Turbosail - Turbosail

O turbovela ou francês turbovoile é um sistema de propulsão marítima utilizando uma superfície vertical em forma de vela e um alimentado de controlo da camada limite do sistema para melhorar elevador através de um amplo ângulo de ataque . Isso permite que a vela mova o barco em qualquer direção simplesmente movendo uma única aba na parte de trás da vela, ao contrário das velas convencionais que precisam ser continuamente ajustadas para reagir às mudanças no vento relativo.

A turbosail foi desenvolvida pela primeira vez em uma aplicação em grande escala por Jacques-Yves Cousteau, que encomendou o Alcyone para testar o conceito em produção. O Calypso II maior também foi projetado para usar uma vela turbo, mas esse projeto não foi construído.

Design técnico

Conceito

The Alcyone

Em 1980, Jacques Cousteau sonhava em criar um navio com um motor moderno que fosse movido, pelo menos em parte, pelo vento, uma fonte de energia limpa, gratuita e renovável.

Aerodinâmica

Cousteau e seus associados, o professor Lucien Malavard e o Dr. Bertrand Charrier, usaram um cilindro fixo que parecia uma chaminé e funcionava como uma asa de avião.

É constituído por um aerofólio , tubo vertical e grosseiramente ovóide , com retalho móvel que melhora a separação entre o intradorso e o extradorso . Um sistema de aspiração puxa o ar para os tubos e é usado para aumentar a depressão de um lado da vela; uma força de reação ocorre como resultado da diferença de pressão. Dessa forma, as velas agem como asas , criando sustentação e arrasto.

Um obturador móvel de borda traseira semelhante a uma aba e um sistema de aspiração em leque são usados ​​para controlar e aumentar a magnitude da força de reação máxima.

Como resultado desse projeto, a vela turbo fornece uma força de reação, um componente da qual, o empuxo , está disponível para a direção do percurso. Assim como uma vela sem motor, o empuxo não pode ser obtido ao avançar diretamente para um vento contrário, nem pode ser obtido sem vento. No entanto, o uso de aspiração em leque, que requer potência do motor, aumenta a força de reação gerada em comparação com o dispositivo sem potência.

A propulsão baseada em hélice pode ser usada em conjunto com as turbosails. Esses motores tradicionais, junto com os ângulos e poder de sucção das velas, podem ser coordenados com computadores para controlar o navio.

Análise de engenharia

De acordo com a Cousteau Society, “quando comparado ao coeficiente de empuxo das melhores velas já construídas ( Marconi ou do tipo quadrado , ou seja, navios da American Cup [sic] ou do sistema de propulsão eólica do Japão), o da turbosail é 3,5 a 4 vezes superior e dá ao sistema uma vantagem única para a propulsão econômica de navios. "

A eficiência do sistema, entretanto, não foi submetida a pesquisas de engenharia comparativas suficientes. Houve apenas dois navios equipados com turbosail nos quais pesquisas ativas foram realizadas. O grupo Cousteau é a única organização com um grande corpo de dados disponível sobre turbosails.

Desenvolvimento inicial 1981-1982: Moulin à Vent

Cousteau e sua equipe de pesquisa montaram a invenção em um catamarã batizado de Moulin à Vent (Moinho de vento).

O sistema consistia em um único mastro turboail, pintado de azul marinho. O programa de pesquisa para esta embarcação foi projetado para testar a eficiência do empuxo com o sistema propulsivo. Tendo provado o conceito, o desenvolvimento do protótipo foi abandonado em 1982, quando o grupo de Cousteau voltou sua atenção para um navio maior, o Alcyone .

The Alcyone

A experiência de Cousteau foi bem aproveitada no projeto de um novo navio. Trabalhando com engenheiros navais, ele projetou um casco inovador de alumínio, leve e resistente. A popa em forma de catamarã deu estabilidade. O Monohull Forward foi projetado para dividir as ondas e melhorar a navegação em mares agitados. Duas turbosails subiram de seu convés e dois motores a diesel forneceram as forças de sucção necessárias. O navio chamava-se Alcyone , filha do vento.

Quando o Alcyone foi lançado em 1985, ele se beneficiou do desenvolvimento da turbosail Moulin a Vent original . Com duas turbosails de relação de aspecto reduzida, as tensões colocadas no metal das superfícies da vela foram muito reduzidas. Ambas as velas também continham turbinas axiais para geração de energia e, com reduções no custo dos computadores, também apresentavam controles acionados por sensores para acionar as velas para um impulso ideal.

A experiência prática com o navio fez com que o grupo Cousteau adotasse o navio como carro-chefe e plataforma de pesquisa primária na década de 1980. Os computadores otimizaram o funcionamento de turbosails e motores. Para manter uma velocidade constante, os motores assumem o controle automaticamente quando o vento diminui e param completamente quando o vento está forte o suficiente para soprar na direção certa. É necessária uma tripulação de cinco pessoas para manter o navio.

Desenvolvimento adicional

Com o interesse em expandir a adoção do turbosail, foi sugerido que os petroleiros e outras embarcações de grande porte instalariam em breve turbosail como um meio de diminuir o consumo de combustível. O sistema foi projetado para alimentar o Calypso II , que ainda não foi construído.

Veja também

Referências

links externos