მაგნუსის ეფექტი და ტურბოიალი

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-10 21:32

ავსტრალიაში მოყვარულმა ფიზიკოსებმა აჩვენეს მაგნუსის ეფექტი მოქმედებაში. ექსპერიმენტის ვიდეოს, რომელიც YouTube ჰოსტინგზე გამოქვეყნდა, 9 მილიონზე მეტი ნახვა აქვს.

მაგნუსის ეფექტი არის ფიზიკური ფენომენი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სითხის ან აირის ნაკადი მიედინება მბრუნავი სხეულის გარშემო. როდესაც მფრინავი მრგვალი სხეული ბრუნავს მის გარშემო, მიმდებარე ჰაერის ფენები იწყებს ცირკულაციას. შედეგად, ფრენისას სხეული იცვლის მოძრაობის მიმართულებას.

ექსპერიმენტისთვის მოყვარულმა ფიზიკოსებმა აირჩიეს 126,5 მეტრი სიმაღლის კაშხალი და ჩვეულებრივი კალათბურთის ბურთი. თავიდან ბურთი უბრალოდ ჩამოაგდეს, ის კაშხლის პარალელურად გაფრინდა და მონიშნულ წერტილზე დაეშვა. მეორედ, ბურთი ჩამოაგდეს, ოდნავ გადატრიალდა მისი ღერძის გარშემო. მფრინავი ბურთი გაფრინდა უჩვეულო ტრაექტორიის გასწვრივ, ნათლად აჩვენებს მაგნუსის ეფექტს.

მაგნუსის ეფექტი განმარტავს, თუ რატომ დაფრინავს ზოგიერთ სპორტში, როგორიცაა ფეხბურთი, ბურთი უცნაური ტრაექტორიით. ბურთის "არანორმალური" ფრენის ყველაზე ნათელი მაგალითი შეიძლება დავინახოთ ფეხბურთელის რობერტო კარლოსის მიერ 1997 წლის 3 ივნისს ბრაზილიისა და საფრანგეთის ნაკრებების მატჩში საჯარიმო დარტყმის შემდეგ.

გემი ტურბო აფრების ქვეშაა

ცნობილი დოკუმენტური სერიალი "კუსტოს გუნდის წყალქვეშა ოდისეა" გადაიღო დიდმა ფრანგმა ოკეანოგრაფმა 1960-1970-იან წლებში. კუსტოს მთავარი გემი შემდეგ გადაკეთდა ბრიტანული ნაღმმტყორცნის "კალიფსოსგან". მაგრამ ერთ-ერთ მომდევნო ფილმში - "მსოფლიოს ხელახალი აღმოჩენა" - გამოჩნდა კიდევ ერთი გემი, იახტა "ალკიონი".

მისი შემხედვარე ბევრმა მაყურებელმა საკუთარ თავს დაუსვა კითხვა: რა არის ეს უცნაური მილები დაყენებული იახტაზე?.. იქნებ ქვაბების მილებია ან ამძრავი სისტემები? წარმოიდგინეთ თქვენი გაოცება, თუ გაიგებთ, რომ ეს არის იალქნები … ტურბო იალქნები …

კუსტოს ფონდმა 1985 წელს შეიძინა იახტა „ალკიონი“და ეს გემი განიხილებოდა არა იმდენად კვლევით გემად, არამედ ტურბოიალქების ეფექტურობის შესასწავლად – გემის ორიგინალური მამოძრავებელი სისტემა. და როდესაც, 11 წლის შემდეგ, ლეგენდარული "კალიფსო" ჩაიძირა, "ალკიონამ" მისი ადგილი დაიკავა, როგორც ექსპედიციის მთავარი გემი (სხვათა შორის, დღეს "კალიფსო" აიყვანეს და ნახევრად გაძარცვულ მდგომარეობაშია. კონკარნოს პორტი).

სინამდვილეში, ტურბოიალი გამოიგონა კუსტომ. ისევე როგორც სკუბა აღჭურვილობა, წყალქვეშა თეფში და მრავალი სხვა მოწყობილობა ზღვის სიღრმეებისა და ოკეანეების ზედაპირის შესასწავლად. იდეა დაიბადა 1980-იანი წლების დასაწყისში და იყო წყლის ფრინველისთვის ყველაზე ეკოლოგიურად სუფთა, მაგრამ ამავდროულად მოსახერხებელი და თანამედროვე მამოძრავებელი სისტემის შექმნა. ქარის ენერგიის გამოყენება, როგორც ჩანს, კვლევის ყველაზე პერსპექტიული სფერო იყო. მაგრამ აქ არის ცუდი იღბალი: კაცობრიობამ გამოიგონა იალქანი რამდენიმე ათასი წლის წინ და რა შეიძლება იყოს უფრო მარტივი და ლოგიკური?

რა თქმა უნდა, კუსტო და მისი კომპანია მიხვდნენ, რომ შეუძლებელი იყო გემის აშენება, რომელიც ექსკლუზიურად იალქნებით იკვებება. უფრო ზუსტად, შესაძლოა, მაგრამ მისი მამოძრავებელი მოქმედება იქნება ძალიან უღიმღამო და დამოკიდებული ამინდისა და ქარის მიმართულების ცვალებადობაზე. ამიტომ, თავდაპირველად იგეგმებოდა, რომ ახალი "იალქანი" მხოლოდ დამხმარე ძალა იქნებოდა, რომელიც გამოიყენება ჩვეულებრივი დიზელის ძრავების დასახმარებლად. ამავდროულად, ტურბო იალქნი საგრძნობლად შეამცირებს დიზელის საწვავის მოხმარებას და ძლიერი ქარის დროს ის შეიძლება გახდეს გემის ერთადერთი მამოძრავებელი ძალა. და მკვლევარების ჯგუფის სახე წარსულს მიუბრუნდა - გერმანელი ინჟინრის ანტონ ფლეტნერის გამოგონებაზე, ცნობილი თვითმფრინავის დიზაინერი, რომელმაც მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა გემთმშენებლობაში.

ფლეტნერის როტორი და მაგნუსის ეფექტი

1922 წლის 16 სექტემბერს ანტონ ფლეტნერმა მიიღო გერმანული პატენტი მბრუნავი ხომალდის ე.წ. და 1924 წლის ოქტომბერში ექსპერიმენტულმა მბრუნავმა გემმა Buckau-მ დატოვა გემთმშენებელი კომპანიის ფრიდრიხ კრუპის აქციები კიელში. მართალია, შუნერი ნულიდან არ აშენდა: ფლეტნერის როტორების დამონტაჟებამდე, ეს იყო ჩვეულებრივი მცურავი გემი.

ფლეტნერის იდეა იყო ეგრეთ წოდებული მაგნუსის ეფექტის გამოყენება, რომლის არსი ასეთია: როდესაც ჰაერის (ან თხევადი) ნაკადი მიედინება მბრუნავი სხეულის გარშემო, წარმოიქმნება ძალა, რომელიც პერპენდიკულარულია დინების მიმართულებაზე და მოქმედებს სხეული. ფაქტია, რომ მბრუნავი ობიექტი თავის გარშემო ქმნის მორევის მოძრაობას. ობიექტის მხარეს, სადაც მორევის მიმართულება ემთხვევა სითხის ან აირის ნაკადის მიმართულებას, საშუალო სიჩქარის მატება ხდება, საპირისპირო მხარეს კი მცირდება. წნევის განსხვავება და ქმნის ათვლის ძალას, რომელიც მიმართულია იმ მხრიდან, სადაც ბრუნვის მიმართულება და დინების მიმართულება საპირისპიროა იმ მხარის, სადაც ისინი ემთხვევა.

ეს ეფექტი 1852 წელს აღმოაჩინა ბერლინელმა ფიზიკოსმა ჰაინრიხ მაგნუსმა.

მაგნუსის ეფექტი

გერმანელი აერონავტიკის ინჟინერი და გამომგონებელი ანტონ ფლეტნერი (1885-1961) ნავიგაციის ისტორიაში შევიდა, როგორც ადამიანი, რომელიც ცდილობდა აფრების შეცვლას. მას ჰქონდა შანსი დიდი ხნით ემოგზაურა მცურავი გემით ატლანტისა და ინდოეთის ოკეანეებზე. იმ ეპოქის მცურავი გემების ანძებზე მრავალი იალქანი იყო გაშლილი. მცურავი აღჭურვილობა იყო ძვირი, რთული და აეროდინამიკურად არც თუ ისე ეფექტური. მუდმივი საფრთხე ემუქრებოდა მეზღვაურებს, რომლებსაც ქარიშხლის დროსაც კი უწევდათ ცურვა 40-50 მეტრის სიმაღლეზე.

მოგზაურობისას ახალგაზრდა ინჟინერს გაუჩნდა იდეა, შეეცვალა მეტი ძალისხმევა საჭირო იალქნები უფრო მარტივი, მაგრამ ეფექტური მოწყობილობით, რომლის მთავარი მამოძრავებელიც ასევე ქარი იქნებოდა. ამაზე ფიქრისას მან გაიხსენა მისი თანამემამულე ფიზიკოსის ჰაინრიხ გუსტავ მაგნუსის (1802-1870) მიერ ჩატარებული აეროდინამიკური ექსპერიმენტები. მათ აღმოაჩინეს, რომ როდესაც ცილინდრი ბრუნავს ჰაერის ნაკადში, წარმოიქმნება განივი ძალა, რომლის მიმართულებაც დამოკიდებულია ცილინდრის ბრუნვის მიმართულებაზე (მაგნუსის ეფექტი).

მისი ერთ-ერთი კლასიკური ექსპერიმენტი ასე გამოიყურებოდა: „სპილენძის ცილინდრი შეიძლება ბრუნავდეს ორ წერტილს შორის; ცილინდრის სწრაფი ბრუნვა, როგორც ზემოდან, იყო კაბელით.

მბრუნავი ცილინდრი მოთავსებული იყო ჩარჩოში, რომელიც, თავის მხრივ, ადვილად ტრიალდებოდა. ამ სისტემაში ჰაერის ძლიერი ჭავლი გაიგზავნა პატარა ცენტრიდანული ტუმბოს გამოყენებით. ცილინდრი გადახრილი იყო ჰაერის ნაკადისა და ცილინდრის ღერძის პერპენდიკულარული მიმართულებით, უფრო მეტიც, იმ მიმართულებით, საიდანაც ბრუნვის მიმართულებები და ჭავლი იყო იგივე "(L. Prandtl" The Magnus Effect and the Wind Ship ", 1925 წ.).

ა.ფლეტნერმა მაშინვე იფიქრა, რომ იალქნები შეიძლებოდა შეეცვალა გემზე დაყენებული მბრუნავი ცილინდრებით.

გამოდის, რომ იქ, სადაც ცილინდრის ზედაპირი ჰაერის ნაკადის საწინააღმდეგოდ მოძრაობს, ქარის სიჩქარე მცირდება და წნევა იზრდება. ცილინდრის მეორე მხარეს კი პირიქითაა - ჰაერის ნაკადის სიჩქარე იზრდება, წნევა კი მცირდება. ცილინდრის სხვადასხვა მხრიდან წნევის ეს განსხვავება არის მამოძრავებელი ძალა, რომელიც აიძულებს გემს მოძრაობას. ეს არის მბრუნავი აღჭურვილობის მუშაობის ძირითადი პრინციპი, რომელიც იყენებს ქარის ძალას გემის გადასაადგილებლად. ყველაფერი ძალიან მარტივია, მაგრამ მხოლოდ ა.ფლეტნერმა „არ გაიარა“, თუმცა მაგნუსის ეფექტი უკვე ნახევარ საუკუნეზე მეტია ცნობილია.

მან გეგმის განხორციელება 1923 წელს დაიწყო ბერლინთან ახლოს მდებარე ტბაზე. სინამდვილეში, ფლეტნერმა საკმაოდ მარტივი რამ გააკეთა. მან დაამონტაჟა ქაღალდის ცილინდრ-როტორი დაახლოებით ერთი მეტრის სიმაღლისა და 15 სმ დიამეტრის მეტრის სიგრძის საცდელ ნავზე და დაამონტაჟა საათის მექანიზმი მის დასაბრუნებლად. და ნავი მიცურავდა.

მცურავი გემების კაპიტანები დასცინოდნენ ა. ფლეტნერის ცილინდრებს, რომლითაც მას სურდა აფრების გამოცვლა. გამომგონებელმა თავისი გამოგონებით მოახერხა ხელოვნების მდიდარი მფარველების დაინტერესება. 1924 წელს 54 მეტრიან შუნერ „ბუკაუზე“სამი ანძის ნაცვლად ორი როტორის ცილინდრი დამონტაჟდა. ეს ცილინდრები იკვებებოდა 45 ცხენის ძალის დიზელის გენერატორით.

ბუკაუს როტორები იკვებებოდა ელექტროძრავებით. სინამდვილეში, დიზაინში არ იყო განსხვავება მაგნუსის კლასიკური ექსპერიმენტებისგან. იმ მხარეს, სადაც როტორი ბრუნავდა ქარის საწინააღმდეგოდ, შეიქმნა გაზრდილი წნევის არე, მოპირდაპირე მხარეს დაბალი წნევის არე. შედეგად მიღებული ძალა არის ის, რაც ამოძრავებდა გემს.უფრო მეტიც, ეს ძალა დაახლოებით 50-ჯერ აღემატებოდა ქარის წნევის ძალას უძრავ როტორზე!

ამან ფლეტნერს დიდი პერსპექტივები გაუხსნა. სხვა საკითხებთან ერთად, როტორის ფართობი და მისი მასა რამდენჯერმე ნაკლები იყო მცურავი მოწყობილობის ფართობზე, რაც თანაბარ მამოძრავებელ ძალას მისცემდა. როტორის კონტროლი ბევრად უფრო ადვილი იყო და მისი დამზადება საკმაოდ იაფი იყო. ზემოდან, ფლეტნერმა დაფარა როტორები ფირფიტა-თვითმფრინავებით - ამან გაზარდა მამოძრავებელი ძალა დაახლოებით ორჯერ, როტორთან შედარებით ჰაერის ნაკადების სწორი ორიენტაციის გამო. „ბუკაუსთვის“როტორის ოპტიმალური სიმაღლე და დიამეტრი გამოითვალა მომავალი გემის მოდელის ქარის გვირაბში აფეთქებით.

ფლეტნერის როტორი შესანიშნავი აღმოჩნდა. ჩვეულებრივი მცურავი გემისგან განსხვავებით, მბრუნავ გემს პრაქტიკულად არ ეშინოდა უამინდობისა და ძლიერი გვერდითი ქარის, მას ადვილად შეეძლო ცურვა მონაცვლეობით 25º კუთხით საპირისპირო ქარის მიმართ (ნორმალური იალქნისთვის ზღვარი არის დაახლოებით 45º). ორმა ცილინდრულმა როტორმა (სიმაღლე 13,1 მ, დიამეტრი 1,5 მ) შესაძლებელი გახადა გემის სრულყოფილად დაბალანსება - ის უფრო სტაბილური აღმოჩნდა, ვიდრე იალქნიანი ნავი, რომელსაც ბუკაუ იყო რესტრუქტურიზაციამდე.

ტესტები ჩატარდა მშვიდ ამინდში, ქარიშხლის დროს და მიზანმიმართული გადატვირთვით - და სერიოზული ხარვეზები არ გამოვლენილა. გემის მოძრაობისთვის ყველაზე ხელსაყრელი იყო ქარის მიმართულება გემის ღერძის ზუსტად პერპენდიკულარული, ხოლო მოძრაობის მიმართულება (წინ ან უკან) განისაზღვრებოდა როტორების ბრუნვის მიმართულებით.

1925 წლის თებერვლის შუა რიცხვებში შუნერი ბუკაუ, რომელიც აღჭურვილი იყო ფლეტნერის როტორებით იალქნების ნაცვლად, გაემგზავრა დანციგიდან (ახლანდელი გდანსკი) შოტლანდიაში. ცუდი ამინდი იყო და იალქნიანთა უმეტესობამ პორტებიდან გამოსვლა ვერ ბედა. ჩრდილოეთ ზღვაში ბუკაუს მოუწია სერიოზულად გამკლავება ძლიერ ქარებთან და დიდ ტალღებთან, მაგრამ შუნერი ქუსლზე ნაკლებად იდგა, ვიდრე სხვა იალქნიანი ნავები.

ამ მოგზაურობის დროს არ იყო საჭირო ეკიპაჟის წევრების გემბანზე გამოძახება, რათა შეეცვალათ იალქნები ქარის სიძლიერის ან მიმართულების მიხედვით. საკმარისი იყო საათის ერთი ნავიგატორი, რომელსაც ბორბლიდან გაუსვლელად შეეძლო როტორების აქტივობის კონტროლი. ადრე სამმაგიანი შუნერის ეკიპაჟი სულ მცირე 20 მეზღვაურისგან შედგებოდა, მბრუნავ გემად გადაქცევის შემდეგ საკმარისი იყო 10 ადამიანი.

იმავე წელს გემთმშენებლობამ საფუძველი ჩაუყარა მეორე მბრუნავ ხომალდს - ძლევამოსილ სატვირთო ლაინერს "ბარბარას", რომელიც მოძრაობდა სამი 17 მეტრიანი როტორით. ამავდროულად, ერთი პატარა ძრავა, რომლის სიმძლავრე მხოლოდ 35 ცხ.ძ იყო, საკმარისი იყო თითოეული როტორისთვის. (თითოეული როტორის მაქსიმალური ბრუნვის სიჩქარით 160 rpm)! როტორის ბიძგი ექვივალენტური იყო პროპელერზე მომუშავე პროპელერისა და ჩვეულებრივი გემის დიზელის ძრავით, რომლის სიმძლავრეა დაახლოებით 1000 ცხ.ძ. თუმცა გემზე დიზელის ძრავაც იყო ხელმისაწვდომი: გარდა როტორებისა, ამოქმედდა პროპელერი (რომელიც მშვიდი ამინდის შემთხვევაში ერთადერთ მამოძრავებელ მოწყობილობად რჩებოდა).

პერსპექტიულმა ექსპერიმენტებმა აიძულა გადამზიდავი კომპანია Rob. M. Sloman ჰამბურგიდან, აეშენებინა გემი ბარბარა 1926 წელს. წინასწარ იგეგმებოდა ტურბოიალქების - ფლეტნერის როტორების აღჭურვა. 90 მ სიგრძისა და 13 მ სიგანის გემზე დამონტაჟდა სამი როტორი, რომლის სიმაღლეა დაახლოებით 17 მ.

ბარბარა გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, როგორც დაგეგმილი იყო, წარმატებით ახორციელებდა ხილის ტრანსპორტირებას იტალიიდან ჰამბურგში. მოგზაურობის დროის დაახლოებით 30–40% გემი მიცურავდა ქარის ძალის გამო. 4-6 ბალიანი ქარით „ბარბარემ“13 კვანძის სიჩქარე განავითარა.

დაგეგმილი იყო მბრუნავი გემის გამოცდა ატლანტის ოკეანეში უფრო ხანგრძლივ მოგზაურობებზე.

მაგრამ 1920-იანი წლების ბოლოს დიდი დეპრესია დაარტყა. 1929 წელს ჩარტერულმა კომპანიამ მიატოვა ბარბარას შემდგომი იჯარა და გაიყიდა. ახალმა მფლობელმა ამოიღო როტორები და ხელახლა დაამონტაჟა გემი ტრადიციული სქემის მიხედვით. მიუხედავად ამისა, როტორმა დაკარგა ხრახნიანი პროპელერები ჩვეულებრივი დიზელის ელექტროსადგურთან კომბინაციაში ქარზე დამოკიდებულების და სიმძლავრისა და სიჩქარის გარკვეული შეზღუდვების გამო. ფლეტნერმა მიმართა უფრო მოწინავე კვლევებს და ბადენ-ბადენი საბოლოოდ ჩაიძირა კარიბის ზღვის ქარიშხლის დროს 1931 წელს. და მათ დიდი ხნის განმავლობაში დაივიწყეს მბრუნავი იალქნები …

მბრუნავი გემების დასაწყისი, როგორც ჩანს, საკმაოდ წარმატებული იყო, მაგრამ მათ განვითარება არ მიიღეს და დიდი ხნის განმავლობაში დავიწყებული იყვნენ. რატომ? პირველი, მბრუნავი გემების "მამა" ა. ფლეტნერი ჩაეფლო ვერტმფრენების შექმნაზე და შეწყვიტა საზღვაო ტრანსპორტით დაინტერესება. მეორეც, მიუხედავად ყველა უპირატესობისა, მბრუნავი გემები რჩებიან მცურავი გემებად მათი თანდაყოლილი ნაკლოვანებებით, რომელთაგან მთავარია ქარზე დამოკიდებულება.

ფლეტნერის როტორები კვლავ დაინტერესდნენ მეოცე საუკუნის 80-იანი წლებით, როდესაც მეცნიერებმა დაიწყეს სხვადასხვა ზომების შეთავაზება კლიმატის დათბობის შესამცირებლად, დაბინძურების შესამცირებლად და საწვავის უფრო რაციონალური გამოყენებისთვის. ერთ-ერთმა პირველმა, ვინც ისინი გაიხსენა, იყო ფრანგი მკვლევარი ჟაკ-ივ კუსტო (1910–1997). ტურბო-იალქნის სისტემის მუშაობის შესამოწმებლად და საწვავის მოხმარების შესამცირებლად, ორანძიანი კატამარანი „ალკიონე“(ალკიონე არის ქარის ღმერთის ეოლუსის ქალიშვილი) გადაკეთდა მბრუნავ გემად. 1985 წელს საზღვაო მოგზაურობაში გაემგზავრა, მან იმოგზაურა კანადასა და ამერიკაში, შემოუარა კეიპ ჰორნს, გვერდი აუარა ავსტრალიასა და ინდონეზიას, მადაგასკარს და სამხრეთ აფრიკას. იგი კასპიის ზღვაში გადაიყვანეს, სადაც სამი თვის განმავლობაში ცურავდა, სხვადასხვა კვლევებს აწარმოებდა. Alcyone კვლავ იყენებს ორ განსხვავებულ მამოძრავებელ სისტემას - ორ დიზელის ძრავას და ორ ტურბო იალქანს.

ტურბო იალქანი კუსტო

იალქნიანი ნავები აშენდა მე-20 საუკუნეში. ამ ტიპის თანამედროვე გემებში მცურავი შეიარაღება იკეცება ელექტროძრავების დახმარებით, ახალი მასალები შესაძლებელს ხდის სტრუქტურის მნიშვნელოვნად შემსუბუქებას. მაგრამ იალქნიანი არის იალქანი და ქარის ენერგიის რადიკალურად ახალი გზით გამოყენების იდეა ჰაერში იყო ფლეტნერის დროიდან. და ის აიყვანა დაუღალავმა ავანტიურისტმა და მკვლევარმა ჟაკ-ივ კუსტომ.

1986 წლის 23 დეკემბერს, მას შემდეგ, რაც სტატიის დასაწყისში ნახსენები Alcyone ამოქმედდა, კუსტომ და მისმა კოლეგებმა ლუსიენ მალავარმა და ბერტრან ჩაიერმა მიიღეს ერთობლივი პატენტი No. US4630997 „მოწყობილობისთვის, რომელიც ქმნის ძალას მოძრავი სითხის ან გაზის გამოყენებით. ზოგადი აღწერილობა ასე ჟღერს: „მოწყობილობა მოთავსებულია გარემოში, რომელიც მოძრაობს გარკვეული მიმართულებით; ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ძალა, რომელიც მოქმედებს პირველის პერპენდიკულარული მიმართულებით. მოწყობილობა თავიდან აიცილებს მასიური აფრების გამოყენებას, რომლებშიც მამოძრავებელი ძალა პროპორციულია აფრების ფართობისა. რა განსხვავებაა კუსტოს ტურბო იალქანსა და ფლეტნერის მბრუნავ იალქანს შორის?

განივი მონაკვეთში, ტურბოიალი არის რაღაც წაგრძელებული წვეთი, რომელიც მომრგვალებულია მკვეთრი ბოლოდან. "წვეთის" გვერდებზე არის ჰაერის მიმღები ცხაურები, რომელთაგან ერთის მეშვეობით (დამოკიდებულია წინ ან უკან გადაადგილების აუცილებლობაზე) ჰაერი იწოვება. ქარის ყველაზე ეფექტური შეწოვისთვის, ტურბო იალქნის ჰაერის მიმღებში დამონტაჟებულია ელექტროძრავით ამოძრავებული პატარა ვენტილატორი.

იგი ხელოვნურად ზრდის ჰაერის მოძრაობის სიჩქარეს აფრების ეკოლოგიური მხრიდან, აწოვს ჰაერის ნაკადს ტურბო-აფრების სიბრტყიდან მისი გამოყოფის მომენტში. ეს ქმნის ვაკუუმს ტურბოიალის ერთ მხარეს და ხელს უშლის ტურბულენტური მორევების წარმოქმნას. და შემდეგ მოქმედებს მაგნუსის ეფექტი: იშვიათობა ერთ მხარეს, შედეგად - განივი ძალა, რომელსაც შეუძლია გემის მოძრაობაში მოქცევა. სინამდვილეში, ტურბოიალი არის ვერტიკალურად განლაგებული თვითმფრინავის ფრთა, ყოველ შემთხვევაში, ამძრავი ძალის შექმნის პრინციპი მსგავსია თვითმფრინავის ამწევის შექმნის პრინციპის. იმისათვის, რომ ტურბო იალქანი ყოველთვის იყოს ქარისკენ მიბრუნებული ყველაზე ხელსაყრელი მიმართულებით, იგი აღჭურვილია სპეციალური სენსორებით და დამონტაჟებულია მობრუნების მაგიდაზე. სხვათა შორის, კუსტოს პატენტი გულისხმობს, რომ ტურბო-აფრების შიგნიდან ჰაერის ამოწოვა შესაძლებელია არა მხოლოდ ვენტილატორით, არამედ, მაგალითად, საჰაერო ტუმბოს საშუალებით - ამით კუსტომ დახურა კარიბჭე მომდევნო "გამომგონებლებისთვის".

ფაქტობრივად, პირველად კუსტომ 1981 წელს გამოსცადა ტურბოიალის პროტოტიპი Moulin à Vent კატამარანზე. კატამარანის ყველაზე დიდი წარმატებული ნაოსნობა იყო მოგზაურობა ტანჟერიდან (მაროკო) ნიუ-იორკში უფრო დიდი საექსპედიციო გემის მეთვალყურეობის ქვეშ.

ხოლო 1985 წლის აპრილში, ლა როშელის პორტში, ალკიონე, პირველი სრულფასოვანი გემი, რომელიც აღჭურვილი იყო ტურბო იალქნებით, გაუშვეს. ახლა ის კვლავ მოძრაობაშია და დღეს არის კუსტოს ფლოტილის ფლაგმანი (და, ფაქტობრივად, ერთადერთი დიდი გემი). მასზე არსებული ტურბო იალქნები არ არის ერთადერთი მამოძრავებელი, მაგრამ ისინი ხელს უწყობენ ორი დიზელის ჩვეულ შეერთებას და

რამდენიმე ხრახნი (რაც, სხვათა შორის, ამცირებს საწვავის მოხმარებას დაახლოებით მესამედით). დიდი ოკეანოგრაფი ცოცხალი რომ ყოფილიყო, ალბათ კიდევ რამდენიმე მსგავს ხომალდს ააშენებდა, მაგრამ კუსტოს წასვლის შემდეგ მისი თანამოაზრეების ენთუზიაზმი შესამჩნევად შემცირდა.

გარდაცვალებამდე ცოტა ხნით ადრე, 1997 წელს, კუსტო აქტიურად მუშაობდა გემ „კალიფსო II“-ის პროექტზე ტურბო იალქნით, მაგრამ ვერ მოახერხა მისი დასრულება. ბოლო მონაცემებით, 2011 წლის ზამთარში „ალკიონა“კაენის პორტში იმყოფებოდა და ახალ ექსპედიციას ელოდა.

და ისევ ფლეტნერი

დღეს მიმდინარეობს მცდელობები ფლეტნერის იდეის აღორძინებისა და მბრუნავი იალქნები მეინსტრიმში გახადოს. მაგალითად, ცნობილმა ჰამბურგის კომპანია Blohm + Voss-მა, 1973 წლის ნავთობის კრიზისის შემდეგ, დაიწყო მბრუნავი ტანკერის აქტიური განვითარება, მაგრამ 1986 წლისთვის ეკონომიკურმა ფაქტორებმა დაფარა ეს პროექტი. შემდეგ იყო სამოყვარულო დიზაინის მთელი სერია.

2007 წელს ფლენსბურგის უნივერსიტეტის სტუდენტებმა ააშენეს კატამარანი, რომელიც იკვებება მბრუნავი იალქნით (Uni-cat Flensburg).

2010 წელს გამოჩნდა მესამე გემი მბრუნავი იალქნებით - მძიმე სატვირთო E-Ship 1, რომელიც აშენდა მსოფლიოში ქარის ტურბინების ერთ-ერთი უმსხვილესი მწარმოებლის Enercon-ის დაკვეთით. 2010 წლის 6 ივლისს გემი პირველად გაუშვა და მოკლე მოგზაურობა გააკეთა ემდენიდან ბრემერჰავენში. და უკვე აგვისტოში, იგი გაემგზავრა თავის პირველ სამუშაო მოგზაურობაში ირლანდიაში ცხრა ქარის ტურბინით. ხომალდი აღჭურვილია Flettner-ის ოთხი როტორით და, რა თქმა უნდა, ტრადიციული მამოძრავებელი სისტემით სიმშვიდისა და დამატებითი სიმძლავრის შემთხვევაში. მიუხედავად ამისა, მბრუნავი აფრები ემსახურება მხოლოდ დამხმარე პროპელერებს: 130 მეტრიანი სატვირთო მანქანისთვის მათი სიმძლავრე საკმარისი არ არის სათანადო სიჩქარის გასავითარებლად. ძრავები არის Mitsubishi-ის ცხრა ელექტროსადგური, ხოლო როტორები იკვებება Siemens-ის ორთქლის ტურბინით, რომელიც იყენებს გამონაბოლქვი აირების ენერგიას. მბრუნავი იალქნები უზრუნველყოფს 30-დან 40%-მდე საწვავის დაზოგვას 16 კვანძზე.

მაგრამ კუსტოს ტურბო იალქანი მაინც რაღაც დავიწყებაშია: „ალკიონე“დღეს ერთადერთი სრული ზომის ხომალდია ამ ტიპის ძრავით. გერმანელი გემთმშენებლების გამოცდილება გვიჩვენებს, აქვს თუ არა აზრი მაგნუსის ეფექტზე მომუშავე აფრების თემის შემდგომ განვითარებას. მთავარია ამისთვის საქმიანი საქმის მოძიება და მისი ეფექტურობის დამტკიცება. და აი, ხედავთ, მთელი მსოფლიო გადაზიდვები გადავა იმ პრინციპზე, რომელიც ნიჭიერმა გერმანელმა მეცნიერმა აღწერა 150 წელზე მეტი ხნის წინ.

2010 წლის 2 აგვისტოს მსოფლიოში ქარის ელექტროსადგურების უმსხვილესმა მწარმოებელმა Enercon-მა 130 მეტრიანი მბრუნავი ხომალდი, 22 მ სიგანის, რომელსაც მოგვიანებით ეწოდა "E-Ship 1", კიელში, ლინდენაუს გემთმშენებლობაში გაუშვეს. შემდეგ ის წარმატებით გამოსცადეს ჩრდილოეთ და ხმელთაშუა ზღვებში და ამჟამად ქარის გენერატორების ტრანსპორტირება ხდება გერმანიიდან, სადაც ისინი იწარმოება, ევროპის სხვა ქვეყნებში. ის ავითარებს 17 კვანძს (32 კმ/სთ) სიჩქარეს, ერთდროულად ატარებს 9 ათას ტონაზე მეტ ტვირთს, მისი ეკიპაჟი 15 ადამიანია.

სინგაპურში დაფუძნებული გადამზიდავი კომპანია Wind Again, საწვავის და გამონაბოლქვის შემცირების ტექნოლოგია, გთავაზობთ სპეციალურად შემუშავებულ Flettner როტორებს (დასაკეცი) ტანკერებისა და სატვირთო გემებისთვის. საწვავის მოხმარებას 30-40%-ით შეამცირებენ და 3-5 წელიწადში ანაზღაურებენ.

ფინური საზღვაო საინჟინრო კომპანია Wartsila უკვე გეგმავს საკრუიზო ბორნებზე ტურბო იალქნების ადაპტაციას. ეს გამოწვეულია ფინური საბორნე ოპერატორის Viking Line-ის სურვილით, შეამციროს საწვავის მოხმარება და გარემოს დაბინძურება.

Flettner-ის როტორების გამოყენებას სიამოვნების გემებზე სწავლობს ფლენსბურგის უნივერსიტეტი (გერმანია). ნავთობის ფასების ზრდა და კლიმატის საგანგაშო დათბობა, როგორც ჩანს, ხელსაყრელი პირობებია ქარის ტურბინების დასაბრუნებლად.