A toroid propeller forradalmasíthat mindent? Áttörés küszöbén lehet vele a technológia

A szakértők és tudósok szerint is ez lehet az emberiség következő forradalmi előrelépése a kerék felfedezése után. Minimum 20%-os hatótávolság megtakarítást lehet vele elérni és ez még nem minden.

Ezek a furcsa formájú csavart toroid propellerek forradalmi előrelépésnek tűnnek a repülési és tengeri szektor számára.

Levegőben és vízben is radikálisan halkabbak, mint a hagyományos propellerek, emellett hatalmas hatékonyság-növekedést is mutatnak.

A propellereket úgy tervezték, hogy általában levegőben vagy vízben működjenek, és forgó mozgással nyomják át a közeget.

Ezek bizonyos értelemben Arkhimédész csavarjának evolúciói, amelyet valószínűleg az ókori Egyiptomban több ezer évvel azelőtt használtak, hogy Arkhimédész leírta volna i.e. 234-ben.

A forgásra tervezett eszközök esetében azonban borzasztóan hosszú ideig kevés volt a forradalmi tervezési változás; a propeller meghajtású repülőgépek még mindig olyan csavart, szárnyas lapátos légcsavarokat használnak, mint amit a kínai gyerekek 2400 évvel ezelőtt, és meglepően
csekély hatékonyságnövekedést értek el a Wright fivérek által 1903-ban szélcsatornákban kifejlesztett fa légcsavarokhoz képest, amelyek változatai már az 1700-as években is lé éteztek.

Így hát lenyűgő látni ezeket a toroid gyűrűformákat, amelyek nemcsak sokkal csendesebbnek tűnnek, mint a hagyományos kialakítások, de sokkal hatékonyabbak is, különösen a tengeren, ami jelentős előrelépést jelenthet

Döbbenetes változás jöhet a levegőben

Az MIT Lincoln Laboratóriumában egy csendes, ionhajtású repülőgépen dolgozó csapat azon töprengett, hogy vajon csökkenthető-e a multirotorok propellerének zaja eltérő alakú kialakítással.

“A légcsavarok, mint tudjuk, elég hangosak,” – mondja Dr. Thomas Sebastian, a Lincoln Lab szerkezeti és hőfolyadékok mérnöki csoportjának vezető munkatársa.

“És megnézhetjük a szárnyakat, hogy lássuk, hogyan működik ez.

Amikor az 1900-as évek elején és a 2. világháború alatt az emberek mindenféle őrült ötlettel álltak elő repülőgépekkel kapcsolatban, volt néhány olyan terv, amelyek alapvetően ezek a gyűrűs szárnyak voltak.

Szóval azon töprengtem, hogyan nézne ki, ha vennénk egy gyűrűs szárnyat, és valami ilyesmit egy propellerré alakítanánk.”

“Azt a kezdeti koncepciót hoztuk létre, hogy egy toroid alakot, ezt a gyűrű alakú szárnyformát használjuk, hogy reményeink szerint egy csendesebb légcsavart készítsünk,” – folytatja Sebastian.

“Volt egy gyakornokom, aki teljesen fenomenális volt, és az ötlettel foglalkozott. Ő átvette a koncepciót, és egy csomó változatot készített 3D nyomtatók segítségével.”

“A legfontosabb dolog, amiről azt gondoltuk, hogy csendesebbé tesszük a légcsavarokat, az a tény, hogy a légcsavar által generált örvényeket most a propeller teljes alakjában osztja el, nem csak a csúcson,”

– mondja Sebastian.

“Ez aztán hatékonyan és gyorsabban eloszlik a légkörben. Ez az örvény nem terjed olyan messzire, így kevésbé valószínű, hogy meghallja az ember.”

A vízben is jelentős áttörést hoz

A drónok és a repülés egy dolog, de az aerodinamika és a hidrodinamika szorosan összefügg, és kiderült, hogy tengeri közegben már van egy olyan termék, amely közel áll a gyártáshoz, és nagyon hasonló megközelítést alkalmaz.

A Sharrow Marine őszintén szólva látványos eredményeket ért el olyan hajócsavarokkal, amelyek standard lapátok helyett toroid hurkokat használnak.

Több éves fejlesztés után a cég több száz szabványos hajócsavarral szemben tesztelte propellereit, és a különbség hihetetlen.

A Sharrow hajócsavarjai egyszerűen nem hoznak létre csúcsörvényeket – ez az energiaveszteség fő forrása, és meglepően nagy összetevője a külső motorok általános zajának.

Jelentősen csökkentve annak a folyadéknak a mennyiségét, amely “kicsúszik” a hajócsavar oldalain, ahelyett, hogy átnyomná, a toroid propellerek több vizet szívnak át, és fordulatonként tovább viszik a hajót.

Rendszeresen megduplázzák azt a sebességet, amelyet egy hajó alacsonyabb és közepes fordulatszámon elérhet, radikálisan kiszélesítve a motor effektív fordulatszám-tartományát.

És körülbelül 20%-kal csökkentik az üzemanyag-fogyasztást – ez komoly dolog, tekintve a propeller hajtású hajók hatalmas energiaigényét és az ipar méretét.

A Sharrow már árulja toroid propellereit, amelyek CNC-vel vannak megmunkálva, hogy illeszkedjenek a legtöbb nagyobb gyártó általános külső motorjaihoz.

A hátrány itt az ár; 4999 USD-be kerülnek, függetlenül attól, hogy melyik modellről van szó, ahol egy normál propeller 500 USD-hoz közelíthet.

Ez azonban sok hajó összköltségének egy nagyon kis összetevője, és tekintettel az üzemanyag iránti étvágyukra, a ráfordítás rövid időn belül megtérülhet, és sokkal kényelmesebbé teheti az utazást a fedélzeten tartózkodó emberek, bámészkodók és a felszín alatti tengeri élőlények számára.

Forrás: ÚjVilágtudat