Un rotor Flettner es un cilindro liso con placas de extremo de disco que gira a lo largo de su eje largo y, a medida que el aire pasa en ángulos rectos a través de él, el efecto Magnus hace que se genere una fuerza aerodinámica en la dirección perpendicular tanto al eje largo como a la dirección del flujo de aire. [1] La vela del rotor debe su nombre al ingeniero de aviación e inventor alemán Anton Flettner , quien comenzó a desarrollar la vela del rotor en la década de 1920. [2]
En un barco de rotor , los rotores están colocados verticalmente y la sustentación se genera en ángulo recto con respecto al viento para impulsar el barco hacia adelante.
En un avión de rotor , el rotor se extiende lateralmente en lugar de un ala y se genera sustentación hacia arriba.
El efecto Magnus recibe su nombre de Gustav Magnus , el físico alemán que lo investigó. Describe la fuerza generada por el flujo de fluido sobre un cuerpo giratorio, en ángulo recto tanto con la dirección del flujo como con el eje de rotación. Esta fuerza sobre un cilindro giratorio se conoce como elevación de Kutta-Joukowski , en honor a Martin Kutta y Nikolai Zhukovsky (o Joukowski), quienes analizaron por primera vez el efecto. [3]
El rotor Flettner es sólo una forma del rotor Magnus, que en general no necesita ser cilíndrico. [1]
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Un barco de rotor utiliza uno o más rotores Flettner montados en posición vertical. Los motores del barco los hacen girar y actúan como velas para propulsar el barco con la energía del viento. Se puede proporcionar una hélice submarina de propulsión convencional para una mayor flexibilidad operativa.
Un primer prototipo, el Baden Baden (antes el Buckau ), cruzó el Atlántico en 1925, pero el interés no se reavivó hasta que el ahorro de energía se convirtió en una preocupación importante en el nuevo milenio. El E-Ship 1 se botó en 2008 y siguen apareciendo nuevos buques. Desde entonces, se han completado múltiples instalaciones de rotores, incluidos rotores basculantes para permitir el paso por debajo de los puentes. [4] Por lo general, se ha informado que las velas de rotor generan un ahorro de combustible del 5 al 20 %. [4]
Un rotor Flettner montado debajo de la línea de flotación del casco de un barco y que emerge lateralmente actuará para estabilizar el barco en mares agitados. Al controlar la dirección y la velocidad de rotación, se puede generar una fuerte sustentación o carga aerodinámica . [5] El mayor despliegue del sistema hasta la fecha se encuentra en el yate a motor Eclipse . [ cita requerida ]
Se han construido algunas máquinas voladoras que utilizan el efecto Magnus para crear sustentación con un cilindro giratorio en la parte delantera de un ala, lo que permite volar a velocidades horizontales más bajas. [3]
Un primer intento de utilizar el efecto Magnus para un avión más pesado que el aire fue realizado en 1908 por un miembro del Congreso de los EE. UU., Butler Ames de Massachusetts. [6]
Un ejemplo posterior fue el Plymouth AA-2004 de principios de la década de 1930, construido por tres inventores en el estado de Nueva York. [7]
El diseñador francés Jean de Chappedelaine desarrolló su Aérogyre prácticamente al mismo tiempo. En 1934, un prototipo, basado en un Caudron C.270 Luciole modificado, voló con el rotor del ala estacionario. Se estrelló en su siguiente vuelo, pero se desconoce si el ala estaba rotando durante ese vuelo. [8]
El rotor Flettner inspiró a Sigurd Johannes Savonius a inventar [9] un dispositivo de ventilación giratorio después de una colaboración entre los dos inventores. La empresa de Anton Flettner, Flettner Ventilator Limited, adquirió la patente de Savonius [ cita requerida ] y todavía los vende en el Reino Unido. [10] A menudo se hace referencia a los dispositivos como "ventiladores Flettner", aunque el mecanismo se parece más a una turbina eólica de Savonius , que fue una invención de 1924 que resultó de la misma colaboración.