

Түүний сонгодог туршилтуудын нэг нь иймэрхүү харагдаж байв дараах байдлаар: "Гулин цилиндр нь хоёр цэгийн хооронд эргэлдэж болно; Цилиндр рүү дээд талынх шиг хурдан эргэлтийг утсаар өгсөн. Эргэдэг цилиндрийг хүрээ дотор байрлуулсан бөгөөд энэ нь эргээд амархан эргэлддэг. Энэ систем нь жижиг төвөөс зугтах насос ашиглан хүчтэй агаарын урсгалд өртсөн. Цилиндр нь агаарын урсгал ба цилиндрийн тэнхлэгт перпендикуляр чиглэлд, цаашлаад эргэлт ба урсгалын чиглэл ижил байсан чиглэлд хазайсан" (Л. Прандтл "Магнус эффект ба салхин хөлөг", 1925 он. ).

А.Флеттнер тэр даруй далбааг хөлөг дээр суурилуулсан эргэдэг цилиндрээр сольж болно гэж бодсон.

Цилиндрийн гадаргуу агаарын урсгалын эсрэг хөдөлж байгаа газарт салхины хурд буурч, даралт нэмэгддэг. Цилиндрийн нөгөө талд эсрэгээрээ - агаарын урсгалын хурд нэмэгдэж, даралт буурдаг. Энэ нь даралтын зөрүүгээс өөр өөр талуудцилиндр бөгөөд хөлөг онгоцыг хөдөлгөдөг хөдөлгөгч хүч юм. Энэ бол салхины хүчийг ашиглан хөлөг онгоцыг хөдөлгөдөг эргэлтэт төхөөрөмжийн үйл ажиллагааны үндсэн зарчим юм. Бүх зүйл маш энгийн, гэхдээ зөвхөн А.Флеттнер л Магнусын нөлөөг хагас зуун жилийн турш мэддэг байсан ч "зөвхөн өнгөрөөгүй".

Тэр төлөвлөгөөгөө 1923 онд Берлиний ойролцоох нууран дээр хэрэгжүүлж эхэлжээ. Үнэндээ Флеттнер маш энгийн зүйл хийсэн. Тэрээр метрийн урттай туршилтын завин дээр нэг метр орчим өндөр, 15 см диаметртэй цаасан цилиндр-ротор суурилуулж, түүнийг эргүүлэх цагны механизмыг тохируулсан. Тэгээд завь хөвөв.

Дарвуулт хөлөг онгоцны ахмадууд А.Флеттнерийн дарвуулуудыг солихыг хүссэн цилиндрийг шоолж байв. Зохион бүтээгч өөрийн бүтээлдээ урлагийн чинээлэг ивээн тэтгэгчдийг сонирхож чадсан. 1924 онд 54 метрийн Бакау хөлөг онгоцонд гурван тулгуурын оронд хоёр эргэдэг цилиндр суурилуулсан. Эдгээр цилиндрийг 45 морины хүчтэй дизель генератороор эргүүлсэн.

Букаугийн роторыг цахилгаан мотороор удирддаг байв. Үнэн хэрэгтээ дизайны хувьд Магнусын сонгодог туршилтаас ямар ч ялгаа байгаагүй. Ротор салхины зүг эргэдэг тал дээр өндөр даралтын бүс, эсрэг талд нь нам даралтын бүс бий болсон. Үүссэн хүч хөлөг онгоцыг хөдөлгөв. Түүгээр ч барахгүй энэ хүч нь хөдөлгөөнгүй роторын салхины даралтын хүчнээс ойролцоогоор 50 дахин их байсан!

Энэ нь Флеттнерийн хувьд асар том хэтийн төлөвийг нээж өгсөн юм. Бусад зүйлсийн дотор роторын талбай ба түүний масс нь дарвуулт онгоцны талбайгаас хэд дахин бага байсан нь тэнцүү байх болно. хөдөлгөгч хүч. Роторыг удирдахад илүү хялбар байсан бөгөөд үйлдвэрлэхэд нэлээд хямд байсан. Дээрээс Флеттнер роторуудыг хавтан хэлбэртэй онгоцоор бүрхсэн - энэ нь ротортой харьцуулахад агаарын урсгалыг зөв чиглүүлснээс болж хөдөлгөгч хүчийг ойролцоогоор хоёр дахин нэмэгдүүлсэн. Букаугийн роторын хамгийн оновчтой өндөр ба диаметрийг ирээдүйн хөлөг онгоцны загварыг салхины хонгилд үлээх замаар тооцоолсон.

Кустогийн турбозалер - 2011 оны байдлаар Alkyona бол Кусто турбо далбаатай дэлхийн цорын ганц хөлөг онгоц юм. Агуу далай судлаач 1997 онд нас барснаар хоёр дахь ижил төстэй "Калипсо II" хөлөг онгоцны бүтээн байгуулалт зогссон бөгөөд бусад усан онгоц үйлдвэрлэгчид ер бусын загвараас болгоомжилж байна...

Flettner ротор маш сайн ажилласан. Ердийн дарвуулт хөлөг онгоцноос ялгаатай нь эргэдэг хөлөг онгоц нь цаг агаарын таагүй байдал, хажуугийн хүчтэй салхинаас бараг айдаггүй; Хоёр цилиндр хэлбэртэй ротор (өндөр 13.1 м, диаметр нь 1.5 м) нь хөлөг онгоцыг төгс тэнцвэржүүлэх боломжийг олгосон - энэ нь Букау перестройкаас өмнө байсан далбаат завинаас илүү тогтвортой болсон. Туршилтыг тайван нөхцөлд, шуургатай, зориудаар хэт ачаалалтай хийсэн бөгөөд ноцтой дутагдал илрээгүй. Усан онгоцны хөдөлгөөний хамгийн ашигтай чиглэл нь хөлөг онгоцны тэнхлэгт яг перпендикуляр салхины чиглэл байсан бөгөөд хөдөлгөөний чиглэлийг (урагш эсвэл арагш) роторын эргэлтийн чиглэлээр тодорхойлдог.

1925 оны 2-р сарын дундуур дарвуулт онгоцны оронд Флеттнерийн ротороор тоноглогдсон хөлөг онгоц Бакау Данциг (одоогийн Гданск) -аас Шотланд руу явав. Цаг агаар муу байсан тул ихэнх дарвуулт хөлөг онгоцууд боомтуудаас гарч зүрхэлсэнгүй. Хойд тэнгист Бакау хүчтэй салхи, том давалгааны улмаас ноцтой тулалдсан боловч хөлөг онгоц бусад дарвуулт хөлөг онгоцноос бага өсгийтэй байв.

Энэ аялалын үеэр салхины хүч, чиглэлээс хамааран дарвуулыг өөрчлөхийн тулд онгоцны багийн гишүүдийг тавцан дээр дуудах шаардлагагүй байв. Шаардлагатай бүх зүйл бол дугуйнаасаа гаралгүйгээр роторуудын үйл ажиллагааг удирдаж чаддаг нэг цагны навигатор байв. Өмнө нь эргэдэг хөлөг онгоц болгон хувиргасны дараа 10-аас доошгүй хүн байсан гурван тулгууртай хөлөг онгоцны багийнхан дор хаяж 20 далайчинтай байв.

Мөн онд усан онгоцны үйлдвэр нь 17 метрийн гурван ротороор удирддаг хүчирхэг ачааны хөлөг Барбара хэмээх хоёр дахь эргэдэг хөлөг онгоцоо тавьжээ. Үүний зэрэгцээ ротор бүрт ердөө 35 морины хүчтэй нэг жижиг мотор хангалттай байв. (ротор бүрийн хамгийн их эргэлтийн хурд нь 160 эрг / мин)! Роторын хүч нь 1000 морины хүчтэй ердийн хөлөг онгоцны дизель хөдөлгүүртэй хосолсон шураг сэнсний хүчтэй тэнцэж байв. Гэсэн хэдий ч усан онгоцонд дизель түлш бас байсан: роторуудаас гадна сэнсийг жолооддог (энэ нь цаг агаар тайван үед цорын ганц хөдөлгөгч төхөөрөмж хэвээр үлдсэн).

Ирээдүйтэй туршлага нь Гамбургаас ирсэн "Роб.М.Сломан" тээврийн компанийг 1926 онд "Барбара" хөлөг онгоцыг бүтээхэд түлхэц болжээ. Үүнийг турбо дарвуулт онгоц - Флеттнер ротороор тоноглохоор урьдчилан төлөвлөж байсан. 17 м өндөртэй гурван роторыг 90 м урт, 13 м өргөнтэй хөлөг онгоцон дээр суурилуулсан.

"Барбара" төлөвлөсний дагуу Италиас Гамбург руу хэсэг хугацаанд жимсээ амжилттай тээвэрлэв. Аяллын 30-40 орчим хувь нь салхины хүчээр хийгдсэн. 4-6 онооны салхитай "Барбара" 13 зангилаа хурдтай болов.

Эргэдэг хөлөг онгоцыг Атлантын далайд илүү урт аялалд турших төлөвлөгөөтэй байв.

Гэвч 1920-иод оны сүүлээр Их хямрал нүүрлэсэн. 1929 онд чартерийн компани Барбараг үргэлжлүүлэн түрээслэхээс татгалзаж, түүнийг заржээ. Шинэ эзэн нь роторуудыг салгаж, уламжлалт загварын дагуу хөлөг онгоцыг сэргээн засварлав. Гэсэн хэдий ч ротор нь салхинаас хамааралтай, хүч, хурдны тодорхой хязгаарлалттай тул ердийн дизель цахилгаан станцтай хослуулсан шураг сэнсээс доогуур байв. Флеттнер илүү дэвшилтэт судалгаанд хандсан бөгөөд 1931 онд Карибын тэнгист болсон шуурганы үеэр Баден-Баден хөлөг живжээ. Мөн тэд роторын дарвуулт онгоцны талаар удаан хугацаанд мартжээ ...

Эргэдэг хөлөг онгоцны эхлэл нэлээд амжилттай байсан мэт санагдаж байсан ч тэд хөгжөөгүй бөгөөд удаан хугацаанд мартагдсан байв. Яагаад? Нэгдүгээрт, эргэдэг хөлөг онгоцны "эцэг" А.Флеттнер нисдэг тэрэг бүтээх ажилд орж, далайн тээврийг сонирхохоо больсон. Хоёрдугаарт, бүх давуу талыг үл харгалзан эргэдэг хөлөг онгоцууд нь салхинаас хамааралтай байдаг сул талуудтай дарвуулт хөлөг онгоц хэвээр байна.

20-р зууны 80-аад онд эрдэмтэд уур амьсгалын дулаарлыг бууруулах, бохирдлыг бууруулах, түлшний илүү оновчтой хэрэглээг хангах янз бүрийн арга хэмжээг санал болгож эхэлснээр Флеттнер роторууд дахин сонирхож эхэлсэн. Тэднийг хамгийн түрүүнд санасан хүмүүсийн нэг бол гүн судлаач Франц Жак-Ив Кусто (1910-1997) байв. Турбо дарвуулт онгоцны үйл ажиллагааг турших, өсөн нэмэгдэж буй түлшний хэрэглээг багасгахын тулд "Alcyone" (Alcyone бол салхины бурхан Aeolus-ийн охин) катамараныг эргэдэг хөлөг онгоц болгон хувиргасан. 1985 онд далайд гарсан тэрээр Канад, Америкт айлчилж, Хорн хошууг тойрон, Австрали, Индонези, Мадагаскар, Өмнөд Африкийг тойрон аялжээ. Түүнийг Каспийн тэнгис рүү шилжүүлж, гурван сарын турш усан онгоцоор явж, янз бүрийн судалгаа хийжээ. Alcyone нь хоёр дизель хөдөлгүүр, хоёр турбо дарвуулт гэсэн хоёр өөр хөдөлгүүрийн системийг ашигладаг хэвээр байна.

Турбозайл Кусто

20-р зууны туршид далбаат завьнууд бас баригдсан. Энэ төрлийн орчин үеийн хөлөг онгоцны далбаа нь цахилгаан мотороор бэхлэгддэг бөгөөд шинэ материал нь дизайныг мэдэгдэхүйц хөнгөн болгодог. Гэхдээ далбаат завь бол дарвуулт завь бөгөөд салхины энергийг цоо шинэ арга замаар ашиглах санаа нь Флеттнерийн үеэс л бий болсон. Түүнийг уйгагүй адал явдалт, аялагч Жак-Ив Кусто авав.

1986 оны 12-р сарын 23-нд нийтлэлийн эхэнд дурдсан Halcyone-г гаргасны дараа Кусто болон түүний хамтрагчид Люсьен Малавард, Бертран Чарриер нар "хөдөлгөөнт шингэн эсвэл хий ашиглан хүч үүсгэдэг төхөөрөмж"-д US4630997-р хамтарсан патент авчээ. .” Ерөнхий тайлбар нь дараах байдалтай байна: “Төхөөрөмжийг тодорхой чиглэлд хөдөлж буй орчинд байрлуулсан; энэ тохиолдолд эхнийхтэй перпендикуляр чиглэлд үйлчлэх хүч үүсдэг. Энэхүү төхөөрөмж нь хөдөлгөгч хүч нь дарвуулын талбайтай пропорциональ байдаг асар том далбааг ашиглахаас зайлсхийдэг." Кусто турбосайл ба Флеттнер роторын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

Хөндлөн огтлолын хувьд турбосайл нь хурц үзүүрээр дугуйрсан сунасан дусал шиг зүйл юм. "Дусал" -ын хажуу тал дээр агаар оруулах сараалжууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн аль нэгээр нь (урагш эсвэл хойшлох хэрэгцээ шаардлагаас хамааран) агаарыг сордог. Салхины агаарыг хамгийн үр дүнтэй сорохын тулд турбо далбаа дээр цахилгаан мотороор удирддаг жижиг сэнс суурилуулсан.

Энэ нь дарвуулт онгоцны налуу тал дээр агаарын хөдөлгөөний хурдыг зохиомлоор нэмэгдүүлж, турбо далбаат онгоцноос салах үед агаарын урсгалыг сордог. Энэ нь турбо дарвуулын нэг талд вакуум үүсгэхийн зэрэгцээ үймээн самуун үүсэхээс сэргийлдэг. Дараа нь Магнус эффект үйлчилдэг: нэг талдаа вакуум үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд хөлөг онгоцыг хөдөлгөж болох хажуугийн хүч үүсдэг. Үнэн хэрэгтээ турбосайл бол босоо байрлалтай нисэх онгоцны далавч юм. Турбо дарвуулыг аль болох салхи руу үргэлж чиглүүлж байхын тулд давуу тал, энэ нь тусгай мэдрэгчээр тоноглогдсон бөгөөд эргэдэг тавцан дээр суурилуулсан. Дашрамд хэлэхэд Кустогийн патент нь турбо далбаат доторх агаарыг зөвхөн сэнс төдийгүй, жишээлбэл, агаарын насосоор соруулж болно гэсэн үг юм - ингэснээр Кусто дараагийн "зохион бүтээгчид" хаалгыг хаажээ.

Үнэн хэрэгтээ Кусто 1981 онд "Windmill" (Moulin à Vent) катамаран дээр турбо далбаат онгоцны прототипийг анх туршсан. Катамараны хамгийн том амжилттай аялал бол томоохон экспедицийн хөлөг онгоцны удирдлаган дор Танжер (Марокко) -аас Нью Йорк руу хийсэн аялал байв.

Мөн 1985 оны 4-р сард турбо далбаатаар тоноглогдсон анхны бүрэн хөлөг онгоц болох Halcyone-г Ла Рошель боомтод хөөргөв. Одоо тэр хөдөлсөн хэвээр байгаа бөгөөд өнөөдөр Кусто багийн флотилийн тэргүүлэгч (мөн үнэндээ цорын ганц том хөлөг онгоц) юм. Үүн дээрх турбо далбаа нь цорын ганц хөдөлгөгч хүч биш боловч хоёр дизель хөдөлгүүрийг ердийн холбоход тусалдаг.
хэд хэдэн эрэг (энэ нь түлшний зарцуулалтыг гуравны нэгээр бууруулах боломжийг танд олгоно). Агуу далай судлаач амьд байсан бол үүнтэй төстэй хэд хэдэн хөлөг онгоц бүтээх байсан ч Кустог явсны дараа хамтрагчдынх нь урам зориг мэдэгдэхүйц буурчээ.

1997 онд нас барахынхаа өмнөхөн Кусто турбо далбаатай Калипсо II хөлөг онгоцны төсөл дээр идэвхтэй ажиллаж байсан боловч дуусгах цаг байсангүй. Хамгийн сүүлийн мэдээллээр 2011 оны өвөл Алкионе Каен боомтод байсан бөгөөд шинэ экспедицийг хүлээж байв.

Мөн дахин Флеттнер

Өнөөдөр Флеттнерийн санааг сэргээж, роторын далбааг өргөн дэлгэрүүлэх оролдлого хийгдэж байна. Жишээлбэл, Гамбургийн алдарт Blohm + Voss компани 1973 оны газрын тосны хямралын дараа эргэдэг танкийг идэвхтэй хөгжүүлж эхэлсэн боловч 1986 он гэхэд. эдийн засгийн хүчнүүдэнэ төслийг хаасан. Дараа нь сонирхогчдын загварын бүхэл бүтэн цуврал байсан.

2007 онд Фленсбургийн их сургуулийн оюутнууд роторын дарвуулт онгоцоор хөдөлдөг катамаран (Uni-cat Flensburg) бүтээжээ.

2010 онд түүхэн дэх ротор далбаатай гурав дахь хөлөг онгоц гарч ирэв - E-Ship1 хүнд даацын ачааны машин нь Энеркон компанийн захиалгаар бүтээгдсэн. хамгийн том үйлдвэрлэгчиддэлхийн салхины үүсгүүрүүд. 2010 оны 7-р сарын 6-нд хөлөг онгоцыг анх удаа хөөргөж, Эмденээс Бремерхавен хүртэл богино аялал хийсэн. 8-р сард тэрээр есөн салхин үүсгүүрийн ачаатай Ирланд руу анхны ажлын аялалдаа гарсан. Усан онгоц нь дөрвөн Flettner ротороор тоноглогдсон бөгөөд мэдээжийн хэрэг тайван цаг агаар болон нэмэлт хүч хэрэглэх уламжлалт хөдөлгүүрийн системээр тоноглогдсон. Гэсэн хэдий ч роторын далбаа нь зөвхөн туслах хөдөлгүүрийн үүрэг гүйцэтгэдэг: 130 метрийн ачааны машины хувьд тэдний хүч нь зохих хурдыг хөгжүүлэхэд хангалтгүй юм. Хөдөлгүүрүүд нь есөн Mitsubishi эрчим хүчний нэгжээр ажилладаг бөгөөд роторууд нь утааны хийн энергийг ашигладаг Siemens уурын турбинаар ажилладаг. Роторын дарвуулт онгоц нь 16 зангилаа хурдтай түлшний 30-40% хэмнэнэ.

Гэхдээ Кустогийн турбо далбаа одоог хүртэл мартагдсан хэвээр байна: Alkyone бол одоогоор ийм төрлийн хөдөлгүүртэй цорын ганц бүрэн хэмжээний хөлөг онгоц юм. Германы усан онгоц үйлдвэрлэгчдийн туршлагаас харахад Магнус эффектээр ажилладаг дарвуулын сэдвийг цаашид хөгжүүлэх нь утга учиртай эсэхийг харуулах болно. Гол нь үүний эдийн засгийн үндэслэлийг олж, үр дүнтэйг нь батлах хэрэгтэй. Дараа нь дэлхийн бүх хөлөг онгоц 150 гаруй жилийн өмнө Германы авъяаслаг эрдэмтний тодорхойлсон зарчим руу шилжих болно.

2010 онд Хойд тэнгист "E-Ship 1" хэмээх хачирхалтай хөлөг онгоц харагдаж байв. Түүний дээд тавцан дээр дөрвөн өндөр дугуй яндан байдаг боловч тэдгээрээс утаа хэзээ ч гардаггүй. Эдгээр нь уламжлалт далбааг сольсон Флеттнер роторууд юм.

Салхин цахилгаан станцын дэлхийн хамгийн том үйлдвэрлэгч Энеркон 2010 оны 8-р сарын 2-нд Киел хотын Линденау усан онгоцны үйлдвэрт 130 метр урт, 22 метр өргөн эргэдэг хөлөг онгоцыг хожим E-Ship 1 гэж нэрлэжээ. Дараа нь Хойд болон Газар дундын тэнгист амжилттай туршсан бөгөөд одоогийн байдлаар салхин үүсгүүрийг үйлдвэрлэдэг Герман улсаас Европын бусад орнууд руу тээвэрлэж байна. Энэ нь 17 зангилаа (32 км / цаг) хурдтай, нэгэн зэрэг 9 мянган тонн гаруй ачаа тээвэрлэдэг, багийн гишүүд нь 15 хүн юм.

Шатахууны зарцуулалт, ялгаруулалтыг бууруулах технологийг бий болгодог Сингапурт төвтэй Wind Again хөлөг онгоцны компани танк, ачааны хөлөг онгоцонд тусгайлан зохион бүтээсэн Flettner ротор (эвхдэг) суурилуулахыг санал болгож байна. Тэд түлшний зарцуулалтыг 30-40% бууруулж, 3-5 жилийн дараа зардлаа нөхөх болно.

Финляндын тэнгисийн инженерийн компани Wartsila аялалын гатлага онгоцонд турбо дарвуулт онгоц суурилуулахаар төлөвлөж байна. Энэ нь Финландын гатлага онгоцны оператор Viking Line түлшний зарцуулалт, хүрээлэн буй орчны бохирдлыг бууруулах хүсэлтэй байгаатай холбоотой юм.

Флеттнер роторыг зугаа цэнгэлийн завь дээр ашиглах талаар Фленсбургийн их сургууль (Герман) судалж байна. Нефтийн үнийн өсөлт, уур амьсгал түгшүүртэй дулаарч байгаа нь салхин үүсгүүрийг эргүүлэн татах таатай нөхцлийг бүрдүүлж байгаа бололтой.

Cloudia-ийн Жон Марплесийн зохион бүтээсэн дарвуулт завь нь дахин бүтээгдсэн тримаран Searunner 34 юм. Дарвуулт завь нь 2008 оны 2-р сард АНУ-ын Флорида мужийн Форт Пирс хотод анхны туршилтаа хийсэн бөгөөд бүтээн байгуулалтын ажлыг Discovery телевизийн суваг санхүүжүүлсэн. "Клаудиа" өөрийгөө гайхалтай маневрлах чадвартай гэдгээ харуулсан: хэдхэн секундын дотор зогсоод ухарч, салхинд 15 ° өнцгөөр чөлөөтэй хөдөлсөн. Уламжлалт Флеттнер ротортой харьцуулахад гүйцэтгэлийн мэдэгдэхүйц сайжирсан нь тримараны урд болон хойд роторуудад нэмэлт хөндлөн диск суурилуулсантай холбоотой юм.

InfoGlaz.rf Энэ хуулбарыг хийсэн нийтлэлийн холбоос -

Францын агуу далай судлаач 1960-1970-аад оны үед "Кустогийн багийн усан доорхи одиссей" хэмээх алдартай цуврал баримтат киног бүтээжээ. Дараа нь Кустогийн гол хөлөг онгоцыг Британийн мина тээгч Калипсо хөлөг онгоцноос өөрчилсөн. Гэвч дараагийн кинонуудын нэг болох "Дэлхийг дахин нээн илрүүлэх нь" хэмээх өөр нэг хөлөг онгоц болох Alcyone дарвуулт онгоц гарч ирэв. Түүнийг хараад олон телевиз үзэгчид өөрөөсөө асуулт асуув: дарвуулт онгоцонд суулгасан эдгээр хачирхалтай далбаа, далбаанууд юу вэ? ..

Кусто сан нь 1985 онд Halcyone-г олж авсан бөгөөд энэ хөлөг онгоцыг судалгааны хөлөг онгоц биш харин турбо дарвуулт онгоцны үр нөлөөг судлах үндэс суурь гэж үздэг байсан - анхны хөлөг онгоцны хөдөлгүүр. Арван нэгэн жилийн дараа домогт Калипсо живэх үед Алсионе экспедицийн гол хөлөг онгоцоор байр сууриа эзэлжээ (Дашрамд хэлэхэд, өнөөдөр Калипсо босч, Конкарногийн боомтод хагас дээрэмдсэн байдалд зогсож байна).

Үнэн хэрэгтээ турбо далбааг Кусто зохион бүтээсэн. Яг л далайн гүн, дэлхийн далайн гадаргыг судлах зориулалттай усанд шумбагч хэрэгсэл, усан доорх таваг болон бусад олон төхөөрөмжтэй адил. Энэхүү санаа нь наяад оны эхээр төрсөн бөгөөд байгаль орчинд ээлтэй, гэхдээ нэгэн зэрэг усны шувуудад тохиромжтой, орчин үеийн хөдөлгүүрийг бий болгох явдал байв. Салхины эрчим хүчийг ашиглах нь судалгааны хамгийн ирээдүйтэй чиглэл юм. Гэхдээ энд асуудал байна: хүн төрөлхтөн хэдэн мянган жилийн өмнө дарвуулт онгоцыг зохион бүтээсэн бөгөөд үүнээс илүү энгийн бөгөөд логиктой юу байж болох вэ?

Мэдээжийн хэрэг, Кусто ба компанийхан зөвхөн дарвуулт онгоцоор хөдөлдөг хөлөг онгоц бүтээх боломжгүй гэдгийг ойлгосон. Илүү нарийвчлалтай, магадгүй, гэхдээ түүний жолоодлогын гүйцэтгэл нь маш дунд зэргийн бөгөөд цаг агаар, салхины чиглэлээс хамааралтай байх болно. Тиймээс шинэ "дарвуулт онгоц" нь ердийн дизель хөдөлгүүрт туслах туслах хүч байх болно гэж анх төлөвлөж байсан. Үүний зэрэгцээ турбо далбаат нь дизель түлшний зарцуулалтыг мэдэгдэхүйц бууруулж, хүчтэй салхитай үед хөлөг онгоцны цорын ганц хөдөлгөгч төхөөрөмж болж чаддаг.

Судлаачдын баг усан онгоцны үйлдвэрлэлд томоохон хувь нэмэр оруулсан Германы инженер Антон Флеттнерийн шинэ бүтээлийг эргэн харав.

Флеттнер ротор ба Магнус эффект

1922 оны 9-р сарын 16-нд Антон Флеттнер "эргэдэг хөлөг онгоц" гэж нэрлэгддэг Германы патентыг хүлээн авав. 1924 оны 10-р сард туршилтын эргэдэг хөлөг онгоц Бакау Киль дахь Фридрих Крупп хөлөг онгоцны компанийн гулсуурыг орхижээ. Үнэн бол хөлөг онгоцыг эхнээс нь бүтээгээгүй: Флеттнер роторыг суурилуулахаас өмнө энэ нь энгийн дарвуулт хөлөг онгоц байсан.

Луис Прандтл Германы инженерийн хөгжлийн тухай нийтлэлдээ "Флеттнерийн салхин хөлөг ер бусын идэвх зүтгэлтэй сонин суртал ухуулгын ачаар хүн бүрийн аманд байдаг" гэж бичжээ.

Флеттнерийн санаа бол Магнус эффект гэж нэрлэгддэг нөлөөг ашиглах явдал байсан бөгөөд түүний мөн чанар нь дараах байдалтай байна: Эргэдэг биеийг тойрон агаарын (эсвэл шингэн) урсгал урсах үед урсгалын чиглэлд перпендикуляр хүч үүсч, биед үйлчилдэг. . Эргэдэг объект нь эргэн тойронд эргүүлэх хөдөлгөөн үүсгэдэг нь баримт юм. Эргэлтийн чиглэл нь шингэн эсвэл хийн урсгалын чиглэлтэй давхцаж байгаа объектын тал дээр орчны хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, эсрэг талд нь буурдаг. Даралтын зөрүү нь эргэлтийн чиглэл ба урсгалын чиглэлийн эсрэг талд, тэдгээрийн давхцах тал руу чиглэсэн хөндлөн хүчийг үүсгэдэг.

Энэ нөлөөг 1852 онд Берлиний физикч Генрих Магнус нээсэн. Түүний сонгодог туршилтуудын нэг нь: “Гулин цилиндр хоёр цэгийн хооронд эргэлдэж чаддаг; Цилиндр рүү дээд талынх шиг хурдан эргэлтийг утсаар өгсөн. Эргэдэг цилиндрийг хүрээ дотор байрлуулсан бөгөөд энэ нь эргээд амархан эргэлддэг. Энэ систем нь жижиг төвөөс зугтах насос ашиглан хүчтэй агаарын урсгалд өртсөн. Цилиндр нь агаарын урсгал ба цилиндрийн тэнхлэгт перпендикуляр чиглэлд хазайсан бөгөөд үүнээс гадна эргэлт ба тийрэлтэт онгоц ижил байсан чиглэлд хазайсан" (L. Prandtl, "Magnus Effect and the Wind Ship", 1925 он. ).

Үнэндээ Флеттнер маш энгийн зүйл хийсэн. Тэрээр метрийн урттай туршилтын завин дээр нэг метр орчим өндөр, 15 сантиметр диаметртэй цаасан цилиндр-ротор суурилуулж, түүнийг эргүүлэх цагны механизмыг тохируулсан. Тэгээд завь хөвөв. Магнус эффектийн үр дүнд үүссэн хажуугийн хүчийг ашиглах боломжийг практик дээр нотолсон Флеттнер гурван тулгууртай Букауг эргэдэг хөлөг онгоц болгон хувиргах шийдвэр гаргажээ.

Өнөөдөр Alkyone бол Кусто турбо далбаатай дэлхийн цорын ганц хөлөг онгоц юм. Агуу далай судлаач 1997 онд нас барснаар хоёр дахь ижил төстэй "Калипсо II" хөлөг онгоцны бүтээн байгуулалт зогссон бөгөөд бусад усан онгоц үйлдвэрлэгчид ер бусын загвараас болгоомжилж байна...

Букаугийн роторыг цахилгаан мотороор удирддаг байв. Үнэн хэрэгтээ дизайны хувьд Магнусын сонгодог туршилтаас ямар ч ялгаа байгаагүй. Ротор салхины зүг эргэдэг тал дээр өндөр даралтын бүс, эсрэг талд нь нам даралтын бүс бий болсон. Үүссэн хүч хөлөг онгоцыг хөдөлгөв. Түүнээс гадна энэ хүч нь суурин роторын салхины даралтын хүчнээс хэд дахин их байсан - ойролцоогоор 50 дахин! Энэ нь Флеттнерийн хувьд асар том хэтийн төлөвийг нээж өгсөн юм. Бусад зүйлсийн дотор роторын талбай ба түүний масс нь далбаат тавцангийн талбайгаас хэд дахин бага байсан нь ижил хөдөлгөгч хүчийг өгөх болно. Роторыг удирдахад илүү хялбар байсан бөгөөд үйлдвэрлэхэд нэлээд хямд байсан. Дээрээс нь Флеттнер роторуудыг хавтгай хавтангаар бүрхсэн - энэ нь ротортой харьцуулахад агаарын урсгалыг зөв чиглүүлснээс болж хөдөлгөгч хүчийг ойролцоогоор хоёр дахин нэмэгдүүлсэн. Букаугийн роторын хамгийн оновчтой өндөр ба диаметрийг ирээдүйн хөлөг онгоцны загварыг салхины хонгилд үлээх замаар тооцоолсон.

Flettner ротор маш сайн ажилласан. Ердийн дарвуулт хөлөг онгоцноос ялгаатай нь эргэдэг хөлөг онгоц нь цаг агаарын таагүй байдал, хажуугийн хүчтэй салхинаас бараг айдаггүй; Хоёр цилиндр хэлбэртэй ротор (өндөр - 13.1 м, диаметр - 1.5 м) нь хөлөг онгоцыг төгс тэнцвэржүүлэх боломжийг олгосон - энэ нь бүтцийн өөрчлөлт хийхээс өмнө Букау байсан дарвуулт завинаас илүү тогтвортой болсон. Усан онгоцыг тайван нөхцөлд, шуургатай, зориудаар хэт ачаалалтай туршиж үзсэн бөгөөд ноцтой дутагдал илрээгүй. Усан онгоцны хөдөлгөөний хамгийн ашигтай чиглэл нь хөлөг онгоцны тэнхлэгт яг перпендикуляр салхины чиглэл байсан бөгөөд хөдөлгөөний чиглэлийг (урагш эсвэл арагш) роторын эргэлтийн чиглэлээр тодорхойлдог.

1925 оны 2-р сард аль хэдийн Букау Данцигоос Шотланд руу Хойд тэнгисийг гаталж, жилийн дараа (Баден Баден нэртэй болсон) хөлөг Европоос Атлантын далайг дамжин Америк руу аялав. Мөн онд усан онгоцны үйлдвэр нь 17 метрийн гурван ротороор удирддаг хүчирхэг ачааны хөлөг Барбара хэмээх хоёр дахь эргэдэг хөлөг онгоцоо тавьжээ. Үүний зэрэгцээ ротор бүрт ердөө 35 морины хүчтэй нэг жижиг мотор хангалттай байв. (ротор бүрийн хамгийн их эргэлтийн хурд нь 160 эрг / мин)! Роторын хүч нь 1000 морины хүчтэй ердийн хөлөг онгоцны дизель хөдөлгүүртэй хосолсон шураг сэнсний хүчтэй тэнцэж байв. Гэсэн хэдий ч усан онгоцонд дизель түлш бас байсан: роторуудаас гадна сэнсийг жолооддог (энэ нь цаг агаар тайван үед цорын ганц хөдөлгөгч төхөөрөмж хэвээр үлдсэн).

Гэвч 20-аад оны сүүлээр Их хямрал нүүрлэсэн. 1929 онд чартерийн компани Барбараг үргэлжлүүлэн түрээслэхээс татгалзаж, түүнийг заржээ. Шинэ эзэн нь роторуудыг салгаж, уламжлалт загварын дагуу хөлөг онгоцыг сэргээн засварлав. Гэсэн хэдий ч эргэдэг хөдөлгүүрийн систем нь салхинаас хамааралтай, хүч, хурдны тодорхой хязгаарлалттай тул ердийн дизель цахилгаан станцтай хослуулсан шураг хөдөлгүүртэй системээс доогуур байв. Флеттнер илүү дэвшилтэт судалгаанд хандсан бөгөөд 1931 онд Карибын тэнгист болсон шуурганы үеэр Баден Баден хөлөг живжээ. Мөн тэд роторын дарвуулт онгоцны талаар удаан хугацаанд мартжээ ...

Турбозайл Кусто

20-р зууны туршид далбаат завьнууд бас баригдсан. Энэ төрлийн орчин үеийн хөлөг онгоцны далбаа нь цахилгаан мотороор бэхлэгддэг бөгөөд шинэ материал нь дизайныг мэдэгдэхүйц хөнгөн болгодог. Гэхдээ далбаат завь бол дарвуулт завь бөгөөд салхины энергийг цоо шинэ арга замаар ашиглах санаа нь Флеттнерийн үеэс л бий болсон. Түүнийг уйгагүй адал явдалт, аялагч Жак-Ив Кусто авав.

Cloudia-ийн Жон Марплесийн зохион бүтээсэн дарвуулт завь нь дахин бүтээгдсэн тримаран Searunner 34 юм. Дарвуулт завь нь 2008 оны 2-р сард АНУ-ын Флорида мужийн Форт Пирс хотод анхны туршилтаа хийсэн бөгөөд бүтээн байгуулалтын ажлыг Discovery телевизийн суваг санхүүжүүлсэн. "Клаудиа" өөрийгөө гайхалтай маневрлах чадвартай гэдгээ харуулж, хэдхэн секундын дотор зогсч, урвуу руу орж, салхинд 15 ° өнцгөөр чөлөөтэй хөдөлсөн. Уламжлалт Флеттнер ротортой харьцуулахад гүйцэтгэлийн мэдэгдэхүйц сайжирсан нь тримараны урд болон хойд роторуудад нэмэлт хөндлөн диск суурилуулсантай холбоотой юм.

1986 оны 12-р сарын 23-нд нийтлэлийн эхэнд дурдсан Halcyone-г эхлүүлсний дараа Кусто болон түүний хамтрагчид Люсиен Малавар, Бертран Чарриер нар "Хөдөлгөөнт шингэн эсвэл хий ашиглан төхөөрөмж үүсгэх хүч"-ийн US4630997 хамтарсан патентыг хүлээн авсан. Патентлагдсан төхөөрөмжийн ерөнхий тодорхойлолт нь: "Төхөөрөмжийг тодорхой чиглэлд хөдөлж буй орчинд байрлуулсан; энэ тохиолдолд эхнийхтэй перпендикуляр чиглэлд үйлчлэх хүч үүсдэг. Энэхүү төхөөрөмж нь хөдөлгөгч хүч нь дарвуулын талбайтай пропорциональ байдаг асар том далбааг ашиглахаас зайлсхийдэг." Кусто турбосайл ба Флеттнер роторын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?

Хөндлөн огтлолын хувьд турбосайл нь хурц үзүүрээр дугуйрсан сунасан дусал шиг зүйл юм. "Дусал" -ын хажуу тал дээр агаар оруулах сараалжууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн аль нэгээр нь (урагш эсвэл хойшлох хэрэгцээ шаардлагаас хамааран) агаарыг сордог. Агаарын оролтод салхины сорох хэмжээг нэмэгдүүлэхийн тулд турбосайл дээр цахилгаан мотороор удирддаг жижиг сэнс суурилуулсан. Энэ нь дарвуулт онгоцны налуу тал дээр агаарын хөдөлгөөний хурдыг зохиомлоор нэмэгдүүлж, турбо далбаат онгоцноос салах үед агаарын урсгалыг сордог. Энэ нь турбо дарвуулын нэг талд вакуум үүсгэж, нэгэн зэрэг үймээн самуун үүсэхээс сэргийлдэг. Дараа нь Магнус эффект үйлчилдэг: нэг талдаа ховордож, үр дүнд нь хөлөг онгоцыг хөдөлгөж чадах хөндлөн хүч үүсдэг. Үнэн хэрэгтээ турбосайл бол босоо байрлалтай онгоцны далавч юм; наад зах нь хөдөлгөгч хүчийг бий болгох зарчим нь онгоцны өргөх хүчийг бий болгох зарчимтай төстэй юм. Турбо далбааг үргэлж салхинд хамгийн ашигтай тал руу чиглүүлж байхын тулд тусгай мэдрэгчээр тоноглогдсон бөгөөд эргэдэг тавцан дээр суурилуулсан.

Хачирхалтай нь, бидний үед нэлээд танил дарвуулуудыг үйлдвэрлэлд ашигладаг. Усан онгоцны үйлдвэрүүд ихэвчлэн том оврын танк, ачааны машинуудын загварт бэхэлгээ, дарвуулт төхөөрөмж суурилуулах боломжийг багтаадаг. Хамгийн алдартай төсөл бол 2008 оны 1-р сарын 1-нд хөөргөсөн Германы тээврийн MS Beluga SkySails хөлөг онгоц юм. Усан онгоц нь 160 м2 талбай бүхий аварга цаасан шувууны ачаар эрчим хүчнийхээ 15-20% -ийг хөгжүүлдэг; Цаасан шувууг хөлөг онгоцны нуманд олсоор бэхэлсэн бөгөөд түүний зан байдлыг компьютерээр удирддаг. Энэ нь ихэвчлэн 100 м-ийн өндөрт, хөлөг онгоцноос 500 м-ийн зайд эргэлдэж, хөлөг онгоцыг татан авч явдаг. 2013 он гэхэд SkySails GmbH & Co-ийн мэргэжилтнүүд. KG 400 орчим хөлөг онгоцыг өөрийн системээр тоноглохоор төлөвлөж байна - ийм "тохируулга" бүр нь түлшний зарцуулалт, агаар мандалд ялгарах хорт утааны хэмжээг мэдэгдэхүйц бууруулах болно.

Үнэн хэрэгтээ Кусто 1981 онд "Windmill" (Moulin à Vent) катамаран дээр турбо далбаат онгоцны прототипийг анх туршсан. Катамараны хамгийн том амжилттай аялал бол Танжер (Марокко) -аас Нью Йорк хүртэлх томоохон экспедицийн хөлөг онгоцны "хяналт" дор хийсэн аялал байв.

Мөн 1985 оны 4-р сард турбо далбаатаар тоноглогдсон анхны бүрэн хөлөг онгоц болох Halcyone-г Ла Рошель боомтод хөөргөв. Өнөөдөр тэр хөдөлж байгаа бөгөөд өнөөдөр Кусто багийн тэргүүлэгч (мөн үнэндээ цорын ганц том хөлөг онгоц) юм. Үүн дээрх турбо далбаа нь цорын ганц хөдөлгүүр биш боловч хоёр дизель хөдөлгүүр ба хэд хэдэн сэнсний ердийн холболтод тусалдаг (энэ нь түлшний зарцуулалтыг гуравны нэгээр бууруулах боломжийг олгодог). Агуу далай судлаач амьд байсан бол үүнтэй төстэй хэд хэдэн хөлөг онгоц бүтээх байсан ч Кустог явсны дараа хамтрагчдынх нь урам зориг мэдэгдэхүйц буурчээ. 1997 онд нас барахынхаа өмнөхөн Кусто турбо далбаатай Калипсо II хөлөг онгоцны төсөл дээр идэвхтэй ажиллаж байсан боловч дуусгах цаг байсангүй. Хамгийн сүүлийн мэдээллээр 2011 оны өвөл Алкионе Каен боомтод байсан бөгөөд шинэ экспедицийг хүлээж байв.

Мөн дахин Флеттнер

Өнөөдөр Флеттнерийн санааг сэргээж, роторын далбааг өргөн дэлгэрүүлэх оролдлого хийгдэж байна. Жишээлбэл, Гамбургийн алдарт Blohm & Voss компани 1973 оны газрын тосны хямралын дараа эргэдэг танкийг идэвхтэй хөгжүүлж эхэлсэн боловч 1986 он гэхэд эдийн засгийн хүчин зүйлүүд энэ төслийг "хаагдсан". Дараа нь сонирхогчийн хэд хэдэн загвар байсан; жишээлбэл, 2007 онд Фленсбургийн их сургуулийн оюутнууд роторын далбаат (Uni-cat Flensburg) хөдөлгүүртэй катамаран бүтээжээ.

Зөвхөн 2010 онд роторын далбаатай түүхэн дэх гурав дахь хөлөг онгоц нь дэлхийн хамгийн том салхин үүсгүүр үйлдвэрлэгчдийн нэг болох Enercon-ийн захиалгаар баригдсан E-Ship 1 хүнд даацын ачааны машиныг харсан юм. 2010 оны 7-р сарын 6-нд хөлөг онгоцыг анх удаа хөөргөж, Эмденээс Бремерхавен хүртэл богино аялал хийсэн. Тэгээд аль хэдийн наймдугаар сард тэрээр есөн салхин үүсгүүрийн ачаатай Ирланд руу анхны ажлын аялалдаа гарсан.

Усан онгоц нь дөрвөн Flettner ротороор тоноглогдсон бөгөөд мэдээжийн хэрэг тайван цаг агаар болон нэмэлт хүч хэрэглэх уламжлалт хөдөлгүүрийн системээр тоноглогдсон. Гэсэн хэдий ч роторын далбаа нь зөвхөн туслах хөдөлгүүрийн үүрэг гүйцэтгэдэг - 130 метрийн ачааны машины хувьд тэдний хүч нь зохих хурдыг хөгжүүлэхэд хангалтгүй юм. Хөдөлгүүрүүд нь есөн Mitsubishi эрчим хүчний нэгжээр ажилладаг бөгөөд роторууд нь утааны хийгээр ажилладаг Siemens уурын турбинаар ажилладаг. Роторын далбаа нь 16 зангилаагаар 30-40% түлш хэмнэх боломжтой.

Гэхдээ Кустогийн турбо далбаа одоохондоо мартагдсан хэвээр байна: Alkyone бол ийм төрлийн хөдөлгүүртэй цорын ганц бүрэн хэмжээтэй хөлөг онгоц хэвээр байна. Германы усан онгоц үйлдвэрлэгчдийн туршлагаас харахад Магнус эффектээр ажилладаг дарвуулын сэдвийг цаашид хөгжүүлэх нь утга учиртай эсэхийг харуулах болно. Гол нь үүний эдийн засгийн үндэслэлийг олж, үр дүнтэйг нь батлах хэрэгтэй. Дараа нь дэлхийн бүх хөлөг онгоц 150 гаруй жилийн өмнө Германы авъяаслаг эрдэмтний тодорхойлсон зарчим руу шилжих болно.

Эдийн засагчдын тооцоолсноор одоогийн байдлаар салхины хүчийг хөдөлгөдөг хөлөг онгоцууд - салхин хөлөг онгоцууд ердийн механик хөдөлгүүртэй хөлөг онгоцуудтай өрсөлдөх боломжгүй юм. Ачааны салхин хөлөг онгоцыг өргөнөөр ашиглахад тохиромжгүй гэж үзэж байгаа олон шалтгааны дотроос хамгийн ноцтой нь бидний бодлоор хоёрт анхаарлаа хандуулахыг хүсч байна. Аль аль нь үндсэн шинж чанартай.

Харамсалтай нь тэдгээрийн аль нэгтэй нь холбогдуулан хүн бараг арчаагүй, цаг хугацаа ч гэсэн энд юу ч өөрчилж чадахгүй. Энэ шалтгаан нь салхины эрчим хүчний "орд"-ын бодит ядууралтай бодитой холбоотой юм. Салхи хаа сайгүй байдаг, гэхдээ тэр боломжит боломжуудманай гаригийн гадаргуу дээгүүр түрхсэн мэт. Тогтвортой салхины бүс гэх мэт тогтвортой салхитай газар ховор байдаг. Салхи нь хүч, чиглэлийн хувьд өөрчлөгддөг; далбаат болон бусад салхины хөдөлгүүрийн хүчин чадал нь түүний дундаж хурд бага байна. Үүний дагуу орон нутгийн агаарын урсгалын кинетик энерги, салхин турбины ажлын элементүүд дээр гарч болох даралтын уналт бага байна. Асар их хэмжээний бөмбөлөгтэй агаар мандлын (5.5X10 15 тонн) дотроос байгаль дэлхий бидэнд зөвхөн хөлөг онгоцны уртаас илүүгүй өргөнтэй "коридорт" унасан үйрмэгийг л хуваарилж байгаа нь үнэхээр сэтгэл дундуур байна. өндөр (бодит байхын тулд) хэдэн арван метрээс хэтрэхгүй. Нэг үгээр хэлбэл, нандин “олжвор”-ын ордууд асар их, нийт нөөц нь асар их боловч бид багахан хэсгийг нь л ашиглах боломжтой.

Байгалиас заяасан энэ байдлыг өөрчлөхөд хэн ч найдаж болохгүй. Мэдээжийн хэрэг, гол хүчин чармайлтыг салхин цахилгаан станцуудын (ДЦС) үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд чиглүүлэх хэрэгтэй. Усан онгоцны хөдөлгөөний хувьд - өгөгдсөн чиглэл, хүч чадлын салхиар хамгийн их хөдөлгөгч хүчийг авах.

Салхины хөдөлгүүрийн одоо байгаа хувилбарууд нь дизайн, үйл ажиллагааны зарчим, тэдгээрийн давуу болон сул талуудын хувьд олон янз байдаг бөгөөд ихэнх тохиолдолд ажлын хэсгүүд нь хэлбэртэй байдаг. аэродинамик далавч. Бүрэн зам дээр ямар ч далбаа нь тааламжгүй "хэт шүүмжлэлтэй" горимд ажилладаг далавч юм. Салхинд хурц зам дээр сайн дарвуул нь жинхэнэ далавчтай адил бүх гол давуу талуудтай. Спортын хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд хатуу ба хагас хатуу далавчтай далбааг эрт дээр үеэс ашиглаж ирсэн.

Ийм олон төрлийн төхөөрөмжүүдийн үр нөлөөг үнэлэхийн тулд хоёр хамаарлыг ашиглаж болно: нэг нь төхөөрөмжөөс олж авсан хүч ба урсгалын хурд, нөгөө нь өргөх хүч ба чирэх хүчний хооронд.

Эхний харилцааг "хэмжээгүй" хоёр шинж чанарын хэлбэрээр хамгийн тохиромжтой байдлаар харуулсан болно.

энд Y нь өргөх хүч; X - урд талын эсэргүүцэл; S - онцлог талбар; C y, C x - өргөх ба чирэх коэффициентүүд; V нь төхөөрөмж рүү орох урсгалын хурд юм.

Хоёр дахь харьцааг аэродинамик чанар гэж нэрлэдэг

Бидний бодлоор, тодорхой салхин үүсгүүрийн дизайны төрлөөс үл хамааран далавчны элементүүд нь түүний хэмжээсээр хэрхэн байршсанаас үл хамааран хөдөлгүүрийн үр ашиг нь хамгийн сайндаа тохирох хэмжээтэй зарим төгс далавчны үр ашигт ойртож чадна. . Ийм далавчны хувьд, тэр ч байтугай өндөр K ч гэсэн Cy-ийн хамгийн их утга нь 1.0-1.1 дарааллын утгаас хэтрэхгүй байна. Эдгээр тоонууд нь үндсэндээ авч үзэж буй ангиллын салхин турбины дунд зэргийн чадлын дээд хязгаарыг тодорхойлдог. Энэ нь одоогийн салхин сэнсний өрсөлдөх чадваргүй байгаагийн хоёр дахь шалтгаан юм.

Технологи, шинжлэх ухаанд таамаглал дэвшүүлэх нь зохистой ажил боловч маш хэцүү ажил юм. Дээр хэлсэн гутранги дүгнэлт алдаатай гарвал маш сайн. Гэсэн хэдий ч хэлэлцэж буй асуудлын нарийн төвөгтэй байдал нь хайчны "цайны өрөө" шаардлагатай байгаагаас харагдаж байна. их хэмжээгээрдарвуулт онгоцууд, тэр ч байтугай орчин үеийн салхин сэнсүүдийн загварт дарвуулт далавч нь асар өндөр байдаг.

Бид салхин сэнсний шинэ төрөл, загварыг эрэлхийлэх хэрэгтэй бололтой. Боломжит, ирээдүйтэй сонголтуудын нэг нь A. Fletner роторууд - эрчим хүчний хангамжаар ажилладаг сэнс юм. Эдгээр нь тавцан дээр суурилуулсан босоо цилиндр бөгөөд жижиг туслах хөдөлгүүрээр хөдөлдөг. Роторыг эргүүлэхэд харьцангуй бага хэмжээний механик энерги нийлүүлэх нь өргөлтийн коэффициентийг ихээхэн нэмэгдүүлж, улмаар салхины хөлөг онгоцны үр дүнтэй дарвуулт талбайг сонгодог прототиптэй харьцуулахад мэдэгдэхүйц бууруулж болохыг туршилт, дараа нь эргэлдэгч хөлөг ажиллуулах туршлага харуулж байна. .

Агаарын урсгалаар зохицуулсан эргэдэг цилиндрт өргөх хүч үүсэх нөлөөг (Магнус эффект) 1852 онд баллистикийн чиглэлээр судалгаа хийж байсан Берлиний физикч Г.Магнус тайлбарлав Хажуугийн салхины нөлөөн дор бууны винтовын торхонд эргэлдэж байсан тэд замналаа өөрсдөдөө зориулж тооцоолсон баллистик муруйгаас эсрэгээр өөрчилсөн нь хачирхалтай байв. Энэ үзэгдлийн талаар дараа нь алдарт физикч Лорд Рэйлигийн "Теннисний бөмбөгний тогтмол бус нислэг" хэмээх бүтээлд дурдсан байдаг. Ээрэх теннисний (хөл бөмбөг эсвэл волейбол) бөмбөгний онцлог нь Магнус эффектийн нөлөөн дор нислэгийн хурд ба эргэлтийн тодорхой харьцаатай, довтолж буй талаас зохицуулагддаг бөгөөд энэ нь тоглоомын талбай руу бүрэн унах боломжтой байдаг. "дайсан" -ын хувьд гэнэтийн зүйл.

Эргэдэг хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааны зарчмыг илүү сайн ойлгохын тулд хөдөлгөөнгүй цилиндрийн эргэн тойронд урсах хамгийн тохиромжтой нэгэн төрлийн урсгалын зургийг төсөөлье, өөрөөр хэлбэл зуурамтгай чанаргүй шингэн (Зураг 1, а). Шингэнийг цилиндр рүү V 0 хурдтайгаар урсгана. Шингэн бөөмс нь А цэгээс цилиндрийн хөндлөн огтлол руу шилжих үед түүний хурд нэмэгдэж, В ба В 1 цэгүүдэд 2V 0-тэй тэнцүү болно. Алдарт Бернулли хуулийн дагуу цилиндрийн эдгээр цэгүүдийн урсгал дахь даралт нь "хязгааргүй" даралттай харьцуулахад зохих ёсоор буурах ёстой (Зураг 1, d). Энэ тохиолдолд даралтыг xx ба yy тэнхлэгтэй харьцуулахад тэгш хэмтэй хуваарилдаг.

Хэрэв өмнөх шигээ эргэдэггүй цилиндрийг наалдамхай чанар бүхий бодит шингэн эсвэл хий тойрон эргэлдэж байвал урсгалын хэв маяг өөрчлөгдөнө (Зураг 1, b). B-B 1 хэсгийг дамжсан шингэний хэсгүүд нь үрэлтийн хүчний үйл ажиллагааны үр дүнд удааширч, B ба C 1 цэгүүдэд бөөмсийн давхарга цилиндрийн гадаргуугаас салж, урсгалын тэгш хэмтэй байна. эвдэрсэн, цилиндрийн арын хэсэгт бага даралтын хэсэг - ховор тохиолддог. Энэ нь татах хүчний X харагдах байдлыг үүсгэдэг.

Бодит, наалдамхай, ерөнхийдөө хөдөлгөөнгүй шингэнд байрлуулсан цилиндрт тэнхлэгээ тойрон эргэлддэг гэж төсөөлөөд үз дээ (Зураг 1, в). Цилиндрийн гадаргуу нь цилиндрт наалддаг шингэн хэсгүүдийн давхаргыг хөдөлгөөнд оролцуулна. Бөөмийн дараагийн давхарга нь давхаргууд хоорондоо харьцангуй гулсаж байгаа тул бага хурдтайгаар эргэлддэг - хурд нь цилиндрийн гадаргуугаас бөөмсийн зайтай пропорциональ буурна. Хангалттай хол зайд шингэн хөдөлгөөнгүй байх болно, өөрөөр хэлбэл V c =0. Тиймээс цилиндр нь эргэлтийн эрчмийг эргэлтээр хэмждэг шингэний эргэлдэх урсгалаар хүрээлэгдсэн байх болно - бөөмсийн хурд ба тэдгээрийн дугуй замын уртын үржвэр. Цилиндрийн гадаргуу дээр эргэлт Г=V c ·2πr 0, V c нь бөөмийн хурд; r 0 - цилиндрийн радиус.

Нэг жигд урсгалд байрлуулсан эргэлдэгч цилиндрийн эргэн тойрон дахь урсгалыг төсөөлөхийн тулд дээр дурдсан схемүүдийн хоёрыг бие биенийхээ дээр байрлуулах зарчмыг ашиглаж болно (Зураг 2, а). Цилиндрийн гадаргуугийн аль ч цэгт бөөмийн нийт хурдыг эргэдэггүй цилиндрийн эргэн тойрон дахь тэгш хэмтэй урсгалд харгалзах хурд болон эргэлтийн гарал үүслийн тангенциал хурдыг нэмэх замаар тодорхойлж болно. Жишээлбэл, В цэг дээр эхний хурд нь 2V0, хоёр дахь хурд нь Vc; нийт хурд 2V 0 +V c . B 1 цэг дээр тангенциал хурд V c нь урсгалын хурдны эсрэг чиглэсэн 2V 0; нийт хурд нь 2V 0 -V c байх болно. Үр дүнд нь хурдны зөрүүний үр дүнд (мөн даралт) дээд ба доод талд Y өргөх хүч үүсч, цилиндрийг дээш өргөх хандлагатай байдаг. Энэ бол А.Флетнерийн эргэлтэт хөдөлгүүрт ашигласан Магнус эффект юм. Роторыг өргөх хүчний хэмжээ нь роторын гадаргуугийн V c цэгүүдийн хөдөлгөөний эргэлтийн хэсгийн хурд ба төхөөрөмж дээр цохиулах агаарын урсгалын V 0 хурдны харьцаанаас хамаарна.

Хүн салхины хүчийг удирдаж чадахгүй, гэхдээ тэр V c-ийн утгыг бүрэн хянаж чаддаг: хөдөлгүүрийг ашиглан та цилиндрийг илүү хурдан, удаан эргүүлэх боломжтой; Үүний дагуу өргөх хүчний хэмжээг хянах боломжтой.

Уламжлалт далавчны эргэн тойронд урсах тохиолдолд үүссэн урсгалыг эргэлтийн болон "хуйлхай" болгон хуваахыг зөвшөөрнө. Нэгдүгээрт, далавчны дээд ба доод гадаргуугийн эргэн тойронд урсаж буй шингэний давхаргууд нь түүний хурц ирмэгээс "эхлэх эргүүлэг" хэлбэрээр тусгаарлагдсан үед эргэлт үүсдэг. Ирээдүйд энэ нь хадгалагдаж, арын ирмэгийн эргэн тойронд жигд урсгалыг хангах; Тогтмол жигүүрийн геометрийн хувьд эргэлтийн урсгалын хурдыг довтолгооны өнцөг a ба гол урсгалын хурдаар тодорхойлно V 0 . Тиймээс довтолгооны өнцгийг өөрчлөх замаар далавчны өргөлтийн хэмжээг хянах боломжтой.

А.Флетнерийн туршилтын үр дүнд тулгуурлан далавч болон эргэдэг цилиндрийн давуу талуудын харьцуулалтыг үргэлжлүүлж болох боловч эхлээд нэг нөхцөл байдлыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Дээр бид эргэн тойрон дахь урсгалыг авч үзсэн хөндлөн огтлолнэг хавтгайд цилиндр ба далавч - хоёр хэмжээст шингэний урсгал. Үнэн хэрэгтээ цилиндр болон далавч хоёулаа хязгаарлагдмал урттай, эсвэл зайтай байдаг. Цилиндрийн төгсгөлд өндөр даралттай газраас шингэн нь ховордсон тал руу урсаж, нэмэлт, хүсээгүй эргүүлэг үүсдэг. Үүний дагуу өргөх хүчний хэмжээ буурч, нэмэлт "индуктив" таталт үүсдэг. Цилиндрийн урт нь түүний диаметртэй харьцуулахад их байх тусам төгсгөлийн алдагдал, индуктив урвал бага байх болно. Эдгээр алдагдлыг цилиндрийн төгсгөлд аэродинамик угаагч суурилуулах замаар бууруулж болно.

Зураг дээр. Зураг 3а-д аэродинамик угаагчтай болон тоноглолгүй харьцангуй суналт L/D = 4.7 эргэдэг цилиндрийн өргөлтийн коэффициент С-ийн туршилтын хэмжилтийн үр дүнг үзүүлэв. Усан онгоцонд суурилуулсан эргэлтэт хөдөлгүүрийн хувьд доод угаагч нь тавцан байж болно; 1.7D диаметртэй угаагчийг роторын дээд төгсгөлд холбоход хэцүү биш байх болно. Тиймээс бид хөлөг онгоцонд суурилуулсан жинхэнэ роторын хувьд өргөх коэффициент C y =9-д хүрэхэд хэцүү биш гэж үзэж болно. Энэ нь хамгийн дэвшилтэт далавчны өргөлтийн коэффициентээс хамаагүй өндөр бөгөөд хамгийн сайн далбааг тодорхойлдог ижил коэффициентээс ч илүү (10 дахин) өндөр юм!

Графикаас харахад роторын өргөх хүч V c /V 0 =4 болж нэмэгддэг. Энэ нь роторын хурд хэт өндөр биш байж магадгүй гэсэн үг юм. Роторын диаметр их байх тусам хамгийн их өргөлтөд хүрэхэд шаардагдах эргэлтийн хурд бага байх болно. Өөр нэг чухал дүгнэлт; Салхины хурд төлөвлөгдөөгүй нэмэгдэх үед өргөлтийн коэффициент автоматаар буурдаг. Энэ нь шуурганы үеэр эргэдэг хөлөг онгоцны өсгий момент ердийн дарвуулт завиных шиг тийм их хэмжээгээр нэмэгддэггүй гэсэн үг юм.

Одоо роторын чирэх коэффициент C x-ийн харьцангуй хурд V c /V 0-ээс хамаарах график руу шилжье (Зураг 3, б). V c /V 0 ≥2-д аль хэдийн роторын эсэргүүцэл огцом нэмэгдэж, энэ нь далавчтай харьцуулахад роторын аэродинамик чанар буурахад хүргэдэг.

Хөдөлгүүрийн төхөөрөмж болох роторын аэродинамик шинж чанар нь туйлтай байж болно - C x-ийн утгаас хамаарч C y-ийн өөрчлөлтийн график, V c / V 0 харьцаа (Зураг 4). Харьцуулбал, Зураг дээр. 4-т голдуу хөлөг онгоц суурилуулахад ашигладаг гаф дарвуулын туйлшралыг харуулав.

Хоёр төрлийн хөдөлгүүрийн хувьд C y / C x харьцааг шинжлэхэд ташуу дарвуулын чанар илүү өндөр байгааг анзаарч болно, гэхдээ дарвуулт онгоцны нэгжийн талбайд (роторын хувьд энэ нь диаметрийг өндрөөр үржүүлсэн гэдгийг санаарай) мэдэгдэхүйц өндөр байна. ротор дээр өргөх хүчийг авч болно.

Одоо роторт үйлчилж буй хүчнүүд хөлөг онгоцыг хөдөлгөдөг зүтгүүрийн хүч болон хувирч байгааг харцгаая (Зураг 5). Ротор нь агаарын урсгалаар хүрээлэгдсэн бөгөөд хурд, чиглэл нь (v in) нь салхины хурд, чиглэлээс (v ба) ялгаатай болохыг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Усан онгоц хөдөлж байгаа тул агаарын эсрэг урсгал (v to) гарч ирэх бөгөөд үүнийг жинхэнэ салхитай векторуудыг нэгтгэх дүрмийн дагуу нэмэх шаардлагатай.

Ротор дээрх өргөх хүчний Y ба чирэх X-ийн нийлбэр нь үүсэх аэродинамик R хүчийг өгдөг бөгөөд үүнийг хөлөгтэй холбоотой координатын системд хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг хэлбэрээр авч үзэх боломжтой - түлхэх хүч T ба шилжилт D. Мэдээжийн хэрэг, ямар ч дарвуулт хөлөг онгоц шиг эргэдэг хөлөг нь салхины эсрэг шууд явах боломжгүй юм. R хүч нь хөлөг онгоцны нум руу чиглэсэн T бүрэлдэхүүн хэсгийг үүсгэх нь чухал юм. Роторын чанар бага байх тусам гарчиг φ k (жишээлбэл, K = 1.4 φ k = 35 ° -д; K = 3 φ k = 18 ° гэх мэт) хамгийн бага утга их байна. Туршилтаар эргэдэг хөлөг онгоцууд жинхэнэ салхитай φk = 25-30 ° өнцгөөр хөвөх чадвартай болохыг харуулсан.

Ротор нь арын замд хамгийн их түлхэц өгдөг. Энэ тохиолдолд D аэродинамик урвалын хөндлөн бүрэлдэхүүн хэсэг нь салхины тал руу чиглэсэн, өөрөөр хэлбэл гулзайлтын моментийг эсэргүүцдэг (5-р зургийг үз, b). Гибтэй ойрхон зам дээр роторын өргөх хүч нь курс руу перпендикуляр чиглэгддэг, өөрөөр хэлбэл энэ нь зөвхөн хөлөг онгоцны шилжилт, өнхрөхөд хувь нэмэр оруулдаг. Чирэлтийн улмаас зүтгүүрийг хангадаг тул роторыг эргүүлэх нь утгагүй юм. Гэхдээ энэ чиглэлийн түлхэлт нь боломжит хамгийн их утгын багахан хэсэг юм.

Графикийн хувьд хөлөг онгоцны урсгалаас хамааран эргэдэг хөдөлгүүрийн системийн түлхэлтийн утгын өөрчлөлтийг Зураг дээр үзүүлэв. 6.

Роторын эргэлтийн чиглэлийг өөрчилснөөр та аэродинамик R хүчний үйл ажиллагааны чиглэлийг бараг эсрэгээр өөрчилж болно. Хэрэв хөлөг онгоцонд хос ротор суурилуулсан бол энэ нь урагш, хойшоо хөдөлж, бараг газар дээр нь эргэх боломжтой (Зураг 7).

Зураг дээр. Зураг 8-д А.Флетнерийн “Буккзу” хөлөг онгоцны роторын татах ба аэродинамик хүчний тооцоолсон муруйг харуулав. Роторуудын эргэлтийн хурд тогтмол боловч агаарын урсгалын хурд өөрчлөгддөг, өөрөөр хэлбэл салхины өсөлтийг дуурайлган хийдэг. Ийм нөхцөлд энгийн дарвуулт завь дээр зарим далбаагаа салгаж эсвэл хадыг авдаг. Та эргэдэг хөлөг онгоцон дээр хад авч чадахгүй, гэхдээ салхины хурд нэмэгдэх үед үүнийг Зураг дээрх графикаас харж болно. 8, ротор дээр өсөх хүч нэмэгдэхгүй. Хэрэв роторыг зогсоовол (V c = 0) аэродинамик урвал нь далбаа татсан ердийн дарвуулт завины жийргэвч ба бэхэлгээний чирэх хүчнээс хамаагүй бага байх болно. Дарвуулт онгоцны аль нь ч, (бүр илүү) хатуу дарвуулт далавч нь ийм шинж чанартай байдаггүй.

Туршилтаар роторыг оновчтой давтамжтайгаар эргүүлэхэд зарцуулсан эрчим хүчний зарцуулалт нь хөлөг онгоцыг хөдөлгөхөд эргүүлэх хөдөлгүүрийн зарцуулсан чадлын тодорхой хувийг эзэлдэг болохыг харуулсан.

А, Флетнер хөлөг онгоцны талаархи мэдээллийг хүснэгтэд үзүүлэв. Богино хугацаанд санаачлагатай зохион бүтээгч (эсвэл авхаалжтай бизнес эрхлэгч) таван хөвөгч төхөөрөмжийг барьж, туршиж үзсэн.

Эхнийх нь зузаан цаасаар наасан ротороор тоноглогдсон Данзиг эргэдэг роверын гурван фут загвар байв. Хаврын цагны механизмыг эргүүлэхэд тохируулсан. Энэ туршилтанд Флетнер ямар ч хэмжилт хийгээгүй, тэр зөвхөн өөрөө эргэлзээгүй, өрсөлдөгчид нь юунд итгэхээс татгалзаж байгааг шалгасан: ротор нь хөлөг онгоцны хөдөлгөгч төхөөрөмж болж чадах уу?

Г.Магнус өөрөөс нь эхлээд олон өрсөлдөгчид байсан бөгөөд тэд нээлтийг хийснийхээ дараа үүнийг бараг хэрэггүй гэж үзсэн. Тухайн үед уламжлалт дарвуулт онгоцыг илүү үр дүнтэй орлуулахыг эрэлхийлж байсан А.Флетнер хатуу далавчтай дарвуулын амлалтад чин сэтгэлээсээ итгэж байсан. Тэрээр хөвөгч баркентиныг хувиргах төслийг боловсруулж чадсан бөгөөд усан онгоцны үйлдвэр, аэродинамикийн лабораторитой гэрээ байгуулж, механикжсан далавчтай туршилт хийжээ. Яг тэр үед зохион бүтээгч нь эргэдэг хөлөг онгоц бүтээх боломжтой гэсэн санааг төрүүлсэн байх ёстой! Зохион бүтээгч эцсийн үр дүнд итгэх хэрэгтэй байв. Анхны жижиг загвар өмсөгч нь түүнд ийм итгэлийг авчирсан.

Дараа нь лабораторийн туршилт хийсэн. Флетнер А.Бетц, И.Акерет, Л.Прандтл зэрэг алдартай эрдэмтдээс зөвлөгөө авч, дэмжлэг авч байсан. Энэ ажлын үр дүн нь хуучин "Буккау" дарвуулт хөлөг онгоцны эргэлтэт хувилбарыг дахин тоноглож, туршилт хийсэн (Зураг 9). Энэ бол далайд гарсан анхны ротор хөлөг юм. "Буккау" хүчтэй салхинд амархан тэсвэрлэж, ташуу далбаагаар тоноглогдсон дарвуулт хөлөг онгоц шиг салхинд огцом хөдөлдөг байв. Эргэдэг хөлөг нь мөн гайхалтай маневрлах чадварыг харуулсан. Данциг (Гданск) хотоос Шотландын Гренжмут боомт руу ачааны анхны нислэг цаг агаарын нөхцөл байдалмаш хүнд байсан. Сонинуудад бичсэнчлэн ийм цаг агаар, салхинд ганц ч дарвуулт хөлөг онгоц Гренжмут байрладаг Форт Форт руу орж чадахгүй байв. Жилийн дараа нэрээ "Баден-Баден" болгон өөрчилсөн ротор хөлөг онгоц Атлантын далайг гатлах үед хөлөг онгоц Нью-Йоркийн боомт дахь бараг хамгийн хананд бие даан хүрч чадсан нь далайчдад ихээхэн сэтгэгдэл төрүүлэв.

Амжилтаас урам зориг авсан зохион бүтээгч нь ачаа тээврийн шинэчлэгч болно гэдэгт итгэлтэй байв. Гэвч энэ нь түүнд хангалтгүй байсан: А.Флетнер хоёр дарвуулт онгоцыг ротортой тоногложээ. Энэ туршилтын үр дүн ч найдвар төрүүлсэн. Арван нэгэн метрийн дарвуулт онгоц (Зураг 10) төгс хөвж байв; хөнгөн салхинд энэ нь дарвуулт онгоцоор тоноглогдсон прототипүүдээс бага зэрэг доогуур байсан бөгөөд хүчтэй салхинд тэднийг гүйцэж түрүүлэв. Цилиндрийг эргүүлэхэд шаардагдах хүч нь 1-2 литр байв. Хамт.; Зохиогчийн хэлснээр далайн туршилтын хамгийн дээд хурд нь 12-13 зангилаа байв.

А.Флетнерийн сүүлчийн эргэдэг хөлөг ба өнөөг хүртэл далайд хагалж байсан хамгийн сүүлчийн эргэдэг хөлөг нь эргэлтэт хөдөлгүүрт тусгайлан бүтээсэн анхны хөлөг болох "Барбара" байв. 29.9 м өндөртэй, 7.04 м диаметртэй нэг ротор суурилуулах ёстой байсан ч тухайн үед үйлдвэр нь шаардлагатай хэмжээтэй бөмбөлөг холхивч үйлдвэрлэж чадахгүй байсан тул Барбара дээр гурван ротор гарч ирэв. Тэдний хэмжээ нь Буккау дээр найдвартай ажиллаж байсан хэмжээнээс арай том байв.

Одоогоор эргэдэг хөлөг онгоц хийгдээгүй, хөвдөггүй. 20-иод онд гарч ирсний дараа тэд тэр даруй алга болжээ. Үлдсэн зүйл бол эргэдэг хөдөлгүүрийн давуу болон сул талуудыг нэгтгэн дүгнэх боломжийг олгодог туршлага юм.

Ротор нь далбаатай (1.0-1.1) харьцуулахад өндөр өргөх коэффициенттэй (2.5-10.0).

Хөдөлгүүрийн нэгжийг засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар (Буккау барквентины 10 далбаа эсвэл гүүрнээс удирддаг хоёр ротор, аль нь илүү хялбар вэ?).

Ротор нь хэдхэн минутын дотор ажиллах горимд хүрдэг бол далбааг тохируулах, татах нь маш удаан хугацаа шаарддаг. Эргэдэг хөлөг онгоцны багийнхан хүнд болон аюултай ажилхашаанууд болон тулгуурууд дээр. Эргэдэг машин нь маневр сайтай. Хүчтэй салхитай үед роторын аэродинамик хүч дарвуулт онгоцныхоос хамаагүй бага хэмжээгээр нэмэгддэг тул эргэдэг хөлөг онгоц нь том жагсаалт эсвэл хөмрөх аюулд бага өртдөг. Эцэст нь роторыг үндсэн нэгж болон туслах хөдөлгүүр болгон ашиглаж болно: энэ нь хурдыг хэд хэдэн зангилаагаар нэмэгдүүлэх эсвэл түлш хэмнэх болно.

Давуу талуудын жагсаалт нь гайхалтай боловч өнөөдөр яагаад далайн замд эргэдэг хөлөг онгоц байхгүй байна вэ? Магадгүй ротор нь зөвхөн давуу талтай төдийгүй сул талуудтай байдаг. Энэ нь гол зүйл биш тул бид тэдгээрийг товч дурдлаа.

Хүн төрөлхтөн технологийн дэвшлийн таашаалд мансуурч байх үед ротортой машинууд гарч ирэв. Нүүрс, дараа нь газрын тос - тэднийг юу эсэргүүцэх вэ? Уурын утаа нь хүний ​​хүч чадлын бэлгэдэл мэт санагдсан. Мөн хурд, хурд, хурд ...

Газрын тос биш, нүүрс биш, хурд биш бол? Дараа нь - асуудал, асуудал, - цоо шинэ хөлөг онгоцууд. Эргэдэг машинтай зарим талаараа төстэй юм болов уу?

Редактороос

"Дахин ротор уу?" Өгүүллийн зохиогчид. Антон Флетнерийн мартагдсан эргэдэг хөлөг онгоцны ач тусыг бидэнд үнэмшилтэйгээр харуулсан. Шинжлэх ухаан, технологийн хамгийн сүүлийн үеийн ололтыг харгалзан эргэдэг хөлөг онгоцууд сайжирч байгааг тэд нотолсон. тодорхой нөхцөлөндөр үр ашигтай, зардал багатай байж болно.

Тэдний гол давуу тал нь хүн бүрээс илт харагдаж байна сонгодог үзэл бодолдарвуулт онгоц тоног төхөөрөмж - хянах хялбар. 20-иод онд ч гэсэн бүрэн механикжуулалтад хүрч, орчин үеийн хүмүүсийг гайхшруулсан - хашаан дээр ямар ч бригад байхгүй, зөвхөн нэг харуул товчлуурыг дардаг! Уламжлалт дарвуулт машинтай харьцуулахад барилгын өртөг хоёр дахин буурсан; дизайны өндөр найдвартай байдал, харьцангуй энгийн, бат бөх чанар; салхины цохилтоос бага наалдамхай өнцөг - роторын эдгээр маргаангүй давуу талууд нь хагас зууны өмнөх туршлага руу шилжихийг зөвтгөдөг.

Хэлсэн зүйлийг онолчдын таамаг төдий дүгнэлт гэж битгий бодоорой. Энд Барбарагийн ахмадын үзэл бодол; "Роторууд нь ялангуяа урт хугацааны аялалд явж буй том хөлөг онгоцны хувьд ирээдүйтэй шийдэл юм." Энэ болон өнөөг хүртэл үлдсэн цорын ганц тусгай хийцтэй эргэдэг хөлөг онгоцыг ажиллуулж байсан компанийн хамтран эзэмшигч Б.Рихтер: "Роторууд нь дундаж хурдыг 2-3 зангилаагаар нэмэгдүүлэхэд тусалдаг" гэж хэлээд, зориулалтын хөлөг онгоцонд ашиглахыг зөвлөж байна. далай дамнасан аялал.

Өнөө үед бүх төрлийн салхин цахилгаан станцын сонирхол байнга нэмэгдэж байгаа нь инженер, ахмадуудыг А.Флетнерийн шинэ бүтээлийг санахад хүргэж байна. Өнөөдөр бид ярьж байнаОдоо байгаа ачааны хөлөг онгоцны түлшний хэмнэлтийг хангах нэмэлт хөдөлгүүр болох роторын тухай.

Жишээ нь, олон анхны дарвуулт хөлөг онгоцны Английн алдарт загвар зохион бүтээгч Колин Мудигийн саналыг бид мэднэ. Түүний санаа бол суурилуулсан цахилгаан мотор бүхий модульчлагдсан роторын нэгжийн үйлдвэрлэлийг эхлүүлэх явдал юм. Тавцан дээр шаардлагатай тооны ийм суурилуулалтыг суурилуулах, хөлөг онгоцны цахилгаан станцаас эрчим хүчийг хангах, роторын удирдлагыг нисгэгчдийн байранд удирдах самбарт хүргэх нь тийм ч хэцүү биш юм.

Өөр нэг англи хүн, доктор Д.Ж.Велликум 150 метрийн орчин үеийн хөлөг онгоцонд ротор суурилуулахыг санал болгосон бөгөөд үндсэн хөдөлгүүрийн хүчийг 9 зангилаа хурдтай болгож бууруулсан байна. Тооцооллын дагуу салхины таатай нөхцөлд ийм хөлөг онгоцны хурд (босоо шугамаас 12.5 м диаметртэй, 75 м өндөртэй хоёр роторыг эргүүлэхэд боломжит чадлын 50% -ийг авах үед) 23 зангилаа байх болно. .

Өөр нэг англи хүн Стивен Барон 1977 онд 53 м өндөр, 12.5 м голчтой гурван роторыг 226 урттай цуваа ачигч (бөөний ачааны хөлөг онгоц) дээр суурилуулах санааг нарийвчлан боловсруулсан. м, 63,800 тонн даацтай цилиндрийг хөнгөн хайлшаар гагнаж хийхийг санал болгов Хөдөлгүүрийн хөдөлгүүрүүдийн цахилгааныг ойролцоогоор 750 морины хүчин чадалтай дизель генератороор хангана. -тай. Персийн булангийн салхи, 8.5 м/с-ийн салхитай үед үндсэн хөдөлгүүрүүд унтарсан хөлөг онгоцны хүлээгдэж буй хурд нь 16 зангилаа байх болно. Роторууд нь нийт ажиллах хугацааны ердөө 30% нь ажилладаг байсан ч түлшний зарцуулалтыг бууруулснаар жилийн хэмнэлт нь дор хаяж 400 мянган доллар болно. (Сүүлийн таван жилийн үнийн өсөлт нь энэ үзүүлэлтийг ихээхэн нэмэгдүүлсэн!) Эцэст нь хэлэхэд, ижил зохиогч нь хоёр бүрэн живсэн навчин тамхи хэлбэртэй 75 метрийн их биетэй, хоёр ротор суурилуулсан гадаргуутай платформ бүхий катамараны судалгааны хөлөг онгоцны загвар юм.

Манай Тэнгисийн флотын судалгааны төв хүрээлэнд 27,000 тонн даацтай 34.5 метрийн гурван ротор суурилуулах хувилбар дээр үнэлгээний судалгаа хийсэн "Дарвуулт хөлөг онгоцны судалгаа, зураг төсөл, бүтээн байгуулалт", Николаев, 1982) роторыг үндсэн хөдөлгүүртэй зэрэгцүүлэн ашиглах нь ердийн хурдыг (15.2 ктс) хадгалахын зэрэгцээ эрчим хүчний зарцуулалт, улмаар түлшний зарцуулалтыг хангадаг болохыг харуулсан. 15-35 хувиар буурсан.

Гэсэн хэдий ч энэ бүхэн нь бидний харж байгаагаар зүгээр л их бага боловсруулсан төслийн саналууд юм. Ямар нэг байдлаар "Барбара" -ын дараа эргэдэг хөлөг онгоц барих тухай мэдээлэл хаана ч байхгүй. Мөн энэ нь санамсаргүй тохиолдол биш нь ойлгомжтой.

Роторыг эсэргүүцэгчдийн гол аргумент бол салхины эсрэг хурц чиглэлтэй явахдаа болон дарвуулт онгоцоор явахдаа хоёуланг нь барих шаардлагатай байдаг. бүрэн курсууд- эгц нуруунаас жийб хүртэл (эцсийн эцэст энэ нь байнгын арын салхитай дарвуулт хөлөг онгоцны сонгодог маршрутыг ашиглах үед салхины хөлөг онгоцны үр ашгийг эрс бууруулдаг). Үүний зэрэгцээ, сүүлний салхитай нисэх үед механикжуулж чадахгүй шууд зэвсэг хамгийн үр дүнтэй байдаг нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Олон тооны судалгааны төвүүд ротор болон шууд дарвуулт онгоцны давуу талыг хослуулах гэсэн ижил сонирхолтой санааг гаргаж ирсэн нь гайхах зүйл биш юм.

Г.Алчуджан, Э.Фомина нарын мэдээлснээр АНУ-ын Худалдааны тэнгисийн захиргаанаас хийсэн салхины хөдөлгүүрийг ашиглах судалгааны хоёр дахь шатанд Флетнерийн ротор болон сонгодог хайч, салхинд цохигч зэвсгийн хослолын дүн шинжилгээ орсон байна. Америкийн судлаачид үүнийг “хангалттай хангаж чадна” гэж үзэж байна эдийн засгийн үр ашигөндөр төлбөртэй бараа тээвэрлэх үед ч гэсэн.

Уншигч та аль хэдийн мэдэж байгаа байх (жишээ нь, 1982 оны 10-р сарын 18-ны өдрийн "Правда" сониныг үзнэ үү) манай улсад ийм ажил хийгдэж байна. Тэнгисийн цэргийн яамны Төв дизайны товчоо нь аэродинамик хөдөлгүүрийн цогцолборыг (ADC) бүтээсэн бөгөөд энэ нь хуучин роторын санааг сэргээх талаар ярих боломжийг олгодог, гэхдээ цоо шинэ - орчин үеийн хэлбэрээр: механикжсан зөөлөн шулуунтай хослуулсан. дарвуулт. Манай флотын тодорхой цуваа хөлөг онгоцонд ижил төстэй модульчлагдсан ADC суурилуулах хувилбаруудыг боловсруулж, ADC-ийн ажлын зургийг гаргаж байна.

Редакторуудын хүсэлтээр ADK-ийн зохиогчдын нэг Георгий Михайлович Кудреваты энэ тухай ярьж байна. Сэтгүүлийн дараагийн дугаарт ADC төхөөрөмжийн тухай нийтлэл нийтэлж, нүүлгэн шилжүүлэх завь дээр суурилуулах сонголтыг авч үзэхээр төлөвлөж байна.

Тэмдэглэл

1. Роторын хувьд онцлог шинж чанар S талбай нь түүний голч хэсгийн талбай бөгөөд O диаметр ба L өндрийн үржвэртэй тэнцүү байна.

2. Энэ тухай Ю.Крючков, И.Перестюк нарын "Усан онгоцны үйлдвэрлэл" хэвлэлийн газраас гаргасан "Далайн далавч" хэмээх маш их мэдээлэлтэй, сонирхолтой номонд өгүүлсэн байдаг.

3. Хэдэн жилийн өмнө Ленинградын ойролцоох Кавголовское нуур дээр өөрөө явагч эргэдэг хөлөг онгоцыг олон амрагчид харж байсныг шударга ёсны үүднээс хэлэх хэрэгтэй. Энэ бол дөрөө хөтлөгчөөр эргэлддэг ротортой (шүүрэн дээрх хоёр диск, тэдгээрийн хоорондох хальс) жирийн каяк байв. Салхины хагаст завиар нэлээд итгэлтэй хөдөлсөн боловч бусад чиглэлүүдийг эргүүлж, жолоодохын тулд бид сэлүүрт явах хэрэгтэй болсон. Зохион бүтээгч-каякчин редакцид зочилж, хэрэв туршилт амжилттай хийгдсэн бол эргэлтийн системийнхээ талаар дэлгэрэнгүй тайлбарлана гэж амлав.

4. 1982 оны №1 "Гадаадад хөлөг онгоц бүтээх"-ийг үзнэ үү.

Тэнгисийн цэргийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч V. DYGALO, профессор, контр-адмирал. Зохиогчийн зурсан зургууд.

Оросын "Крузенштерн" дөрвөн тулгуурт барк нь өнөөг хүртэл амьд үлдсэн "нисдэг P шугамын" цорын ганц төлөөлөгч юм. 1926 онд Германд баригдсан бөгөөд одоог хүртэл сургалтын хөлөг онгоц болж, Оросын Тэнгисийн цэргийн хүчний шинэ үеийн офицеруудыг сургахад тусалдаг.

Дарвуулт хөлөг онгоцны аварга бол таван тулгуурт аварга Преуссен юм.

Хамгийн хурдан дарвуулт хөлөг онгоц "Cutty Sark" цайны хайч.

Өвчин. 1. Магнус эффект.

"Букау" анхны эргэдэг хөлөг онгоц.

Далбаат далавчтай салхины хөдөлгүүртэй хөлөг онгоц.

"Дина-Шиф" ачааны хөлөг онгоц.

"Шин Эйтоку Мару" танкчин.

Эргэдэг хэлбэрийн босоо агаарын турбин бүхий хөлөг онгоц.

Евразийн тивийн янз бүрийн газраас археологичдын олж илрүүлсэн эртний эртний эмэгтэй баримлууд болох палеолитын алдарт "Сугар гараг" -ын зохиогчийг нэрлэх боломжгүйтэй адил дарвуулыг хэзээ зохион бүтээсэн бэ гэсэн асуултад хариулах боломжгүй юм. Магадгүй хоёулаа - далбаат ба "Сугар" хоёулаа хуучин чулуун зэвсгийн үед нэгэн зэрэг гарч ирсэн болов уу? Энэ талаар бид зөвхөн таамаглаж чадна. Бидний баттай хэлж чадах цорын ганц зүйл бол 6000 жилийн өмнө далбаат аль хэдийн байсан - Египетчүүд Нил мөрний дагуу хөвж явахдаа шулуун дарвуул ашигладаг байжээ.

Дарвуулт онгоцны хөгжил нь хүн төрөлхтний хөгжилтэй зэрэгцэн хөгжиж, 19-р зууны дунд үе гэхэд алдартай "салхины шахагч" - цайны хайч гарч ирэхэд дээд цэгтээ хүрч, 20-р зууны эхэн гэхэд түүнээс багагүй байв. Гамбургийн "Laesh" компанийн "Flyins P" төрлийн ("Flying P") алдартай хөлөг онгоцууд. Түүний таван масттай "Преуссен" хөлөг нь 20-р зууны эхээр дэлхийн хамгийн том дарвуулт хөлөг онгоц гэж тооцогддог байв: багтаамж - 5081 тонн, нүүлгэн шилжүүлэлт - 11,000 тонн 45 дарвуулт 6500 метр талбайтай (тэдгээрийн 30 нь таван тулгуурт шулуун байсан). Уурын хөдөлгүүрээр хөдөлдөг анхны төмөр хөлөг онгоцны үүрэг хэчнээн агуу байсан ч 19-р зууныг модон дарвуулт хөлөг онгоцны оргил үе гэж нэрлэх нь зөв юм. ачааны хөлөг онгоцууд. Загвар зохион бүтээгчид дарвуулт хөлөг онгоцны чанарыг сайжруулахын тулд үргэлжлүүлэн ажиллаж, хурдыг нь нэмэгдүүлэхийг эрэлхийлсэн нь худалдааны компаниудын өрсөлдөөн нэмэгдэж буй гол хүчин зүйлүүдийн нэг болжээ. Усан онгоцны үйлдвэрлэлийн тэмцээнд АНУ, Англи гэсэн хоёр улс тэргүүлжээ.

Америкчууд маш хөнгөн, нарийхан, хурдан хөлөг онгоцуудыг анх бүтээжээ. Гэвч британичууд хоцрогдсонгүй, тун удалгүй Англи, Америкийн дарвуулт хөлөг онгоцны хооронд жинхэнэ өрсөлдөөн эхэлсэн.

Усан онгоцны дундаж нүүлгэн шилжүүлэлт 1000-2000 тонн байсан боловч тэдгээрийн зарим нь 3500-4000 тонн хүртэл шилжилттэй байсан бөгөөд тэдгээрийн урт нь өргөнөөсөө зургаа дахин их байв. Дараа нь усан онгоцны үйлдвэрлэлийн алдартай зарчим гарч ирэв - "урт гүйлт". Ийм төрлийн хөлөг онгоц бүтээснээр усан онгоц үйлдвэрлэгчид жинхэнэ гайхамшгийг бүтээжээ. Клипперийн их бие нь нийлмэл байсан: гацуур ба хүрээ нь төмөр, их бие нь модон, усан доорх хэсэгт замаг бохирдохоос сэргийлж зэс хавтангаар бүрсэн байв. Үүний ачаар хөлөг онгоцны бүтцийн хөнгөн байдлыг түүний хүч чадлыг алдагдуулахгүйгээр хангасан.

Багийн тоог 23-28 хүн болгон бууруулж, эдгээр дарвуулт завинууд дээр далай дахь ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд 19-р зууны дунд үеийн технологийн ололтыг ашигласан: шураг жолоодлого, араа хөтлөгчтэй гар эргүүлэг, нисдэг дугуйтай насос болон бусад механизмууд. "Далайн хөөсөгчид" дээр бүх зүйл хамгийн дээд хурдыг олж авахад захирагддаг байв. Урт нарийхан, могойн бие шиг гөлгөр их биетэй, хайчлагч хөлөг онгоцууд далайн давалгааг хутга шиг зүссэн гоёмсог муруй, хурц иштэй байв. "Тэнгэр баганадсан" шонгууд ба хэт урт нумууд нь маш олон далбаатай байсан тул давж гарах боломжгүй болжээ. Алдарт цайны хайчдыг хамгийн хурдан гэж үздэг байсан: тэдний хурд 20 зангилаа (37 км / цаг) хүрчээ. Секундэд арав гаруй метр хурдтай - мянган тонн жинтэй, хурц хамартай хөлөг онгоц долгионоос долгион руу ийм хурдан ниссэн (энэ нь зөв, ниссэн!). Худалдааны компаниудЖил бүр Хятадаас шинэ ургацын цай авчрах хөлөг онгоцонд тусгай шагнал өгдөг байсан нь ийм нэртэй байв. Өмнөх зууны дарвуулт онгоцны төрлүүдтэй харьцуулбал, одоог хүртэл ердийн гурав, онцгой тохиолдолд дөрвөн шатлалт шулуун дарвуулын оронд бүрэн бэхлэгдсэн хайч нь долоон шулуун дарвуулт тулгуур тус бүр дээр зөөвөрлөж байв. Англи далайчдын дунд тэдний нэрс (доод талаасаа) иймэрхүү сонсогдов: доод далбаа (өмнөх буюу гол далбаа), доод далбаа, дээд далбаа, дээд далбаа, дээд далбаа, "хааны" далбаа, "тэнгэр" дарвуул, "сарны" далбаа ( эсвэл "тэнгэр хусах"). Хажуу талд нь жагсаасан үндсэн далбаанаас гадна сүүлний салхины үед нимгэн дугуй "мод" дээр нэмэлт үнэгний далбаа, хашааны дагуу сунаж тогтсон дарвуул, тулгууруудын хооронд бэхэлгээ суурилуулсан. Бүх далбаат онгоцны нийт талбай 3300 м2 ба түүнээс дээш байв. Тааламжтай салхитай, хайч бүрэн далбаа дор хөвж байх үед далайн гадаргуу дээгүүр цагаан үүл нисч байгаа мэт санагдана. Тэдний ач ивээл, дэгжин хэлбэр, элбэг дэлбэг далбаа, хурдны хувьд хайч нь "салхины цохилт" ("салхи шахагч") гэсэн өөр нэрийг авсан.

Цайны уралдаан жинхэнэ хурдны уралдаан болж хувирав. Жишээлбэл, 1866 онд Фүжоугаас (Хятад) цай ачсан таван хайч бараг нэгэн зэрэг хөдөлжээ. Энэхүү хурдны уралдаан нь дэлхийн талыг тойрох хамгийн сэтгэл хөдөлгөм далайн аялалуудын нэг байв. Амбицтай таван ахмад бүр хамгийн түрүүнд Лондонд ирэхийг мөрөөддөг байв. Уралдахад бүх зүйл эрсдэлд орсон. Дарвуулт хөлөг онгоцнуудын нэг болох "Ариэл" Атлантын далайд хүчтэй шуурганы үеэр олон цаг дараалан томоохон жагсаалттай явжээ. Эгц давалгаанууд хайчны тавцан дээгүүр эргэлдэж байв. Гэхдээ багийнхан ядаж нэг далбааг салгахын оронд нүх болон бусад бүх нүхийг даавуугаар сайтар бэхэлсэн. Усан онгоцонд усанд автуулахгүйн тулд далайчид ажлын байран дээрээ тусгай олсоор өөрийгөө хүлжээ. Элементүүдийн эсрэг тэмцэл бараг хагас өдөр үргэлжилсэн. Усан онгоц ялалт байгуулав. Есдүгээр сарын 6-нд 99 хоног хүрэхгүй хугацаанд Англид ирсэн "Ариэль"... 1869 онд Суэцийн суваг нээгдсэний дараа "цай" шугамаар дарвуулт хөлөг онгоцны нислэг ашиггүй болсон. "Ариэль" сонин хачин ажил хийж, Англиас Япон, Австрали руу нүүрс тээвэрлэдэг байв.

Гэсэн хэдий ч богино хугацаанд хайчны хөлөг онгоцууд дахин моодонд орж ирэв. Австрали Европ, Америкт хэрэгтэй ноосыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэж эхлэв. Нэмэлт нүүрс ачалгүйгээр ийм хол зайд аялах боломжтой уурын хөлөг онгоц хангалтгүй байсан тул бид дарвуулт хөлөг онгоцны үйлчилгээнд хандах шаардлагатай болсон. 1885 оны 10-р сард Австралийн Сидней боомтоос Англи руу 6 хайчин хөдөлсөн бөгөөд тэдний дунд Cutty Sark байсан бөгөөд энэ нь үзэсгэлэнтэй шугам, асар их дарвуулт хүчин чадал, далайд тэнцэх чадвараараа "Далайн хатан хаан" гэгддэг байв. Аялалын жаран долоо дахь өдөр Cutty Sark Лондонд хэнээс ч түрүүлж ирэв. Энэ нь дарвуулт хөлөг онгоцны хувьд урьд өмнө байгаагүй дээд амжилт байв. Зөвхөн дарвуулт онгоц төдийгүй уурын аялал. Буцах замдаа хайч тэр үеийн хамгийн хурдан зорчигч тээврийн хөлөг болох Britannia-г гүйцэж түрүүлэв. Тэдний хэлснээр харуулын офицер ахмадыг сэрээгээд:

Эрхэм ээ! Гүүрэн дээр гар, ямар нэгэн ер бусын зүйл болж байна - далбаат завь биднийг гүйцэж түрүүлж байна!

Ахмад инээмсэглэн байрнаасаа хөдөлсөнгүй.

Яагаад явах вэ? Эцсийн эцэст энэ бол Cutty Sark, түүнтэй өрсөлдөх нь утгагүй юм!

1924 онд сүүлчийн гоо үзэсгэлэнгийн нэг болох Хасперусыг устгаснаар хайчлагч хөлөг онгоцны эрин үе дуусав. Зөвхөн Cutty Sark 1949 он хүртэл далайд гарсан.

Гэсэн хэдий ч цэрэг, тээврийн дарвуулт онгоцны флот дуусч, дарвуул дуусаагүй. Спортын хөлөг онгоц, завины хөдөлгүүрийн хувьд далбаат нь далайчдын боловсролд асар их үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд удаан хугацаанд тоглох болно.

Хурдан техникийн дэвшилноцтой харагдах байдал дагалддаг байгаль орчны асуудал, заримдаа байгальд нөхөж баршгүй хор хөнөөл учруулдаг. Нефтийн тээвэрлэгчтэй гамшиг, далайн эрэг дэх асар их түймэр үүнийг баталж байна. Дэлхийд туслаарай тэнгисийн цэргийнШинэ санаа, шийдэл нь байгаль орчинд ээлтэй байх ёстой. Мөн дарвуул нь шинэлэг зүйлийг авч явах боломжтой.

Хүн төрөлхтний аз болоход бусдын анзаардаггүй зүйлийг харж чаддаг, шавхагдашгүй сониуч зантай хүмүүс үргэлж байдаг - энэ бол бүх зохион бүтээгчдийн салшгүй чанар юм.

Ийм хүн бол Германы инженер Антон Флеттнер (1885-1961) байв. Нэг удаа дарвуулт завин дээр явж байхдаа 40-50 м-ийн өндөрт далбаатай шуурганд ажиллаж буй далайчдын хүчин чармайлтыг ажиглаж байхдаа тэрээр: ижил салхины хүчийг ашиглан сонгодог дарвуулгыг ямар нэгэн зүйлээр солих боломжтой юу? Тусгал нь Флеттнерийг өөрийн нутаг нэгт физикч Генрих Густав Магнусыг (1802-1870) дурсан санахад хүргэсэн бөгөөд тэрээр 1852 онд шингэн эсвэл хийн урсгалаар эргэлдэж буй биед үйлчилж буй хөндлөн хүч нь урсгалын хурдыг чиглүүлдэг болохыг баталжээ. болон биетүүдийг эргүүлнэ.

Магнус дараа нь масштабтай туршилт хийхдээ ийм нөлөө байгааг баталжээ. Түүнтэй холбогдсон мотортой цилиндрийг тэдгээрийн нэг аяга дээр хэвтээ байрлуулж, нөгөө дээр нь тэнцвэржүүлэгч жинг байрлуулсан байв. Цилиндрийг агаараар үлээж байсан ч моторыг асаах хүртэл хөдөлгөөнгүй, жингийн тэнцвэр алдагдаагүй байв. Гэсэн хэдий ч зөвхөн хөдөлгүүрийг асааж, цилиндрийг эргүүлэх шаардлагатай байсан, учир нь түүний байрладаг аяга нь эргэлтийн чиглэлээс хамаарч өсөх эсвэл унах болно. Энэхүү туршилтаар эрдэмтэн тогтоосон: хэрэв эргэдэг цилиндр рүү агаарын урсгал урсах юм бол цилиндрийн нэг тал дахь урсгал ба эргэлтийн хурдыг нэмж, нөгөө талаас нь хасна. Өндөр хурд нь бага даралттай тохирч байгаа тул агаарын урсгалд байрлуулсан эргэдэг цилиндр дээр урсгалд перпендикуляр хөдөлгөгч хүч үүсдэг. Цилиндрийг илүү хурдан эсвэл удаан эргүүлэх тохиолдолд үүнийг нэмэгдүүлж эсвэл багасгаж болно. Магнусын туршилтууд нь Флеттнерт хөлөг онгоцны далбааг эргэдэг цилиндрээр солих санааг өгсөн юм. Гэвч тэр даруй эргэлзээ төрж эхлэв. Үнэхээр том хөлөг онгоцон дээр ийм роторууд нь 20-25 м өндөртэй асар том цамхаг шиг харагдах бөгөөд шуурганд хөлөг онгоцонд асар их аюул учруулах болно. Эдгээр асуултад хариулах шаардлагатай байсан тул Флеттнер судалгаагаа эхлүүлэв.

1923 оны 6-р сарын сүүлийн өдрүүдэд тэрээр Берлиний ойролцоох Ваннси нуур дээр анхны туршилтаа хийжээ. Энэ нь 15 см орчим диаметртэй, 1 м орчим өндөртэй цаасан цилиндртэй, нэг метр хүрэхгүй урттай завь байв. Туршилтууд амжилттай болсон боловч эргэлтийн үед роторт үүсэх хүчний тухай зэрэг олон асуулт үлдсэн.

Цаашдын бүх судалгаа, холбогдох хэмжилтийг лабораторид хийсэн. Тэдний үр дүн дараах байдалтай байв.

Хэрэв эргэдэг роторын гадаргуу нь салхинд өртвөл сүүлчийнх нь хурд өөрчлөгддөг. Гадаргуу нь салхины зүг хөдөлж байгаа газар хурд нь буурч, даралт нэмэгддэг. Роторын эсрэг талд агаарын урсгалын хурд эсрэгээр нэмэгдэж, даралт буурдаг. Үүний үр дүнд даралтын зөрүү нь хөлөг онгоцыг хөдөлгөхөд ашиглаж болох хөдөлгөгч хүчийг бий болгодог.

Гэхдээ Флеттнерийн судалгааны хамгийн гайхалтай зүйл бол өөр зүйл байв. Үүссэн хөдөлгөгч хүч нь суурин роторын салхины даралтаас хэд дахин их байсан нь тогтоогджээ. Ашигласан салхины эрчим хүч нь роторыг эргүүлэхэд зарцуулснаас 50 дахин их байсан нь түүний эргэлтийн давтамж, салхины хурдаас хамаардаг болохыг тооцоолсон. Өөр нэг чухал нөхцөл байдал нь тодорхой болсон - эргэдэг хөлөг онгоцыг салхины шугамд ойрхон ээлжлэн сэлгэн чиглүүлэх боломжтой байв. Өөрөөр хэлбэл, ийм хөлөг онгоцны хувьд жирийн дарвуулт хөлөг онгоц ашигладаг байсан байгалийн хуулиуд хүчинтэй хэвээр байв. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн түүний хэтийн төлөвийг гайхалтайгаар үнэлэв, учир нь ердийн далбаат завины далбаатай харьцуулахад роторын талбай нь эргэдэг хөлөг онгоцтой харьцуулахад ердөө 0.1-0.15 хувь байсан. , түүний (ротор) масс нь дарвуулт зэвсгийн нийт массаас 5 дахин бага байв.

Мэдээжийн хэрэг, цилиндрийг эргүүлснээр олж авсан хүчин чармайлтын нэг хэсэг нь дрейф үүсгэх (хөдөлгөөнт хөлөг онгоцыг курсийн шугамаас нүүлгэн шилжүүлэх), нөгөө хэсэг нь хөлөг онгоцыг урагшлахад зарцуулагддаг.

Салхины хонгилд хийсэх нь: Хэрэв та цилиндрийн дээд хэсгийг диаметр нь цилиндрийн диаметрээс том хэмжээтэй дискээр (хавтгай хавтан хэлбэрээр) хучих юм бол энэ хөдөлгөгч хүчийг бараг 2 дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. . Үүнээс гадна салхины хурд ба роторын эргэлтийн өнцгийн хурд хоёрын хооронд шаардлагатай хамаарлыг олох нь чухал байв. Эргэлтийн улмаас үүссэн хүчний хэмжээ нь үүнээс хамаарна; Тийм ч учраас роторыг эхлээд салхины хонгилд, дараа нь хөлөг онгоцны загварт туршсан. Туршилтын үр дүнд туршилтын хөлөг онгоцны оновчтой хэмжээсийг тогтоох боломжтой болсон бөгөөд тэр цагаас хойш "Флеттнер ротор" гэсэн нэрийг ер бусын хөдөлгүүрийн нэгжид өгсөн.

1924 онд 980 тоннын багтаамжтай гурван тулгуурт "Букау" хөлөг онгоцыг турших анхны туршилтын хөлөг онгоц болгон ашиглаж, 13.1 м өндөр, 1.5 м диаметртэй хоёр цилиндртэй роторыг ашиглажээ. үүн дээр суурилуулсан 220 В хүчдэлтэй тогтмол гүйдлийн хоёр цахилгаан мотороор цахилгаан эрчим хүчийг 33 кВт (45 морины хүчтэй) хүчин чадалтай жижиг дизель генератороор үйлдвэрлэсэн.

Туршилтууд Балтийн тэнгист эхэлж, амжилттай дууссан. 1925 оны 2-р сард хөлөг онгоц "Чөлөөт хот Данциг" -аас гарч, Англи руу чиглэв. Хойд тэнгист Букау хүчтэй далайтай тулалдах шаардлагатай болсон боловч гүйгч нь зохих ёсоор дахин тоглуулсны улмаас энгийн хөлөг онгоцнуудаас бага ганхаж байв. Хүнд роторууд хөлөг онгоцны тогтвортой байдалд сөргөөр нөлөөлнө, эсвэл өнхрөх явцад өөрөө зовж шаналах вий гэсэн айдас нь тэдний гадаргуу дээрх салхины даралт их хэмжээгээр хүрч чадаагүй; Үүний зэрэгцээ цаг агаар маш муу байсан тул Букаутай ижил нүүлгэн шилжүүлэлттэй олон хөлөг онгоцууд ойролцоох боомтуудад орогнох болжээ. "Ганц ч дарвуулт хөлөг онгоц эргэдэг хөлөг онгоцны аяллыг гүйцээж чадахгүй" гэж Английн сонинууд бичжээ.

Куксхавен руу буцах зам нь мөн шуургатай байв. Энэ удаад Букау усан шугамын дагуу нүүрс ачсан бөгөөд тэрээр бусад дарвуулт хөлөг онгоцнуудаас давуу талтай гэдгээ дахин харуулав. Далайн давалгаа тавцан дээгүүр эргэлдэж, аврах завийг эвдсэн боловч роторууд өөрсдөө ямар ч гэмтэл аваагүй. Үүний дараа хөлөг онгоцыг Баден-Баден гэж нэрлэсэн бөгөөд тэрээр өөр нэг хэцүү аялал хийв: Бискэй булан дахь хүчтэй шуургыг туулж, Атлантын далайг гаталж Нью-Йоркт эсэн мэнд хүрч ирэв.

Эргэдэг хөдөлгүүрийн систем нь өндөр үнэлгээ авсан. Энэ нь ердийн дарвуулт онгоцноос илүү засвар үйлчилгээ хийхэд хялбар байсан бөгөөд хурдан ажиллах горимд орсон тул туршилтаа үргэлжлүүлэхээр шийджээ. 1924 онд усан онгоцны үйлдвэрт хувьцаат компани"Везер" (Герман) нь эргэлтэт хөдөлгүүртэй хөлөг онгоцонд зориулагдсан анхны хөлөг онгоц байв. Үүнийг "Барбара" гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд боомтуудаас жимс тээвэрлэх зориулалттай байв Өмнөд АмерикГерман руу. 85 урт, 15.2 өргөн, 5.4 м-ийн урттай хөлөг онгоц нь 3000 орчим тонн ачааны багтаамжтай байсан бөгөөд анхны загвараар 90 м өндөртэй нэг аварга ротортой байх ёстой байв. ба диаметр нь 13.1 м, гэхдээ дараа нь "Букау" хөлөг онгоцны туршлагыг харгалзан асар том роторыг 17 м өндөр, 4 м диаметртэй гурван ширхэгээр сольсон миллиметрээс арай илүү зузаантай. Ротор бүрийн хувьд 150 эрг / мин хурдтай 26 кВт (35 морины хүчтэй) хүчин чадалтай нэг мотор байсан. Салхины 5 хүчтэй (8-11 м/с) таатай чиглэлд (хүргэх өнцөг 105-110 градус) эргэдэг хөдөлгүүрийн хүч нь 780 кВт (1060 морины хүчтэй) хөдөлгүүрийн ажиллагаатай тэнцүү байв. ). Нэмж дурдахад 750 кВт (1020 морины хүчтэй) нэг босоо дизель хөдөлгүүр нь сэнсхөлөг онгоцыг 10 зангилаа (18.5 км / цаг) хурдтай явах боломжийг олгосон роторын хүчийг нөхсөн.

Эргэдэг хөлөг онгоцууд үндсэндээ дарвуулт хөлөг онгоц байсан тул тэднээс асар их давуу талтай байв. Далбааг цэвэрлэж, тохируулахын тулд хөлөг онгоцны багийнхныг дуудах шаардлагагүй болсон; зөвхөн нэг офицер (гүүрэн дээр) хэд хэдэн бариул ашиглан роторын хөдөлгөөнийг удирдаж байв. Ойролцоогоор (салхины эсрэг) эдгээр хөлөг онгоцууд 30 градус хүртэл хөвж байсан бол ихэнх энгийн дарвуулт завины хувьд салхины чиглэл ба хөдөлгөөний чиглэлийн хоорондох өнцөг дор хаяж 40-50 градус байдаг. Аяллын хурдыг роторын эргэлтийн хурдаар зохицуулж, эргэлтийн чиглэлийг өөрчлөх замаар маневрыг удирддаг. Эргэдэг хөлөг онгоцууд бүр ухрах боломжтой.

Гэсэн хэдий ч эргэдэг хөдөлгүүрийн дизайны нарийн төвөгтэй байдал, хамгийн чухал нь тэдэнтэй тоноглогдсон хөлөг онгоцууд бүх сул талуудтай дарвуулт хөлөг онгоц хэвээр үлдэж байсан нь эхнийх нь салхинаас бүрэн хамааралтай байсан нь тэдгээрийг өргөнөөр ашиглахад хүргэсэнгүй. .

Гэсэн хэдий ч дизайнерууд салхины эрчим хүчийг ашиглах санаа руу дахин дахин буцаж ирэв. 20-р зууны 60-аад оны дундуур олон далайн орнуудонцгой дизайны товчоонууд, салхины хөдөлгүүр, салхины хөдөлгүүр, салхины хөдөлгүүрийн тусламжтайгаар хөлөг онгоцны хөдөлгөөнтэй холбоотой асуудлыг шийдсэн. Эхний тохиолдолд салхины энергийг түлхэлт болгон хувиргах нь гинжин хэлхээний дагуу явагддаг: салхины хөдөлгүүр - дамжуулах (механик эсвэл цахилгаан) - сэнс. Дизайнаар салхин турбиныг хэвтээ эргэлтийн тэнхлэгээр (1-, 2-, 3- эсвэл олон иртэй турбин) болон босоо тэнхлэгээр, жишээлбэл, хүрд хэлбэрийн турбинаар ялгадаг; эргэлтийн хурдны хувьд - өндөр хурдтай, өндөр эргэлтийн хурдтай (эргэлтийн давтамжийн хувьд цахилгаан үүсгүүрүүдтэй сайн хослуулдаг), бага хурдтай, сэнс дээр шууд том эргэлт үүсгэдэг. Салхины хөдөлгүүрийг ашиглахдаа хөлөг онгоц нь салхины чиглэлтэй холбоотой чиглэлийг сонгохдоо хязгаарлагдахгүй боловч эрчим хүчийг олон удаа хөрвүүлдэг тул салхины хөдөлгүүр нь үр ашиг багатай байдаг. Салхины хөдөлгүүр нь 3-4-ээс 12-14 м / сек хүртэл салхины хурдтай үр дүнтэй байдаг бөгөөд хөлөг онгоцны урд салхинд сүүлний салхинаас илүү сайн хөдөлдөг; салхины хурд 15-20 м/с байвал түүнийг устгах аюул байгаа тул зогсоох шаардлагатай.

Төрөл бүрийн хийцтэй туршилтын салхин турбинуудыг дарвуулт онгоцон дээр амжилттай туршсан. Гэсэн хэдий ч том тээврийн хөлөг онгоцнуудад тэдгээрийг цахилгаан үүсгүүрийн хөтөч болгон ашигладаггүй ч энэ чиглэлд туршилтууд үргэлжилж байна.

Хоёрдахь тохиолдолд хөлөг онгоцыг татах хүч нь салхин сэнс дээр шууд үүсдэг боловч энэ чиглэлийн ойролцоо чиглэлийн тодорхой өнцгөөр, салхины эсрэг шууд хөдөлж чадахгүй; Ийм хөлөг онгоцны хурд нь салхины хурдаас хамаардаг бөгөөд харьцангуй бага байдаг - 7-10 зангилаа (13-18.5 км / цаг). Салхины хөдөлгүүрийн үндсэн төрлүүд нь бидэнд аль хэдийн мэдэгдэж байсан Флеттнер ротор, одоог хүртэл сайжруулсаар байгаа далавчтай дарвуулт болон сонгодог дарвуулт онгоцууд бөгөөд бүтээх шугамын дагуу байдаг. хамгийн сүүлийн үеийн материал. Үрчлээт тэсвэртэй лавсан, халуунд тэсвэртэй нитрон, хуванцар болон синтетик утаснаас бүрдсэн материалууд нь хүч чадал, хөнгөн байдал нь нэмэгджээ. Тэдгээрийг дарвуулт хөдөлгүүртэй орчин үеийн хөлөг онгоцонд ашигладаг.

Салхин үүсгүүрийн анхны бүрэн хэмжээний судалгааг 1960-1967 онд Гамбургийн усан онгоцны үйлдвэрлэлийн дээд сургуульд хийж, 17,000 тонн жинтэй ачааны хөлөг онгоцны загварыг боловсруулж, дараачийн шаргуу ажлын үр дүн, түүний дотор үлээлгэх ажлыг хийжээ Салхины хонгилд 50 загвар, туршилтын усан санд туршилт хийснээр 1982 онд "Дина-Шиф" хөлөг онгоц бүтээх боломжтой болсон бөгөөд энэ нь удаан хугацааны туршид дэлхийд ижил төстэй байгаагүй юм. Энэ бол 16500 тонн ачаа тээвэрлэх чадвартай дарвуулт завь юм: урт - 160.5 м, өргөн - 21 м, хажуугийн өндөр - 9.1 м цоорхойгүй профилжуулсан хашаан дээр сунаж, нийтдээ 1200 м2 талбай бүхий нэг үр дүнтэй (өндөр, нарийн) аварга том дарвуулт онгоцыг бүрдүүлсэн (бүх дарвуулын нийт талбай 7200 м2 хүрсэн). 30 дарвуулын аль нэгийг нь өргөх эсвэл татах цахилгаан моторыг компьютер суурилуулсан удирдлагын өрөөнөөс харуулын ажилтан удирддаг. Дарвуулт онгоцноос гадна Дин-Шиф нь 330 кВт (448 морины хүчтэй) гурван дизель хөдөлгүүрээр тоноглогдсон байв. Усан онгоц дунджаар 12 зангилаа хурдтай, таатай салхитай бол 16 хүртэл хурдтай байв.

Дина-Шифф төслийн цаашдын сайжруулалтыг Германы Аренсбург хотын Фридрих Вайсс судалгааны нийгэмлэг үргэлжлүүлэв. Энэ нь дарвуулуудыг автоматаар татдаг гайхалтай дарвуулт ачааны хөлөг онгоцыг бүтээсэн бөгөөд тэдгээр нь тус бүрийг профилжуулсан хашаанд байрлах босоо аманд ороосон байв. Бөөн тээвэрлэгчийн урт нь 65 м; 1000 тонн ачаа тээвэрлэх хүчин чадалтай. Гурван эргэлтийн тулгуур тус бүр нь таван шулуун далбаатай; Нэмж дурдахад цаг агаар тайван байгаа тохиолдолд хөлөг онгоцонд 350 кВт (476 морины хүчтэй) нэмэлт дизель хөдөлгүүр суурилуулсан. Зөвхөн дарвуулт хөдөлгүүрийг ашигласнаар ийм хөлөг онгоцууд 12-14 зангилаа, хүчтэй сүүлний салхитай бол 20 (37 км / цаг) хүртэл хурдалж чаддаг. Энэ нь орчин үеийн чингэлэг хөлөг онгоцны хурдтай тохирч байна.

"Дина-Шиф" болон Аренсбургийн задгай тээвэрлэгч нь одоогийн далайн замд ганцаараа биш - 1990 оны 6-р сараас эхлэн Greenpeace байгууллагын тэргүүлэгч "Солонго-Урриор" дагалдаж, Гамбургт "Солонго-Урриор" маягаар хөрвүүлэв. Дина-Шифф". Салхины хүч 5 байх үед хөлөг онгоц 12 зангилаа (22 км/цаг) илүү хурдтай хөгждөг.

Эдгээр хөлөг онгоцны сайн гүйцэтгэлийг харгалзан 900-аас 2000 тоннын даацтай хуурай ачааны дарвуулт хөлөг онгоцыг зохион бүтээж байгаа боловч Германы эрдэмтэд салхи тогтворгүй байгаа тул тэдгээр нь Европт ашигтай байх магадлал багатай гэж үзэж байна. эрэг орчмоор, энгийн хуурай ачааны хөлөг онгоц, чингэлэг хөлөг онгоцыг нэмэлт дарвуулт онгоцоор тоноглохыг санал болгосноор шатахууныг 10-25 хувь хэмнэнэ.

Байгалийн нефтийн нөөц хязгаарлагдмал эсвэл огт байдаггүй орнуудад салхин турбин, салхин үүсгүүрийг хөгжүүлэхэд онцгой анхаарал хандуулдаг. Тиймээс Японд зөвхөн 1980-1986 онд механик хөдөлгүүрээс гадна салхины хөдөлгүүртэй 10 хөлөг онгоц ашиглалтад орсон. Тэдний ердийн төлөөлөгч бол 1980 оны 7-р сард Имамура усан онгоцны үйлдвэрээс хөөргөсөн 1600 тоннын багтаамжтай Шин Эйтоку Мару эрэг дээрх танк юм. Үндсэн хэмжээсүүд нь: урт - 66, өргөн - 10.6, төсөл - 4.4 м, тус бүр нь 97 м 2 талбайтай, 1177 кВт (1600 морины хүчтэй) хөдөлгүүртэй. Танкерын дундаж хурд нь 12 зангилаа (22 км / цаг) юм. Жилд түүний усан онгоцонд өнгөрүүлсэн хугацаа нь нийт хугацааны 15 хувийг эзэлдэг.

"Механик хөдөлгүүр ба салхины хөдөлгүүр" схемийг ашиглан хөлөг онгоц бүтээх хамгийн өндөр амжилт бол Японы "Усики Пионер" хөлөг байв. 26 мянган тоннын багтаамжтай, 162.4 урт, 25.2 цацраг, 10.6 м урт, 2427 кВт (3300 морины хүчтэй) хоёр үндсэн хөдөлгүүр, тус бүр нь 320 м 2 хоёр далбаатай. Далбаат болон нэг хөдөлгүүрийг хослуулан ашигласнаар хөлөг дунджаар 13.5 зангилаа (25 км/цаг) хурдлах боломжтой. Салхины хөдөлгүүрийн системийг компьютерийн командаар удирддаг.

Мөн Японы инженерүүд 17 мянган тонн ачаа, 250 зорчигч тээвэрлэх хүчин чадалтай дарвуулт завины загварыг гаргажээ. Дарвуулыг тохируулах, цэвэрлэхтэй холбоотой бүх ажлыг бүрэн механикжуулна. Ингэснээр нэг хүн компьютер ашиглан зургаан тулгуурт байрлуулсан 1500 м 2 дарвуулт онгоцыг 20 секундын дотор зохицуулах боломжтой болно. Хамгийн дээд хурдхөлөг онгоц - ойролцоогоор 20 зангилаа (37 км / цаг). Энэ нь бага зэргийн сэвшээ салхинд "барьж" чаддаг. Бүрэн тайван байх тохиолдолд хөдөлгүүр суурилуулах ажлыг гүйцэтгэдэг.

1985 онд Польшийн эрдэмтэд, зохион бүтээгчид дарвуулт завины олон зориулалттай, нэлээд үнэтэй туршилтыг хийжээ. 550 тоннын багтаамжтай "Oceania" 50 метрийн туршилтын хөлөг онгоцонд шулуун дарвуулт удаан эдэлгээтэй, хөнгөн хайлшаар хийсэн гурван тулгуур суурилуулсан. нийт талбай 700 м2 талбайтай. Тэдгээрийг гидравлик хөтөч, хүнд даацын синтетик материалаар хийсэн тусгай араа ашиглан суурилуулж, салгасан. Салхи ихсэх үед дарвуулын талбай багасч, салхи 25 м / с-ээс хэтрэх үед тэдгээрийг шигүү мөхлөгт хайрцаг хэлбэрээр нугалав.

Энэхүү туршлага нь Гданскийн усан онгоцны үйлдвэрийн усан онгоц үйлдвэрлэгчдэд 1986 онд Gwark аялалын хөлөг онгоцыг бүтээх боломжийг олгосон бөгөөд дарвуулт төхөөрөмж нь далайд суурилуулсантай бараг ижил байв. "Гварек" нь аялал жуулчлалын товчооны өмч болсон бөгөөд зорчигчдыг 100 давхар тохилог бүхээгт байрлуулдаг хөвөгч амралтын газар болжээ. Усан онгоцны бүх хяналтыг компьютер болон гидравлик систем ашиглан гүүрнээс гүйцэтгэдэг.

Шинэ дарвуулууд нь илүү орчин үеийн бэхэлгээ, цэвэрлэгээ шаарддаг. Хэд хэдэн шигүү мөхлөгт дизайныг боловсруулсан бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн "онцлох" зүйлтэй. Тиймээс, зарим шигүү мөхлөгтүүдийг эргэдэг платформ дээр суурилуулсан бөгөөд далбааг талбайнуудаас сунгаж, кино дэлгэц шиг дотор нь татаж авдаг. Мөн Польшийн зохион бүтээгч А.Боровский 1977 онд Щециний нэрэмжит хүнд даацын синтетик материалаар хийсэн нимгэн гаднах бүрхүүлээр холбогдсон олон металл хоолойноос бүрдсэн шигүү мөхлөгчийн патентыг авчээ. Энэхүү загвар нь ердийнхөөс хөнгөн бөгөөд хүч чадлаараа доогуур биш юм.

Спортын хөлөг онгоцнуудад зориулсан шинэ төрлийн дарвуулт онгоцууд бас бий болсон. Тодруулбал, шинэ хөдөлгөгч төхөөрөмж болох дарвуулт далавч аль хэдийн хэрэглэгдэхүүнээ олжээ. Энэ нь планер эсвэл онгоцны далавчтай төстэй, гэхдээ тэгш хэмтэй хөндлөн огтлолын хэлбэртэй, хатуу дарвуулт хэлбэрээр хийгдсэн. Энэ нь хөгжиж буй мөсөн завь, дарвуулт катамаран дээр суурилагдсан өндөр хурдтай, энэ нь довтолгооны бага өнцгөөр ажилладаг. Тэр ч байтугай илүү үр дүнтэй нь далавчтай далбаа бөгөөд гүдгэр хонхор хэлбэртэй бөгөөд энэ нь дайралт хийх өнцөг, хөлөг онгоц эсвэл завины наалдамхай байдлаас хамаарч өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, Patient Lady U (АНУ) катамаранд ашигласан загварт далбаат далавч нь салхины тодорхой өнцгөөр компьютер ашиглан автоматаар суурилуулсан зургаан хэсгээс бүрддэг. Энэ нь фанер, шилэн, хөөс, синтетик даавуугаар хийгдсэн бөгөөд 28 м 2 талбайтай жин нь ердөө 46 кг юм.

Салхины хөдөлгүүр, хөдөлгүүртэй холбоотой дизайнерууд хөлөг онгоцны хурдыг 20 зангилаа хүртэл нэмэгдүүлэх, өөрөөр хэлбэл цайны хайчны хурдыг нэмэгдүүлэх боломжтой төслүүдэд хамгийн их татагддаг. Дарвуулт онгоцны флотыг орчин үеийн шаардлагад нийцүүлэн, усан онгоц болон усан онгоцны хөдөлгүүрийн зарчмыг ашиглан сэргээх оролдлого хийж байна.

Мөн шинэ төрлийн салхин сэнс бүтээхэд эерэг өөрчлөлтүүд гарч байна. Ийнхүү Германы инженерүүд хоёр босоо тэнхлэгт байрлах зургаан полиэстр материалтай онгоц бие бие рүүгээ 60 градусын өнцгөөр эргэлддэг "карусель төрлийн" хөдөлгүүрийг санал болгов. Ийм агаарын турбин дээр ажилладаг салхи нь тэдгээрийг эргүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд ингэснээр түүний кинетик энергийг хөлөг онгоцны сэнсний босоо амны эргэлтийн механик энерги болгон хувиргадаг.

Өнөөдөр салхин сэнс, салхин үүсгүүрийн олон янзын төслүүд хэрэгжиж байгаа бөгөөд хөгжлийн шатандаа байна. Сонгох олон зүйл байгаа боловч шинжээчид хамгийн тохиромжтой сонголт бол далайн болон усан онгоцонд суурилуулах явдал юм гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. голын завьүндсэн механик хөдөлгүүрт нэмэлт болгон салхин турбин . Энэ нь түлшийг 25-30 хувь хэмнэж, хөлөг онгоцыг 16 зангилаа хурдтай хангахаас гадна хүчирхэг цахилгаан станцын оронд харьцангуй бага хэмжээтэйг ашиглах боломжийг олгоно. Бас нэг зайлшгүй нөхцөл: бүх шинэ төрлийн дарвуулт хөдөлгүүрийг ашиглах нь компьютерийг өргөнөөр нэвтрүүлэхийг шаарддаг. Зөвхөн өндөр хурдны тооцоолох технологи нь хөлөг онгоцны хөдөлгөөнд нөлөөлж буй бүх параметрүүдийг харгалзан үзэх боломжтой бөгөөд ингэснээр түүний навигацийн аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Дүрслэлийн тайлбар

Өвчин. 1. Эргэдэг цилиндрт агаарын урсгалын чиглэл рүү хөндлөн хүч үйлчилж эхэлдэгийг зурагнаас харж болно. Тиймээс эргэдэг хөлөг онгоцны хувьд хамгийн таатай зам бол салхи шууд онгоцон дээр үлээх үед байх нь ойлгомжтой. Мөн хөдөлгөөний чиглэл нь зөвхөн ротор цагийн зүүний дагуу эсвэл цагийн зүүний эсрэг эргэдэг эсэхээс хамаарна.

Өвчин. 2. Энэ өнцөг 66°-аас их байвал ойрын салхи бүрэн, бага бол эгц салхи гэнэ. Урагш чиглэсэн хөдөлгөөнийг дарвуулт завины урсгалтай давхцаж буй салхины даралтын бүрэлдэхүүн хэсэг (a) хангадаг бол хажуугийн бүрэлдэхүүн хэсгийн (b) үйлдлийг хөлөг онгоцны давирхайгаар саармагжуулдаг.

Би сэтгүүлийн уншигчдад Магнус эффект ашиглан хөдөлгөөнийг хийсэн катамараны талаар хэлэхийг хүсч байна. Магнус эффект нь эргэдэг биеийг тойрон агаар урсах үед урсгалын чиглэлд перпендикуляр хүч үүсдэг. Цилиндр эргэх үед, жишээлбэл, түүний хананд ойрхон агаарын давхаргууд нь тойрог хэлбэрээр хөдөлж эхэлдэг бөгөөд үүний улмаас эргэлддэг биеийн нэг талд цилиндрийг тойрон урсах урсгалын хурд нэмэгдэж, нөгөө талд нь эргэлддэг. буурдаг. Үүний үр дүнд цилиндрийн гадаргуугийн ойролцоо өндөр ба нам даралтын бүсүүд үүсдэг бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцыг хөдөлгөхөд ашиглаж болох хүчийг бий болгоход хүргэдэг. Энэ бол теннис, хөлбөмбөгт зүсэгдсэн бөмбөгний нислэгийн чиглэлийг өөрчилдөг хүч юм.

Өндөр даралтаас нам даралтын бүс рүү агаарын урсгалыг багасгахын тулд цилиндрийн төгсгөлд том диаметртэй дискийг суурилуулсан.

Цилиндрийн эргэлдэх гадаргуугийн шугаман хурд нь салхины хурдаас 4 дахин их байх тохиолдолд Магнус эффект хамгийн их илэрдэг болохыг туршилтаар харуулсан. Энэ тохиолдолд роторын түлхэлт нь тухайн талбайтай тэнцэх дарвуулын түлхэлтээс арав дахин их байна.

Хорьдугаар онд хоёр том хүчин чадалтай хөлөг онгоц ижил төстэй ротороор тоноглогдсон байв. Ока бүр Атлантын далайг дамнасан аялал хийж байсан ч дараа нь бүтээгдээгүй бөгөөд энэ нь их хэмжээний төмөр роторын хэмжээ их байсан тул хүчтэй салхинд хөлөг онгоц хөмөрч магадгүй юм.

...Нэг удаа би Красноярскийн усан санд амарч байхдаа Н.Бескровный, В.Брин нарын найзуудын тусламжтайгаар эвхэгддэг зөөлөн ротортой катамаран барьсан юм. Бидэнд ердөө гурван долоо хоног байсан тул бид мотор шаардлагагүй, үр ашиг багатай Savonius ротор хийх хэрэгтэй болсон.

Savonius ротор нь радиусын уртаар бие биенээсээ харьцангуй шилжсэн хоёр хагас цилиндр гадаргуугаас бүрдэнэ.

Салхины нөлөөн дор ротор эргэлдэж, шугаман хурд нь салхины хурдаас 1.7-оос хэтрэхгүй байна. Үүнээс болж Савониус роторт Магнусын нөлөө нь албадан эргүүлэх ротортой харьцуулахад 2-3 дахин сул байдаг.

Ротор (зураг харна уу) нь Ø 10 мм-ийн саваагаар гагнасан диск ба хагас цилиндр гэсэн хоёр хүрээнээс бүрдэнэ. Хагас цилиндрийн хүрээг бүрдүүлдэг саваа нь нягт даавууны хавтангаар хоорондоо холбогддог. Хоёр дискний хүрээний төгсгөлийг олсоор холбодог. Дээд ба доод хэсэгт үүссэн зургаан өнцөгт нь зотон даавуугаар хучигдсан байдаг. Роторын тэнхлэг нь мөн олсоор үйлчилдэг бөгөөд энэ нь далбааг нугалах боломжийг олгодог.

Хавтан тус бүр дээр хоёр даавууны тууз оёж, доор нь 6 см өргөн, 80 см урттай резинэн эмнэлгийн боолтыг дамжуулдаг; Тэдний төгсгөлийг саваагаар холбодог. Хавтан дээр Ø 4 мм-ийн ган бариулаар хийсэн бэхэлгээний хүрээ бэхлэгдсэн байна.

Роторын хурцадмал байдлыг хангадаг уян тэнхлэг ба олс нь тулгуур холхивчтой холбогдсон бэхэлгээний хаалтанд холбогддог. Бид ердийн бөмбөг холхивч ашигласан; тэд өөрсдийгөө бүрэн зөвтгөв - салхины өчүүхэн амьсгалаар ротор эргэлддэг.

1, 2 - хагас хүрээний дээд хэсэг, 3 - роторын дискний хүрээ, 4 - роторын хавтан, 5 - дискний хавтан, 6 - олс роторын тэнхлэг, 7 - даавууны тууз, 8 - зөөлөн хүрээ (эмнэлгийн резинэн боолт), 9 - Хатуу хагас хүрээ, 10 - олс хөвөх шугам, 11 - U хэлбэрийн шигүү мөхлөгт тулгуур, 12 - катамаран хөндлөн дам нуруу, 13 - доод суналтын кабель, 14 - дам нуруу, 15 - суналтын кабелийн хөшүүрэг, 16 - роторын дүүжлүүр, 17 - дүүжлүүр хаалт, 18 - холхивчийн орон сууц, 19 - холхивч, 20 - түдгэлзүүлэх дэгээ, 21 - блок. Жолооны хүрд харагдахгүй байна.

Катамараны хөвөгч нь зотон даавуу юм. Тус бүр нь резинэн даавуугаар хийсэн гурван цилиндртэй (бөмбөгний камерыг бас ашиглаж болно). Бид хөвөгчдийг дрифт модоор хийсэн хүрээтэй холбосон (Красноярскийн усан сангийн эрэг дээр маш их байдаг). "Завь ба дарвуулт онгоц" альманах нь нэгээс олон удаа яригдаж байсан тул катамараны их биений барилгын ажлыг нарийвчлан оруулаагүй болно. манайхаас илүү хийлдэг катамарануудын тухай.

Роторыг дараах байдлаар суурилуулсан. Нэгдүгээрт, түүнийг резинэн боолтоор боож, U хэлбэрийн тулгуурын блокоор дамжуулсан олсны тусламжтайгаар дээд талд гарна. Дараа нь катамараны цацрагт бэхлэгдсэн цагирагаар дамжуулсан олсоор гараар чангална. Сүүлийн 15-20 см олсыг хөшүүргээр татах шаардлагатай.

Бид катамараныг 10 хоногийн турш маш зөөлөн салхинд туршсан. 30 см урт утас 30-40 ° хазайсан тохиолдолд бид салхи хүчтэй гэж үздэг.

Ийм салхитай бол катамаран хөвж, салхитай харьцуулахад 100-110 ° -аас илүү хурц өнцөгт хөвж чадахгүй байв. Наалдамхай хэсгийг өөрчлөхийн тулд роторыг эргүүлэх шаардлагатай байсан бөгөөд үүнд 5-6 минут зарцуулсан.

Хурдны хэмжилт хийгдээгүй боловч дараагийн зун ижил катамаран ердийн 6 м2 дарвуулт онгоцоор ротортой ижилхэн хөвж байсан боловч дарвуулт онгоцоор илүү сайн маневрлав.

Дизайны хэд хэдэн бүрэлдэхүүн хэсэг амжилтгүй болсон тул бид катамараныг яг хуулбарын жишээ болгон ашиглахыг зөвлөдөггүй. Жишээлбэл, төгсгөлийн дискний ирмэгийг саваа эсвэл хуванцар хоолойгоор хийсэн байх ёстой. Бидний туршлага бол сонирхогчид маш анхны бөгөөд бидний бодлоор түлхэлтийг бий болгох ирээдүйтэй арга барилтай хөлөг онгоц бүтээх боломжийг л гэрчилж байна.

Эргэдэг хөлөг онгоцыг сонирхож буй уншигчид илүү сайн загвар бүтээх боломжтой байх нь дамжиггүй. Хөнгөн дотоод шаталтат хөдөлгүүрээр эргэдэг эвхдэг цилиндр бүхий катамаран бүтээх нь бидэнд хамгийн сонирхолтой санагдаж байна. Цилиндр нь хийлдэг бөмбөлөг хэлбэрээр хийгдсэн эсвэл бидний хийсэн ротор шиг сунгах загвартай байж болно.

Сонирхогчдын туршсан загвар нь үндэсний эдийн засагт хэрэглээгээ олох байх.

Бидний бодлоор ачааны хөлөг онгоцонд туслах хөдөлгүүр болгон ачааны үүр ашиглан суурилуулсан цахилгаан мотор бүхий хийлдэг эсвэл сунгах боломжтой роторыг ашиглаж болно.