При обтекании вращающегося цилиндра потоком воздуха, учитывается сила, воздействующая на цилиндр и направленная опорно направленная сила потока — эффект Магнуса [1] .
Практическое применение этого эффекта в судостроении дал Антон Флеттнер [2] . Он предложил использовать вращающийся ротор в качестве движителя для судов. А так же построил его и провёл успешные испытания. Подробности можно узнать в вики [3] .
При всех своих преимуществах у ротора Флеттнера есть один существенный недостаток. Его нельзя убрать с палубы во время шторма. А это чревато повреждением самого цилиндра или прокидыванием судна. Решить эту проблему можно с помощью складного ротора. Что собственно и рассматривается в данной статье.
Эффект Магнуса можно получить не только на цилиндре или шаре, но и на гиперболоиде [4] . Ее и будем использовать для изготовления паруса.
Важное для нас свойство гиперболоидов — устойчивость к скручиванию. Если соткать парус по направляющему (рис. 1) и закрепить свободные концы на жестких обручах (своего рода Рей), то получится складной ротор Флеттнера. Мачта находится на месте минимальной оси гиперболоидов. Паруса располагаем один над другим до достижения нужной высоты (рис. 2)
Рисунок 1.
Рисунок 2. Паруса подняты (слева) и спущены (справа). 1 — мачта; 2 — расправленный гиперболоидный парус; 3 — диск с подшипником; 4 — дископодвижный относительно мачты; 5 — парус зажатый между дисками.
Нижний обруч паруса закреплен на мачте через подшипник или втулку, верхняя часть с помощью механизма подъема/спуска должна перемещаться вдоль мачты и фиксироваться на обруче следующего паруса.
Привод ротора осуществляется на одной из обручей. Момент включения следующих обручей передаётся непосредственно через ткань паруса.
Материалом для изготовления гиперболоидов может служить любое волокно, применяемое в современном производстве парусных тканей (кевлар, углеволокно и др.).
Вкратце, Председатель, мысль ясна.
Под каким углом поставить гиперболоид? Каким механизмом поднимать и опускать паруса? Как сохранить натяжение паруса? Насколько эффективен гиперболоидный парус? На эти и многие другие вопросы предстоит еще дать ответ.
Литература: Л. Прандтль «Эффект Магнуса и ветряной корабль». (журнал «Успехи физических наук» выпуск 1-2. 1925 г.)
Источник: www.openlab.org.ru/hypersail [5]