Turbosail je lodní pohonný systém , který využívá větrnou energii, založenou na Magnusově efektu [1] .
Rotační turboplachty německého inženýra Antona Flettnera byly poprvé úspěšně testovány na škuneru " Bukau " v roce 1924 [2] .
K tomu byl třístěžňový škuner „Bukau“ přestavěn na rotační plavidlo se dvěma „plachtami“ vysokými 13 metrů. Plavidlo se mohlo pohybovat i pod úhlem 25 stupňů k protivětru, což je u klasických plachetnic nemožné [3] . S těmito „plachtami“ loď překonala Atlantický oceán , což dokazuje, že takový design má budoucnost. Výsledkem tohoto konstrukčního průlomu byla konstrukce rotační suché nákladní lodi „Barbara“, která byla již vybavena 3 17metrovými válci [3] .
V 80. letech 20. století vyvinuli francouzští inženýři pod vedením oceánografa Jacquese-Yvese Cousteaua sofistikovanější formu turboplachty . Nejúspěšněji byl použit na lodi Alsion .
Počátkem 80. let začal Jacques-Yves Cousteau uvažovat o stavbě moderního pohonného plavidla poháněného alespoň částečně větrem, čistého, bezplatného a obnovitelného zdroje energie. Již desítky let před Cousteauem vznikla myšlenka použít k tomuto účelu rotující dutý kovový válec, Flettnerův rotor , jehož účinnost byla vyzkoušena a ověřena v praxi. Cousteau a skupina inženýrů se rozhodli projekt pohonu oživit.
Cousteau a jeho asistenti, profesor Lucien Malavar a Dr. Bertrand Charrier, použili válec, který vypadal jako komín a fungoval na stejném principu jako křídlo letadla.
Základem stěhováku je aerodynamický profil , vertikální kovová trubka s průřezem blízkým vejčitému, s pohyblivým štítem, který zlepšuje aerodynamické oddělení vnějšího a vnitřního povrchu. Čerpací systém pumpuje vzduch do potrubí a vytváří tak potřebný podtlak na jedné straně plachty; pohyb probíhá ve směru kolmém na tlak. Plachta tedy funguje jako křídlo: na jedné straně její vzduch proudí pomaleji než na druhé a vytváří tak hnací sílu.
Pohyblivá klapka a systém vstřikování vzduchu na bázi ventilátoru zvýšily účinnost nové plachty. Při testech v aerodynamickém tunelu se malé modely chovaly excelentně a daly vzniknout systému Turbosail.
Hlavním rysem turboplachty díky její konstrukci je to, že vždy můžete dostat hnací sílu správným směrem, bez ohledu na to, odkud vítr fouká . Plavidlo vybavené turboplachetnicí se může dokonce pohybovat proti větru a získávat energii z tlakového rozdílu vytvářeného víry vzduchu uvnitř a vně plachty.
Ve spojení s turboplachtou lze použít i konvenční vrtule. Zároveň je pohodlnější převést turboplachetnici pod kontrolu počítače, který nastaví umístění „plachet“ v prostoru a tlak vzduchu v systému.
Ve srovnání s nejlepšími konvenčními plachtami (jako jsou ty používané v America 's Cup ), turbo plachta poskytuje 3,5 až 4krát větší tah. Tento výsledek byl získán v průběhu výzkumu na Alcyone .
Účinnost systému však dosud nebyla podrobena důkladné srovnávací analýze. Systém Turboparus byl úspěšný pouze na dvou lodích a skupina Cousteau je jedinou organizací na světě, která má o tomto zařízení velké množství dat. Stránka Alcyone na webových stránkách týmu Cousteau uvádí, že Turbosail je schopna ušetřit až 35 % paliva [4] .
Cousteau a jeho výzkumný tým nainstalovali svůj vynález na katamarán s názvem „Moulin à Vent“ (z francouzštiny – „větrný mlýn“) a testovali systém na cestě z Tangeru do New Yorku . Průjezd se chýlil ke konci, když u amerického pobřeží musela loď čelit větru přesahujícímu 50 uzlů . Svary , které držely turboplachtu ve vzpřímené poloze, praskly a prototyp se zřítil do moře.
Prototypový systém sestával z jediné trubky natřené tmavě modrou barvou. Výzkumný program plavidla měl za cíl určit účinnost pohonu systému. Přestože turboplachta poskytovala tah a výkon, byla v menším množství než konvenční plachty a generátory, které nahradila. Strukturální problémy v systému vedly ke strukturálnímu zborcení a prasklinám na základně plachty (kvůli únavě kovu ). To vše výrazně snížilo účinnost turboplachty. Poté, co byla základní myšlenka potvrzena, Cousteau a jeho skupina opustili práci na prototypu a plně se soustředili na větší plavidlo, Alcyone.
Cousteau využil získaných zkušeností při stavbě nové lodi. Společně s lodními inženýry vyvinul hliníkový trup, který je pevný a lehký. Katamaránová záď dodávala lodi stabilitu a do konstrukce byla začleněna jediná příď, která přerušovala vlny a usnadňovala pohyb na rozbouřeném moři. Dvě turboplachty byly namontovány na palubě a dva dieselové motory poháněly kompresory. Loď byla pojmenována po Alcyone , dceři starověkého řeckého boha větrů Aeola .
Při stavbě "Alsion" (zahájené v roce 1985) byly zohledněny výsledky práce s "Moulin a Vent". S použitím dvou turboplachet se sníženým poměrem stran se výrazně snížilo zatížení kovu povrchů. Součástí obou plachet byly také axiální turbíny pro výrobu energie a systém byl řízen počítači, které do té doby zlevnily. Počítače koordinovaly turboplachty a diesely, které spustily, když vítr úplně ustal, a zastavily je, když byla rychlost větru dostatečná. Na ovládání lodi stačilo pouze 5 lidí.
V 80. letech udělal Cousteau z Alsion vlajkovou loď své skupiny a hlavní plovoucí základnu pro výzkum. Plavidlo obletělo svět, sbíralo informace o použití turboplachty v různých povětrnostních podmínkách, přičemž plně potvrdilo záměr tvůrců.
Předpokládalo se, že turboplachta by mohla být instalována na tankery , lodě na hromadný náklad a další těžká plavidla, aby se snížila spotřeba paliva. [5] Dosud nevybudované Calypso II má být vybaveno také turboplachetnicí.
Od roku 2010 je v Německu provozována nákladní loď E-Ship 1 s Flettnerovými rotorovými plachtami jako pomocným pohonem.
V březnu 2017 společnosti Royal Dutch Shell a Maersk oznámily plány vybavit 245 metrů dlouhý ropný tanker o kapacitě téměř 110 000 dwt rotorovými plachtami. Plachty, 30 metrů vysoké a 5 metrů v průměru, budou vyrobeny z lehkých kompozitních materiálů z uhlíkových vláken . Očekává se, že plachty budou instalovány v první polovině roku 2018 a otestovány do konce roku 2019. Podle zástupců společnosti tato technologie ušetří na standardních trasách v průměru až 10 % paliva [6] .
| Jacques-Yves Cousteau | ||
|---|---|---|
| lodí | ||
| Rodina |
| |
| Organizace |
| |
| vynálezy |
| |
| Filmy |
| |
| Smíšený |
| |