Wirnik Flettnera
Wirnik Flettnera to gładki cylinder z płytami końcowymi tarczy, który obraca się wzdłuż swojej długiej osi, a gdy powietrze przepływa przez niego pod kątem prostym, efekt Magnusa powoduje generowanie siły aerodynamicznej w kierunku prostopadłym zarówno do długiej osi, jak i do kierunek przepływu powietrza. Żagiel rotorowy został nazwany na cześć niemieckiego inżyniera lotnictwa i wynalazcy Antona Flettnera , który zaczął rozwijać żagiel rotorowy w latach dwudziestych XX wieku.
Na statku wirowym wirniki stoją pionowo, a siła nośna jest generowana pod kątem prostym do wiatru, aby napędzać statek do przodu.
W samolocie wirnikowym wirnik rozciąga się na boki zamiast skrzydła i generowana jest siła nośna w górę.
Efekt Magnusa
Efekt Magnusa został nazwany na cześć Gustava Magnusa , niemieckiego fizyka, który go badał. Opisuje siłę generowaną przez przepływ płynu przez obracający się korpus, pod kątem prostym zarówno do kierunku przepływu, jak i osi obrotu. Ta siła działająca na obracający się cylinder jest znana jako Kutta – Joukowski , od nazwiska Martina Kutty i Nikołaja Żukowskiego (lub Joukowskiego), którzy jako pierwsi przeanalizowali ten efekt.
Wirnik Flettnera jest tylko jedną z form wirnika Magnusa, który generalnie nie musi być cylindryczny.
Zastosowania morskie
Statki wirnikowe
.jpg)
Wirnik wykorzystuje jeden lub więcej wirników Flettnera zamontowanych pionowo. Są obracane przez silniki statku i działają jak żagle, napędzając statek pod wpływem siły wiatru. Dla dodatkowej elastyczności operacyjnej można zastosować podwodne śmigło o konwencjonalnym napędzie.
Wczesny prototyp, Baden Baden (dawniej Buckau ), przepłynął Atlantyk w 1925 roku, ale zainteresowanie nie zostało wznowione, dopóki oszczędność energii nie stała się głównym problemem w nowym tysiącleciu. E -Ship 1 został zwodowany w 2008 roku i wciąż pojawiają się nowe statki. Od tego czasu ukończono wiele instalacji wirników, w tym wirniki przechylne, aby umożliwić przejście pod mostami. Zazwyczaj zgłaszano, że żagle wirnika generują 5-20% oszczędności paliwa.
Stabilizatory
Wirnik Flettnera zamontowany pod linią wodną kadłuba statku i wynurzający się z boku będzie stabilizował statek na wzburzonym morzu. Kontrolując kierunek i prędkość obrotu, można wygenerować dużą siłę nośną lub docisk . Największe jak dotąd wdrożenie systemu ma miejsce na jachcie motorowym Eclipse . [ potrzebne źródło ]
Samoloty wirnikowe
Zbudowano niektóre maszyny latające, które wykorzystują efekt Magnusa do tworzenia siły nośnej z obracającym się cylindrem z przodu skrzydła, umożliwiając lot z niższymi prędkościami poziomymi.
Wczesna próba wykorzystania efektu Magnusa w samolocie cięższym od powietrza została podjęta w 1910 roku przez amerykańskiego członka Kongresu, Butlera Amesa z Massachusetts. [ potrzebne źródło ]
Późniejszym przykładem był Plymouth AA-2004 we wczesnych latach trzydziestych XX wieku, zbudowany przez trzech wynalazców w stanie Nowy Jork.
Francuski projektant Jean de Chappedelaine opracował swój Aérogyre mniej więcej w tym samym czasie. Prototyp, oparty na zmodyfikowanym Caudron C.270 Luciole, oblatano w 1934 roku z nieruchomym wirnikiem skrzydłowym. Rozbił się podczas następnego lotu, ale nie wiadomo, czy skrzydło obracało się podczas tego lotu.
Podobne urządzenia
Wirnik Flettnera zainspirował Sigurda Johannesa Savoniusa do wynalezienia obracającego się urządzenia wentylacyjnego po współpracy między dwoma wynalazcami. Firma Antona Flettnera, Flettner Ventilator Limited, uzyskała patent Savoniusa [ potrzebne źródło ] i nadal sprzedaje je w Wielkiej Brytanii. Urządzenia są często określane jako „wentylatory Flettnera”, mimo że mechanizm bardziej przypomina turbinę wiatrową Savoniusa , która była wynalazkiem z 1924 roku, który był wynikiem tej samej współpracy.