При обтекании вращающегося цилиндра потоком воздуха, образуется сила, воздействующая на цилиндр и направленная перпендикулярно направлению потока — эффект Магнуса[1].
Практическое применение этому эффекту в судостроении дал Антон Флеттнер[2]. Он предложил использовать вращающийся ротор в качестве движетеля для судов. А так же построил его и провёл успешные испытания. Подробности можно узнать в вики[3].
При всех своих преимуществах, ротор Флеттнера имеет один существенный недостаток. Его нельзя убрать с палубы во время шторма. А это чревато разрушением самого цилиндра или опрокидыванием судна. Решить эту проблему можно с помощью складного ротора. Что собственно и рассмотрим в данной статье.
Эффект Магнуса можно получить не только на цилиндре или шаре, но и на гиперболоиде[4]. Её и будем использовать для создания паруса.
Важное нам свойство гиперболоиды — устойчивость на скручивание. Если соткать парус по направляющим (рис. 1) и закрепить свободные концы на жестких обручах (своего рода реи), то получится складной ротор Флеттнера. Мачта находиться на месте мнимой оси гиперболоиды. 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 — диск подвижный относительно мачты; 5 — парус зажатый между дисками.
Нижний обруч паруса закреплен на мачте через подшипник или втулку, а верхний с помощью механизма подъёма/спуска должен перемещаться вдоль мачты и фиксироваться на обруче следующего паруса.
Привод ротора осуществляется на один из обручей. Момент вращения на следующие обручи передаётся непосредственно через ткань паруса.
Материалом для изготовления гиперболоиды может служить любое волокно применяемое в современном производстве парусных тканей (кевлар, углеволокно и др.).
Вкратце, полагаю, мысль ясна.
Под каким углом ткать гиперболоид? Каким механизмом поднимать и опускать паруса? Как сохранить натяжение паруса? Насколько эффективен гиперболоидный парус? На эти и многие другие вопросы еще предстоит 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]
