터보사일

Turbosail

터보사일 또는 프랑스식 터보차일(French Turboile)은 돛과 같은 수직 표면과 동력 경계층 제어 시스템을 사용하여 넓은 공격 각도에서 양력을 향상시키는 해상 추진 시스템이다. 이것은 상대 바람의 변화에 반응하기 위해 지속적으로 조정되어야 하는 기존의 돛과는 달리 돛이 돛 뒤쪽에서 하나의 플랩을 움직이면 어떤 방향으로든 보트에 동력을 공급할 수 있게 한다.

터보사일은 알시오네에게 생산 시 그 개념을 시험하도록 의뢰한 자크-이브 쿠스토에 의해 대규모 응용으로 처음 개발되었다. 더 큰 칼립소 2호도 터보세일을 사용하도록 설계되었지만, 그 설계는 이루어지지 않았다.

테크니컬 디자인

개념

알시오네

1980년, 자크 쿠스토는 적어도 부분적으로는 바람을 통해 깨끗하고 자유로운 재생 가능한 에너지원으로 동력을 공급받을 현대적인 엔진을 가진 배를 만드는 것을 꿈꿨다.

공기역학

쿠스토와 그의 동료인 루시엔 말라바드 교수와 베르트랑 채리어 박사는 굴뚝처럼 보이고 항공기 날개처럼 기능하는 고정 실린더를 사용했다.

그것은 공기포일, 수직 및 총체적인 난자 튜브로 구성되며, 인트라도와 인도주의 사이의 분리를 개선하는 이동식 플랩이 있다. 흡인 시스템은 관으로 공기를 끌어들이고 돛의 한쪽의 우울증을 증가시키는데 사용된다; 압력 차이의 결과로 반응력이 발생한다. 이와 같이 돛은 날개 역할을 하여 양력과 끌림을 동시에 만들어 낸다.

이동성이 있고 플랩과 같은 후미진 가장자리 셔터와 팬이 끄는 흡인 시스템을 사용하여 제어하고 최대 반응력의 크기를 증가시킨다.

이 설계의 결과로, 터보사일은 반응력을 제공하며, 그 구성 요소 중 하나는 추진력을 이동 방향에 사용할 수 있다. 무동력 돛처럼 역풍으로 직진할 때 추력을 얻을 수 없고, 바람 없이는 추력을 얻을 수 없다. 그러나 엔진 출력이 필요한 팬이 끄는 흡인기의 사용은 무동력 장치에 비해 발생된 반응력을 증가시킨다.

프로펠러 기반 추진은 터빈 난간과 함께 사용할 수 있다. 이 전통적인 엔진들은 돛의 각도와 흡입력과 함께, 배를 조종하기 위해 컴퓨터와 조정될 수 있다.

공학적 분석

쿠스토협회에 따르면 "그동안 건조된 돛 중 최고(마르코니 또는 사각형)의 추력계수(즉, 미국컵[sic] 또는 일본풍력추진장치)가 터보사일의 3.5배에서 4배 정도 우수하며, 선박의 경제적 추진에 독특한 장점을 부여한다"고 한다.[1]

그러나 시스템의 효율성은 충분한 비교 공학 연구를 거치지 않았다. 그동안 활발한 연구가 이뤄진 터보세일 장착 선박은 2척에 불과했다. 쿠스토 그룹은 터빈 난간에 이용 가능한 많은 데이터를 가진 유일한 조직이다.[citation needed]

초기개발 1981-1982 : 물랭 아 벤트

쿠스토와 그의 연구팀은 이 발명품을 '물랭 아 벤트'(윈드밀)라는 이름의 카타마란 세례명을 붙인 위에 올려놓았다.

그 시스템은 남색을 칠한 단일 터보세일 마스트로 구성되었다. 이 선박에 대한 연구 프로그램은 추진 시스템으로 추력 효율을 시험하기 위해 고안되었다. 그 개념을 증명했던 쿠스토의 그룹이 더 큰 배인 알씨오네로 관심을 돌리면서 프로토타입 개발은 결국 1982년에 포기되었다.

알시오네

쿠스토의 경험은 새로운 선박을 설계하는 데 좋은 사용으로 바뀌었다. 해군 기술자들과 함께 일하면서, 그는 가볍고 튼튼한 알루미늄으로 된 혁신적인 선체를 디자인했다.[citation needed] 카타마란처럼 생긴 선미가 안정감을 주었다. 모노헐 포워드는 파도가 심한 바다에서 부피를 나누고 승차감을 향상시키도록 설계되었다. 그녀의 갑판에서 두 개의 터빈 난간이 솟아올랐고 두 개의 디젤 엔진은 필요한 흡입력을 제공했다. 그 배의 이름은 알시오네, 바람의 딸이었다.

1985년 알시오네호가 발사되었을 때, 원래의 터보세일 물랭 a 벤트의 개발로 이득을 보았다. 가로 세로 비율이 줄어든 두 개의 터보레일로, 돛 표면의 금속 위에 놓인 응력은 훨씬 줄어들었다. 또한 두 돛 모두 발전용 축방향 터빈을 포함했으며, 컴퓨터 비용이 감소함에 따라 최적의 추력을 위해 돛을 작동시키는 센서 구동식 제어장치가 적용되었다.

이 선박에 대한 실무 경험은 1980년대에 쿠스토 그룹이 이 선박을 플래그십이자 1차 연구 플랫폼으로 채택하는 것을 보았다. 컴퓨터는 터빈 난간과 엔진의 기능을 최적화했다. 일정한 속도를 유지하기 위해 바람이 잦아들면 엔진이 자동으로 인계되고, 바람이 적당한 방향으로 불면 충분한 힘이 가해지면 엔진이 완전히 정지한다. 그 배를 유지하려면 5명의 선원이 필요하다.

추가 개발

터보세일 도입 확대에 관심을 갖고, 곧 유조선 등 대형 선박이 연료소비를 줄이기 위한 수단으로 터보세일을 설치할 것을 제안했다.[2] 이 시스템은 아직 건설되지 않은 칼립소 2호에 전력을 공급하기 위한 것이었다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Turbosail".
  2. ^ 크리스타풀리, 트리샤 "터보사일" 추진 시스템은 프랑스 선박에 탑재될 것이다. 1985년 6월 24일 미국 금속 시장.

외부 링크