Турбовітрило () — різновид суднового вітрила, розроблений французьким океанологом Жаком-Івом Кусто та інженером Люсьєном Малаваром у 1980-х роках. На відміну від традиційного вітрила, турбовітрило має нерухомий аеродинамічний профіль із системою активного керування потоком повітря, що дає змогу ефективніше використовувати енергію вітру.
Ротор Флеттнера — інший тип вітрового рушія, що використовує ефект Магнуса завдяки обертанню вертикального циліндра. Незважаючи на подібне призначення, турбовітрило та ротор Флеттнера є різними технічними рішеннями.
Історія
У 1924 році німецький інженер Антон Флеттнер вперше успішно випробував роторні вітрила на шхуні «Buckau». Під час випробувань судно продемонструвало можливість ефективного використання ефекту Магнуса як допоміжного рушія.
У 1980-х роках команда Жака-Іва Кусто створила принципово нову конструкцію — турбовітрило (Turbovoile), яке не використовує обертання циліндра. Його першим носієм стало експедиційне судно «Алсіон», спущене на воду 1985 року.
З початку XXI століття інтерес до вітрових допоміжних рушіїв різко зріс через необхідність скорочення викидів парникових газів у судноплавстві. Найбільшого поширення набули саме ротори Флеттнера, які встановлюють на танкерах, балкерах, поромах і контейнеровозах.
Одним із перших сучасних комерційних суден із роторними вітрилами стало німецьке вантажне судно «E-Ship 1», введене в експлуатацію 2010 року. Судно оснащене чотирма роторами Флеттнера, які дозволяють суттєво знизити споживання дизельного палива.
У 2020-х роках роторні вітрила почали масово встановлюватися на торговельних суднах. За даними Міжнародної асоціації вітрових суднових технологій (IWSA), економія палива залежно від маршруту, швидкості судна та погодних умов може становити від 5 до 20 %.
Принцип роботи
Турбовітрило являє собою вертикальний аеродинамічний профіль із рухомою задньою заслінкою. Усередині конструкції розташована система вентиляторів, що створює контрольований повітряний потік та збільшує підйомну силу.
На відміну від ротора Флеттнера, який отримує підйомну силу завдяки обертанню циліндра (ефект Магнуса), турбовітрило працює як нерухоме крило літака зі штучним керуванням пограничним шаром повітря. Це дозволяє підтримувати високу ефективність у широкому діапазоні напрямків вітру.
Обидві технології належать до класу вітрових допоміжних рушіїв (), які застосовуються для зменшення витрат палива та скорочення викидів CO₂.
Переваги
зменшення споживання палива; скорочення викидів парникових газів; можливість використання на вже існуючих суднах; автоматичне керування залежно від сили та напрямку вітру; зменшення експлуатаційних витрат.
Недоліки
ефективність залежить від погодних умов; значна початкова вартість встановлення; потреба у вільному просторі на палубі; збільшення висоти судна, що може обмежувати проходження під мостами.
Див. також
Ефект Магнуса Антон Флеттнер Алсіон (судно) E-Ship 1 Вітрило Примітки