Техника - молодёжи 1999-05, страница 7

ИДЕИ НАШИХ ЧИТАТЕЛЕЙ

НЕИЗВЕСТНОЕШИЗВЕСТНОГО

С эффектом Магнуса (рис. 1) знакомы десятки миллионов болельщиков, наблюдавших, как футбольные звезды поражают ворота соперников приемом «сухой лист». Крученый мяч по дуге влетает в «девятку» даже при подаче углового.

Но хотя появление на вращающемся шаре или цилиндре силы, поперечной к набегающему на них потоку, Генрих Густав Магнус обнаружил еще в 1852 г., как правило, используется другой, более простой способ. Соответствующего ви-хреобразования вокруг несущей профилированной поверхности добиваются несимметричной установкой крыла (под так называемым углом атаки) по отношению к набегающему потоку.

В свое время с помощью эффекта Магнуса пытались решить свои проблемы разработчики экспериментальных «ветроходов», заменив паруса на вращающийся цилиндр — ротор Флеттнера. Или же разрезали цилиндр, смещая

1. На цилиндре, вращающемся вокруг оси, перпендикулярной потоку, появляется подъемная сила.

Валерий АКИНИН, изобретатель

Заменив лопасти такого колеса роторами, оси которых ориентированы по его радиусам, а само колесо установив перпендикулярно оси судна (рис.2), получим полупогруженные винты, но в 15 раз эффективнее пред-шествеников 150-летней давности. Немного развернуть колеса — и тяга уже создается не одной только силой Y, как у всех «нормальных» винтов, а общей гидродинамической силой R, которая может быть существенно больше...

Но и это не все. Если оси раскрутки роторов будут ориентированы горизонтально (рис. 3, б и 4), то, при опре-

виться от парусности самого двигателя, для чего наилучшим образом подходит система того же А.Флеттнера: два электрогенератора с ветряками малого диаметра установлены на концах лопастей большого ветроколеса, и извлекают энергию из скоростных потоков независимо от скорости ветра. При этом значительно, почти до нуля, уменьшается сила, вызывающая дрейф судна.

В принципе того же можно достичь и механизацией роторов, используемых непосредственно в качестве паруса.

Сейчас Всесоюзный ассоциативный комитет по изобретениям (Васкомизо-бретений) «Привилегия», созданный когда-то как альтернатива Госкомизоб-ретений, организует переоборудование для испытаний описанных устройств яхты «Микро» (длина — 5,5 м, ширина — 2,5 м, высота борта — 0,6 м).

Сначала на корме предполагается установить два метровых гребных

4. Третий этап модернизации (номера позиций те же, что и на рис.2)

7 Техника молодежи № 5

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 5 99

2. Первый этап модернизации яхты «Мик-ро». Цифрами обозначены: 1 — корпус судна; 2 — гребные колеса; 3 — роторы Магнуса, создающие тягу; 4 — ветродвигатель Флеттнера.

половинки в плоскости разреза так, чтобы образовались «карманы». Последний вариант (ротор Савониуса) представляет собой уже ветродвигатель, но применение получил преимущественно для раскрутки рекламных щитов.

Беда роторов, использующих эффект Магнуса, в том, что при несущей способности в 15 раз выше, чем у традиционных крыльев, они имеют и чудовищное индуктивное (обусловленное вихрями, срывающимися с торцов цилиндра) сопротивление, а значит, — недопустимо низкие аэродинамические качества. Кроме того, 2% энергии уходит собственно на раскрутку.

Однако это не причина для полного отказа от эффекта, тем более — в кораблестроении. Вспомним, например, про полупогруженные гребные колеса, тяга которых определяется как раз сопротивлением воды их лопастям!

3. «Водолет» с обычными лопастями (а) и роторами Магнуса (б).

колеса с осями, почти параллельными оси судна, как показано на рис.2. Для создания тяги достаточно, чтобы линейная скорость поверхности ротора была втрое больше скорости набегающего потока. Привод предполагается «человеческий» — цепная передача от велотренажера. Управление яхтой будет осуществляться изменением скорости вращения гребных колес: меняется скорость потока, поворачивается вектор тяги роторов.

Следующий шаг — оснащение яхты ветродвигателем Флеттнера, что позволит создать экологически чистое водное транспортное средство.

На третьем этапе яхта получит двигатель мощностью 60 л.с. и «встанет» на три колеса, у которых роторы будут параллельны осям их вращения (а последние, соответственно, нормальны к диаметральной плоскости, рис.4). Это позволит вывести корпус из воды, а значит, перевести судно уже в другой скоростной класс. ■

деленных условиях, они дадут еще и вертикальную тягу, сыграют роль своеобразных «подводных крыльев» (нечто подобное, кстати, предлагает изобретатель В.Г.Федчишин, см. «ТМ», № 1 за 1999 г. — Ред.). Используя колеса с радиальными роторами, получим аналог «водяного вертолета» (рис. 3, а; оси колес наклонены к оси судна для устойчивости). С традиционными лопостями на таком аппарате уже достигнута немыслимая для водного транспорта скорость («ТМ», № 6 за 1982 г.), почему бы не попробовать лопасти Магнуса?

Если же не нужна большая скорость, гребные колеса может раскручивать ветродвигатель. Только надо изба