Турбопарус - Turbosail

В турбопарус или французский турбулентный это морская силовая установка, использующая парусообразную вертикальную поверхность и приводную контроль пограничного слоя система для улучшения подъемной силы в широком угол атаки. Это позволяет парусу приводить лодку в движение в любом направлении, просто перемещая единственный щиток в задней части паруса, в отличие от обычных парусов, которые необходимо постоянно регулировать, чтобы реагировать на изменения относительного ветра.

Турбопарус был впервые разработан в широком масштабе компанией Жак-Ив Кусто кто заказал Альциона протестировать концепцию на производстве. Чем больше Калипсо II также был разработан для использования турбопаруса, но такой конструкции не было.

Технический дизайн

Концепция

В Альциона

В 1980 г. Жак Кусто мечтал создать корабль с современным двигателем, который будет приводить в движение хотя бы частично ветер, чистый, бесплатный, возобновляемый источник энергии.

Аэродинамика

Кусто и его коллеги, профессор Люсьен Малавар и доктор Бертран Шаррье использовали неподвижный цилиндр, который выглядел как дымовая труба и функционировал как крыло самолета.

Он состоит из профиль, вертикально и грубо яйцевидный трубка с подвижной заслонкой, улучшающей разделение интрадо и экстрадос. An стремление система втягивает воздух в трубы и используется для увеличения депрессии на одной стороне паруса; сила реакции возникает в результате разницы давлений. Таким образом, паруса действуют как крылья, создавая подъемную силу и сопротивление.

Подвижный, хлопать -подобная задняя кромка створки и вытяжная вентиляторная система используются для управления и увеличения максимальной силы реакции.

В результате такой конструкции турбопарус обеспечивает силу реакции, составляющая которой: толкать, доступно для направления движения. Точно так же, как парус без двигателя, тяга не может быть получена при движении вперед прямо против встречного ветра, а также не может быть получена без ветра. Однако использование вытяжной вентиляции, требующей мощности двигателя, увеличивает генерируемую силу реакции по сравнению с устройством без двигателя.

Двигательная установка на винтовой основе может использоваться совместно с турбопарусами. Эти традиционные двигатели, а также углы и мощность всасывания парусов могут быть согласованы с компьютерами для управления кораблем.

Инженерный анализ

По данным Общества Кусто, «по сравнению с коэффициентом тяги лучших из когда-либо построенных парусов (типа Marconi или квадратного типа, то есть кораблей Американского Кубка [sic] или японской ветродвигательной системы), коэффициент тяги турбопаруса в 3,5–4 раза превосходно и дает системе уникальное преимущество для экономичного движения кораблей ".[1]

Однако эффективность системы не подвергалась достаточным сравнительным инженерным исследованиям. Активных исследований велось всего два судна с турбопарусами. Группа Кусто - единственная организация, располагающая большим объемом данных по турбопарусам.[нужна цитата ]

Ранняя разработка 1981–1982 гг .: Moulin à Vent

Кусто и его исследовательская группа установили изобретение на катамаран, получивший название Moulin à Vent (Мельница).

Система состояла из одиночной мачты турбопаруса, окрашенной в темно-синий цвет. Программа исследований этого судна была разработана для проверки эффективности тяги с двигательной установкой. Доказав концепцию, от разработки прототипа отказались в 1982 году, когда группа Кусто обратила свое внимание на более крупное судно, Альциона.

В Альциона

Опыт Кусто был использован при разработке нового судна. Вместе с военно-морскими инженерами он разработал инновационный корпус из алюминия, легкий и прочный.[нужна цитата ] Корма, напоминающая катамаран, придавала ему устойчивости. Носовая часть однокорпусного корпуса была разработана для разделения волн и улучшения плавности хода при сильном волнении. Два турбопаруса поднимались с ее палубы, а два дизельных двигателя обеспечивали необходимую силу всасывания. Корабль получил название Альциона, дочь ветра.

Когда Alcyone был запущен в 1985 году, он получил выгоду от разработки оригинального турбопаруса. Мулен Вент. С двумя турбопарусами с уменьшенным удлинением значительно уменьшились нагрузки на металл поверхности паруса. Оба паруса также содержали осевые турбины для выработки энергии, и, с учетом снижения стоимости компьютеров, также имели элементы управления с сенсорным приводом для приведения в действие парусов для обеспечения оптимальной тяги.

Практический опыт эксплуатации корабля привел к тому, что группа Кусто приняла его в качестве флагманской и основной исследовательской платформы в 1980-х годах. Компьютеры оптимизировали работу турбопарусов и двигателей. Чтобы поддерживать постоянную скорость, двигатели автоматически включаются, когда ветер стихает, и полностью останавливаются, когда ветер достаточно сильный и дует в правильном направлении. Для обслуживания корабля требуется экипаж из пяти человек.

Дальнейшее развитие

С заинтересованностью в расширении применения турбопаруса было высказано предположение, что танкеры и другие крупные суда вскоре установят турбопаруса как средство снижения расхода топлива.[2] Система была предназначена для питания Калипсо II, который еще предстоит построить.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ https://www.cousteau.org/english/turbosail.php
  2. ^ Крисафулли, Триша. Двигательная установка "Турбопарус" будет размещена на французском корабле. Американский рынок металлов, 24 июня 1985 г.

внешняя ссылка

  • Жан-Шарль Нахон (Морское бюро архитекторов Морик) и Бернар Деги (Первый капитан Альциона):Опыт работы с парусным двигателем: ALCYONE (слайды презентации, 2013. PDF, 13 МБ)
  • "Описание Турбопаруса" (PDF). Общество Кусто. Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-27.
  • Статья по аэродинамическому моделированию, описывающая функционирование турбопаруса.
  • Патент Turbosail