§ 3.7 Spektrat bërthamore dhe efekti Mössbauer Me mbështetjen maksimale të mundshme në mekanikë ose elektrodinamikë, është e nevojshme të tregohen operacione matematikore fizikisht të qarta, interpretimi i të cilave nëpërmjet dridhjeve të një modeli të përshtatshëm çon në ligjet e serisë.

Forca dhe shpejtësia Shpejtësia e madhe është një avantazh shumë i rëndësishëm në betejë. Anija më e shpejtë zgjedh një pozicion të favorshëm dhe një distancë luftarake. Nëse komandanti i tij dëshiron, ai gjithmonë mund të rrisë ose zvogëlojë distancën; nëse armiku i shmanget luftimit, ai mundet

Kapitulli 16 Efekti Brown Aktualisht, efekti Biefeld-Brown shpesh quhet gabimisht efekti reaktiv i erës jonike. Ne nuk do të konsiderojmë pajisjet që fluturojnë për shkak të jonizimit të ajrit. Në skemat e propozuara këtu, jonizimi mund të ndodhë, por ai

Kapitulli 27 Forca lëvizëse kronike Zhvillimi i idesë së Veinik se çdo "intensitet" i substancës së një objekti (trupi) mund të përdoret për të krijuar një fushë kronike dhe për të ndryshuar shpejtësinë e kohës për një objekt të caktuar material, le të shqyrtojmë një shembull të thjeshtë

Kapitulli 31 Efekti i formës Duke iu rikthyer historisë së zhvillimit të teorisë eterike, duhet theksuar se termi "efekt i formës" u prezantua nga studiuesit francezë Leon Shomri dhe Andre de Belizal në vitet '30 të shekullit të kaluar. Efekti më i njohur i formës është për piramidat, thelbi

Kapitulli 4 Forca Centrifugale Zyra Ruse e Patentave njihet se nuk pranon aplikime për patentë që përshkruajnë "lëvizjen nga forcat e brendshme". Kjo është e saktë, por nuk duhet të harrojmë se të gjithë trupat janë në ndërveprim dhe shkëmbim të vazhdueshëm energjie me eterin,

Fuqia e miliarda për të transformuar një samovar Së pari, le të vendosim samovarin, samovari ishte plot me qymyr, por samovari ziente - dhe kishte vetëm hi në fund. Ku janë thëngjijtë, si ku janë? I djegur. Lidhur me oksigjen. Ata u kthyen në gaz të avullueshëm dhe fluturuan në oxhak. Të gjithë e dinë këtë. Dhe kush nuk do ta besojë?

FUQIA E MILIONAVE Nëse një uragan i zakonshëm shkatërron fshatra të tëra, atëherë çfarë mund të bëjë një shpërthim - një stuhi hekuri? Shpërthimi, ndoshta, do të shpërthejë shtëpitë në të gjithë qytetin, si thërrimet nga një tryezë çaji. Në realitet, kjo ndodh Natyrisht, ndodh që një shtëpi të fluturojë lart nga një shpërthim. Por në shtëpitë fqinje

Drejtimi i rrjedhës. Ky është rezultat i ndikimit të kombinuar të fenomeneve të tilla fizike si efekti Bernoulli dhe formimi i një shtrese kufitare në mjedis rreth objektit të efektshëm.

Një objekt rrotullues krijon një lëvizje vorbullash në mjedisin rreth tij. Në njërën anë të objektit, drejtimi i vorbullës përkon me drejtimin e rrjedhës rreth tij dhe, në përputhje me rrethanat, shpejtësia e lëvizjes së mediumit në këtë anë rritet. Në anën tjetër të objektit, drejtimi i vorbullës është i kundërt me drejtimin e rrjedhës dhe shpejtësia e mediumit zvogëlohet. Për shkak të këtij ndryshimi në shpejtësi, lind një ndryshim presioni, duke gjeneruar një forcë tërthore nga ajo anë e trupit rrotullues në të cilën drejtimi i rrotullimit dhe drejtimi i rrjedhës janë të kundërta, me anën në të cilën këto drejtime përkojnë. Ky fenomen përdoret shpesh në sport, shihni për shembull gjuajtjet speciale: rrotullim i sipërm, fletë e thatë në futboll ose sistemi Hop-Up në airsoft.

Efekti u përshkrua për herë të parë nga fizikani gjerman Heinrich Magnus në 1853.

Formula për llogaritjen e forcës

Lëng ideal

Edhe nëse lëngu nuk ka fërkim të brendshëm (viskozitet), efekti i ngritjes mund të llogaritet.

Lëreni topin të jetë në një rrjedhë të lëngut ideal që rrjedh mbi të. Shpejtësia e rrjedhës në pafundësi (afër është, natyrisht, e shtrembëruar) $\backslash vec(u)\_\backslash infty$. Për të simuluar rrotullimin e topit, ne prezantojmë qarkullimin e shpejtësisë $\backslash Gama$ Rreth tij. Bazuar në ligjin e Bernoulli-t, mund të gjejmë se forca totale që vepron mbi topin në këtë rast është e barabartë me:

$\backslash vec(R)=-\backslash rho\backslash vec(\backslash Gamma)\backslash times\backslash vec(u)\_\backslash infty$.

Është e qartë se:

1. forca totale është pingul me rrjedhën, domethënë, forca e rezistencës së rrjedhës së një lëngu ideal në top është zero (paradoksi i D'Alembert)
2. forca, në varësi të marrëdhënies midis drejtimeve të qarkullimit dhe shpejtësisë së rrjedhës, reduktohet në një forcë ngritëse ose ulëse.

Lëng viskoz

Ekuacioni i mëposhtëm përshkruan sasitë e nevojshme për të llogaritur ngritjen e krijuar nga rrotullimi i një topi në një lëng real.

$(F)=(1\backslash mbi\; 2)\; (\; \backslash rho)\; (V^2AC\_l)$ $F$- forca ngritëse $\backslash rho$- dendësia e lëngut. $V$- shpejtësia e topit në raport me mediumin $A$- zona tërthore e topit $(C\_l)$- koeficienti i ngritjes ( anglisht)

Koeficienti i ngritjes mund të përcaktohet nga grafikët e të dhënave eksperimentale duke përdorur numrin Reynolds dhe koeficientin e rrotullimit ((shpejtësia këndore*diametri)/(2*shpejtësia lineare)). Për koeficientët e rrotullimit ndërmjet 0,5 dhe 4,5, koeficienti i ngritjes varion nga 0,2 në 0,6.

Aplikacion

Gjeneratorët e erës

Gjeneratori i erës "rotori i ajrit" është një pajisje e lidhur që ngrihet me helium në një lartësi prej 120 deri në 300 metra)

Turbosails në anije

Që nga vitet 1980, Cousteau Halcion ka funksionuar me një turbosail kompleks duke përdorur efektin Magnus.

Që nga viti 2010, anija e mallrave E-Ship 1 me vela më të thjeshta me rotor ka qenë në funksion Anton Flettner

Shkruani një koment për artikullin "Efekti Magnus"

Shënime

Letërsia

• L. Prandtl"Efekti Magnus dhe anija e erës". (revista "Avances in Physical Sciences", numri 1-2. 1925)
• L. Prandtl. Mbi lëvizjen e lëngut me shumë pak fërkim. - 1905.

Lidhjet

• //elementy.ru
• // technicamolodezhi.ru

Fragment që përshkruan efektin Magnus

Malet Tullac, pasuria e Princit Nikolai Andreich Bolkonsky, ndodheshin gjashtëdhjetë versa nga Smolensk, pas tij, dhe tre versa nga rruga e Moskës.
Në të njëjtën mbrëmje, ndërsa princi i dha urdhër Alpatych, Desalles, pasi kërkoi një takim me Princeshën Marya, e informoi atë se meqenëse princi nuk ishte plotësisht i shëndetshëm dhe nuk po merrte asnjë masë për sigurinë e tij, dhe nga letra e Princit Andrei ishte e qartë se ai ishte duke qëndruar në Malet Tullac Nëse është e pasigurt, ai me respekt e këshillon atë që t'i shkruajë një letër me Alpatych kreut të provincës në Smolensk me një kërkesë për ta njoftuar atë për gjendjen e punëve dhe shkallën e rrezikut në të cilin Malet tullac janë ekspozuar. Desalle i shkroi një letër guvernatorit për Princeshën Marya, të cilën ajo e nënshkroi, dhe kjo letër iu dha Alpatych me urdhër që t'ia dorëzonte guvernatorit dhe, në rast rreziku, të kthehej sa më shpejt.
Pasi mori të gjitha porositë, Alpatych, i shoqëruar nga familja e tij, me një kapele me pupla të bardhë (dhuratë princërore), me një shkop, ashtu si princi, doli të ulet në një tendë lëkure, të mbushur me tre Savra të ushqyer mirë.
Kambana u lidh dhe kambanat u mbuluan me copa letre. Princi nuk lejoi askënd të hipte në Malet Tullac me një zile. Por Alpatych i pëlqente këmbanat dhe kambanat në një udhëtim të gjatë. Oborrtarët e Alpatych, një zemstvo, një nëpunës, një kuzhinier - i zi, i bardhë, dy plaka, një djalë kozak, karrocierët dhe shërbëtorët e ndryshëm e larguan atë.

Në Australi, fizikanët amatorë kanë demonstruar efektin Magnus në veprim. Videoja e eksperimentit, e postuar në YouTube, mori më shumë se 9 milionë shikime.

Efekti Magnus është një fenomen fizik që ndodh kur një rrjedhë lëngu ose gazi rrjedh rreth një trupi rrotullues. Kur një trup i rrumbullakët fluturues rrotullohet, shtresat e afërta të ajrit fillojnë të qarkullojnë rreth tij. Si rezultat, gjatë fluturimit trupi ndryshon drejtimin e lëvizjes.

Fizikanët amatorë zgjodhën një digë 126.5 metra të lartë dhe një top basketbolli të zakonshëm për të kryer eksperimentin. Në fillim topi thjesht u hodh poshtë, ai fluturoi paralelisht me digën dhe u ul në pikën e shënuar. Herën e dytë topi u rrëzua, duke u rrotulluar pak rreth boshtit të tij. Topi fluturues fluturoi përgjatë një trajektoreje të pazakontë, duke demonstruar qartë efektin Magnus.

Efekti Magnus shpjegon pse në disa sporte, si futbolli, topi udhëton në një drejtim të çuditshëm. Shembulli më i mrekullueshëm i një fluturimi "jonormal" të topit mund të vërehet pas një goditjeje të lirë nga futbollisti Roberto Carlos gjatë ndeshjes së 3 qershorit 1997 midis ekipeve kombëtare të Brazilit dhe Francës.

Një anije nën vela turbo!

Seriali i famshëm dokumentar "Odisea nënujore e ekipit Cousteau" u filmua nga oqeanografi i madh francez në vitet 1960 dhe 1970. Anija kryesore e Cousteau u konvertua më pas nga minahedhësja britanike Calypso. Por në një nga filmat pasardhës - "Ri zbulimi i botës" - u shfaq një anije tjetër, jahti "Halcyone".

Duke e parë atë, shumë shikues i bënë vetes pyetjen: çfarë lloj tubash të çuditshëm janë instaluar në jaht?.. Ndoshta këto janë tuba nga kaldaja apo sisteme shtytëse? Imagjinoni habinë tuaj nëse zbuloni se këto janë VELAT... turbosails...

Fondacioni Cousteau bleu jahtin Alcyone në 1985, dhe kjo anije u konsiderua jo aq shumë si një anije kërkimore, por si një bazë për të studiuar efektivitetin e turbosails - sistemi origjinal i shtytjes së anijes. Dhe kur, 11 vjet më vonë, Calypso legjendar u mbyt, Alkyone zuri vendin e saj si anija kryesore e ekspeditës (nga rruga, sot Calypso është ngritur dhe në një gjendje gjysmë të grabitur qëndron në portin e Concarneau).

Në fakt, turbosail u shpik nga Cousteau. Ashtu si pajisje skuba, një disk nënujore dhe shumë pajisje të tjera për të eksploruar thellësitë e detit dhe sipërfaqen e Oqeanit Botëror. Ideja lindi në fillim të viteve 1980 dhe ishte krijimi i pajisjes shtytëse më miqësore me mjedisin, por në të njëjtën kohë të përshtatshme dhe moderne për shpendët e ujit. Përdorimi i energjisë së erës dukej të ishte fusha më premtuese e kërkimit. Por këtu është problemi: njerëzimi shpiku vela disa mijëra vjet më parë, dhe çfarë mund të ishte më e thjeshtë dhe më logjike?

Sigurisht, Cousteau dhe kompania e kuptuan se ishte e pamundur të ndërtohej një anije që lëvizte vetëm me vela. Më saktësisht, ndoshta, por performanca e tij e drejtimit do të jetë shumë mediokre dhe e varur nga variacionet e motit dhe drejtimit të erës. Prandaj, fillimisht ishte planifikuar që "vela" e re të ishte vetëm një forcë ndihmëse e përdorur për të ndihmuar motorët konvencionalë me naftë. Në të njëjtën kohë, një turbosail do të reduktonte ndjeshëm konsumin e karburantit të naftës dhe në erëra të forta mund të bëhej e vetmja pajisje shtytëse e anijes. Dhe ekipi i studiuesve shikoi në të kaluarën - në shpikjen e inxhinierit gjerman Anton Flettner, një projektues i famshëm avionësh që dha një kontribut serioz në ndërtimin e anijeve.

Turbosail është një cilindër i uritur i pajisur me një pompë të veçantë. Pompa krijon një vakum në njërën anë të turbosail, duke pompuar ajrin në vela, ajri i jashtëm fillon të rrjedhë rreth turbosail me shpejtësi të ndryshme dhe anija fillon të lëvizë në një drejtim pingul me presionin e ajrit. Kjo të kujton shumë forcën ngritëse që vepron në krahun e një aeroplani - presioni është më i madh nga poshtë krahut dhe avioni shtyhet lart. Turbosail lejon anijen të lëvizë kundër çdo ere, për sa kohë që ka fuqi të mjaftueshme të pompës. Përdoret si një sistem ndihmës për një motor konvencional detar. Dy turbo vela të instaluara në anijen e ekipit të Cousteau "Halcyon" bënë të mundur kursimin e deri në 50% të karburantit.

Rotori Flettner dhe efekti Magnus

Më 16 shtator 1922, Anton Flettner mori një patentë gjermane për të ashtuquajturën anije rrotulluese. Dhe në tetor 1924, anija rrotulluese eksperimentale Buckau u largua nga rrëshqitjet e kompanisë së ndërtimit të anijeve Friedrich Krupp në Kiel. Vërtetë, schooner nuk u ndërtua nga e para: para instalimit të rotorëve Flettner, ishte një anije e zakonshme me vela.

Ideja e Flettner ishte të përdorte të ashtuquajturin efekt Magnus, thelbi i të cilit është si më poshtë: kur një rrjedhë ajri (ose lëngu) rrjedh rreth një trupi rrotullues, një forcë krijohet pingul me drejtimin e rrjedhës dhe vepron në trup. . Fakti është se një objekt rrotullues krijon një lëvizje vorbull rreth vetes. Në anën e objektit ku drejtimi i vorbullës përkon me drejtimin e rrjedhës së lëngut ose gazit, shpejtësia e mediumit rritet dhe në anën e kundërt zvogëlohet. Diferenca e presionit krijon një forcë tërthore të drejtuar nga ana ku drejtimi i rrotullimit dhe drejtimi i rrjedhës janë të kundërta, në anën ku përkojnë.

"Anija me erë e Flettner është në buzët e të gjithëve falë propagandës jashtëzakonisht të zellshme të gazetave," shkroi Louis Prandtl në artikullin e tij për zhvillimin e inxhinierit gjerman.

Ky efekt u zbulua në 1852 nga fizikani nga Berlini Heinrich Magnus.

Efekti Magnus

Inxhinieri dhe shpikësi gjerman i aeronautikës Anton Flettner (1885–1961) zbriti në historinë detare si njeriu që u përpoq të zëvendësonte velat. Ai pati mundësinë të udhëtonte për një kohë të gjatë me një varkë me vela përtej oqeanit Atlantik dhe Indian. Shumë vela u instaluan në direkët e anijeve me vela të asaj epoke. Pajisjet e lundrimit ishin të shtrenjta, komplekse dhe aerodinamikisht jo shumë efikase. Rreziqe të vazhdueshme i prisnin marinarët, të cilët, edhe gjatë një stuhie, duhej të përballeshin me velat në një lartësi prej 40-50 metrash.

Gjatë udhëtimit, inxhinierit të ri i lindi ideja të zëvendësonte velat, gjë që kërkonte shumë përpjekje, me një pajisje më të thjeshtë, por efektive, shtytja kryesore e së cilës do të ishte edhe era. Ndërsa mendonte për këtë, ai kujtoi eksperimentet aerodinamike të kryera nga bashkatdhetari i tij, fizikani Heinrich Gustav Magnus (1802–1870). Ata zbuluan se kur cilindri rrotullohet në rrjedhën e ajrit, lind një forcë tërthore me një drejtim në varësi të drejtimit të rrotullimit të cilindrit (efekti Magnus).

Një nga eksperimentet e tij klasike shkoi kështu: “Një cilindër bronzi mund të rrotullohej midis dy pikave; rrotullimi i shpejtë iu dha cilindrit, si në majë, nga një kordon.

Cilindri rrotullues ishte vendosur në një kornizë, e cila, nga ana tjetër, mund të rrotullohej lehtësisht. Ky sistem u ekspozua ndaj një rryme të fortë ajri duke përdorur një pompë të vogël centrifugale. Cilindri devijonte në një drejtim pingul me rrymën e ajrit dhe me boshtin e cilindrit, për më tepër, në drejtimin në të cilin drejtimet e rrotullimit dhe rryma ishin të njëjta” (L. Prandtl “The Magnus Effect and the Wind Ship”, 1925 ).

A. Flettner mendoi menjëherë se velat mund të zëvendësoheshin nga cilindra rrotullues të instaluar në anije.

Rezulton se aty ku sipërfaqja e cilindrit lëviz kundër rrjedhës së ajrit, shpejtësia e erës zvogëlohet dhe presioni rritet. Në anën tjetër të cilindrit, e kundërta është e vërtetë - shpejtësia e rrjedhës së ajrit rritet dhe presioni bie. Ky ndryshim në presion në anët e ndryshme të cilindrit është forca lëvizëse që e bën anijen të lëvizë. Ky është parimi bazë i funksionimit të pajisjeve rrotulluese, të cilat përdorin forcën e erës për të shtyrë anijen. Gjithçka është shumë e thjeshtë, por vetëm A. Flettner "nuk kaloi", megjithëse efekti Magnus është i njohur për më shumë se gjysmë shekulli.

Ai filloi të zbatojë planin në vitin 1923 në një liqen afër Berlinit. Në fakt, Flettner bëri një gjë mjaft të thjeshtë. Ai instaloi një cilindër-rotor letre rreth një metër të lartë dhe 15 cm në diametër në një varkë testimi një metër të gjatë dhe përshtati një mekanizëm orësh për ta rrotulluar atë. Dhe varka lundroi.

Kapitenët e anijeve me vela talleshin me cilindrat e A. Flettner, me të cilët ai donte të zëvendësonte velat. Shpikësi arriti të interesojë klientët e pasur të artit në shpikjen e tij. Në vitin 1924, në vend të tre shtyllave, dy cilindra rrotullues u montuan në skunën 54 metra Buckau. Këta cilindra rrotulloheshin nga një gjenerator dizel me 45 kuaj fuqi.

Rotorët e Bukaut drejtoheshin nga motorë elektrikë. Në fakt, nuk kishte asnjë ndryshim në dizajn nga eksperimentet klasike të Magnus. Në anën ku rotori rrotullohej drejt erës, u krijua një zonë me presion të lartë, dhe në anën e kundërt - presion i ulët. Forca që rezultoi e lëvizi anijen. Për më tepër, kjo forcë ishte afërsisht 50 herë më e madhe se forca e presionit të erës në një rotor të palëvizshëm!

Kjo hapi perspektiva të mëdha për Flettner. Ndër të tjera, sipërfaqja e rotorit dhe masa e tij ishin disa herë më të vogla se sipërfaqja e platformës së velave, gjë që do të siguronte forcë të barabartë lëvizëse. Rotori ishte shumë më i lehtë për t'u kontrolluar, dhe ishte mjaft i lirë për t'u prodhuar. Nga lart, Flettner mbuloi rotorët me aeroplanë të ngjashëm me pllaka - kjo përafërsisht dyfishoi forcën lëvizëse për shkak të orientimit të saktë të rrjedhave të ajrit në lidhje me rotorin. Lartësia dhe diametri optimal i rotorit për Bukau u llogaritën duke fryrë një model të anijes së ardhshme në një tunel me erë.

Turbosailer Cousteau - Që nga viti 2011, Alkyone është anija e vetme në botë me një turbosail Cousteau. Vdekja e oqeanografit të madh në vitin 1997 i dha fund ndërtimit të një anijeje të dytë të ngjashme, Calypso II, dhe ndërtuesit e tjerë të anijeve janë të kujdesshëm ndaj dizajnit të pazakontë...

Rotori Flettner performoi shkëlqyeshëm. Ndryshe nga një anije me vela konvencionale, një anije rrotulluese praktikisht nuk kishte frikë nga moti i keq dhe erërat e forta anësore; ajo mund të lundronte lehtësisht në vargje alternative në një kënd prej 25º ndaj erës së kundërt (për një vela konvencionale kufiri është rreth 45º). Dy rotorë cilindrikë (lartësia 13.1 m, diametri 1.5 m) bënë të mundur balancimin e përsosur të anijes - doli të ishte më e qëndrueshme se varka me vela që ishte Bukau përpara ristrukturimit.

Testet u kryen në kushte të qeta, në stuhi dhe me mbingarkesë të qëllimshme - dhe nuk u identifikuan mangësi serioze. Drejtimi më i favorshëm për lëvizjen e anijes ishte drejtimi i erës saktësisht pingul me boshtin e anijes, dhe drejtimi i lëvizjes (përpara ose prapa) përcaktohej nga drejtimi i rrotullimit të rotorëve.

Në mesin e shkurtit 1925, skueri Buckau, i pajisur me rotorë Flettner në vend të velave, u largua nga Danzig (tani Gdansk) për në Skoci. Moti ishte i keq dhe shumica e anijeve me vela nuk guxuan të largoheshin nga portet. Në Detin e Veriut, Buckau pati një betejë serioze me erëra të forta dhe dallgë të mëdha, por schooner kishte më pak taka sesa anijet e tjera me vela.

Gjatë këtij udhëtimi, nuk ishte e nevojshme të thirreshin anëtarët e ekuipazhit në kuvertë për të ndryshuar velat në varësi të fuqisë ose drejtimit të erës. Gjithçka që duhej ishte një navigator i orës, i cili, pa dalë nga kasa e rrotës, mund të kontrollonte aktivitetet e rotorëve. Më parë, ekuipazhi i një gomone me tre shtylla përbëhej nga të paktën 20 marinarë; pasi u shndërrua në një anije rrotulluese, mjaftonin 10 persona.

Në të njëjtin vit, kantieri vendosi anijen e tij të dytë rrotulluese - linjën e fuqishme të ngarkesave Barbara, e drejtuar nga tre rotorë 17 metra. Në të njëjtën kohë, një motor i vogël me një fuqi prej vetëm 35 kf ishte i mjaftueshëm për secilin rotor. (me një shpejtësi maksimale rrotullimi të secilit rotor prej 160 rpm)! Shtytja e rotorëve ishte e barabartë me shtytjen e një helike me vidë të shoqëruar me një motor konvencional me naftë të anijes me një fuqi prej rreth 1000 kf. Megjithatë, në anije ishte i pranishëm edhe nafta: përveç rotorëve, lëvizte edhe helikën (e cila mbetej e vetmja pajisje shtytëse në rast moti të qetë).

Përvojat premtuese e shtynë kompaninë e transportit detar Rob.M.Sloman nga Hamburgu të ndërtonte Barbara në vitin 1926. Ishte planifikuar paraprakisht për ta pajisur atë me turbosail - rotorë Flettner. Në një enë me gjatësi 90 m dhe gjerësi 13 m u montuan tre rotorë me lartësi rreth 17 m.

“Barbara”, siç ishte planifikuar, për disa kohë transportoi me sukses frutat nga Italia në Hamburg. Përafërsisht 30-40% e udhëtimit u mundësua nga era. Me një erë prej 4-6 pikësh, "Barbara" zhvilloi një shpejtësi prej 13 nyjesh.

Plani ishte testimi i anijes rrotulluese në udhëtime më të gjata në Oqeanin Atlantik.

Por në fund të viteve 1920 goditi Depresioni i Madh. Në vitin 1929, kompania charter refuzoi të vazhdonte të jepte me qira Barbara dhe ajo u shit. Pronari i ri hoqi rotorët dhe e riparoi anijen sipas modelit tradicional. Megjithatë, rotori ishte inferior ndaj helikave me vidë në kombinim me një termocentral konvencional me naftë për shkak të varësisë së tij nga era dhe kufizimeve të caktuara në fuqi dhe shpejtësi. Flettner iu drejtua kërkimeve më të avancuara dhe Baden-Baden përfundimisht u mbyt gjatë një stuhie në Karaibe në 1931. Dhe ata harruan velat e rotorit për një kohë të gjatë ...

Fillimi i anijeve rrotulluese dukej se ishte mjaft i suksesshëm, por ato nuk u zhvilluan dhe u harruan për një kohë të gjatë. Pse? Së pari, "babai" i anijeve rrotulluese, A. Flettner, u zhyt në krijimin e helikopterëve dhe pushoi së interesuari për transportin detar. Së dyti, pavarësisht nga të gjitha avantazhet e tyre, anijet rrotulluese kanë mbetur anije me vela me disavantazhet e tyre të qenësishme, kryesore prej të cilave është varësia nga era.

Rotorët Flettner u interesuan përsëri në vitet 80 të shekullit të njëzetë, kur shkencëtarët filluan të propozojnë masa të ndryshme për të zbutur ngrohjen e klimës, për të reduktuar ndotjen dhe konsumin më racional të karburantit. Një nga të parët që i kujtoi ata ishte eksploruesi i thellësive, francezi Jacques-Yves Cousteau (1910–1997). Për të testuar funksionimin e sistemit turbosail dhe për të zvogëluar konsumin e karburantit gjithnjë e më të shtrenjtë, katamarani me dy shtylla "Alcyone" (Alcyone është vajza e perëndisë së erës Aeolus) u shndërrua në një anije rrotulluese. Pasi kishte nisur lundrimin në 1985, ai vizitoi Kanadanë dhe Amerikën, rrethoi Kepin Horn dhe rreth Australisë dhe Indonezisë, Madagaskarit dhe Afrikës së Jugut. Ai u transferua në Detin Kaspik, ku lundroi për tre muaj, duke bërë kërkime të ndryshme. Alcyone ende përdor dy sisteme të ndryshme shtytëse - dy motorë me naftë dhe dy vela turbo.

Turbosail Cousteau

Varkat me vela u ndërtuan gjithashtu gjatë shekullit të 20-të. Në anijet moderne të këtij lloji, velat lëshohen duke përdorur motorë elektrikë, dhe materialet e reja e bëjnë dizajnin dukshëm më të lehtë. Por një varkë me vela është një varkë me vela dhe ideja e përdorimit të energjisë së erës në një mënyrë rrënjësisht të re ka qenë në ajër që nga koha e Flettner. Dhe u kap nga aventurieri dhe eksploruesi i palodhur Zhak-Yves Kusto.

Më 23 dhjetor 1986, pasi Halcyone i përmendur në fillim të artikullit u lançua, Cousteau dhe kolegët e tij Lucien Malavard dhe Bertrand Charrier morën patentën e përbashkët Nr. US4630997 për "një pajisje që krijon forcë nëpërmjet përdorimit të një lëngu ose gazi në lëvizje. .” Përshkrimi i përgjithshëm është si më poshtë: “Pajisja vendoset në një mjedis që lëviz në një drejtim të caktuar; në këtë rast, lind një forcë që vepron në një drejtim pingul me të parën. Pajisja shmang përdorimin e velave masive, në të cilat forca lëvizëse është në proporcion me zonën e velit. Cili është ndryshimi midis një vela turbosail Cousteau dhe një vela me rotor Flettner?

Në seksion kryq, turbosail është diçka si një rënie e zgjatur, e rrumbullakosur në skajin e mprehtë. Në anët e "pikës" ka grila të marrjes së ajrit, përmes njërës prej të cilave (në varësi të nevojës për të lëvizur përpara ose prapa) ajri thithet jashtë. Për të siguruar thithjen maksimale efektive të erës në hyrjen e ajrit, një tifoz i vogël i drejtuar nga një motor elektrik është instaluar në vela turbo.

Rrit artificialisht shpejtësinë e lëvizjes së ajrit në anën e plumbit të velit, duke thithur rrjedhën e ajrit në momentin e ndarjes së tij nga rrafshi i turbosail. Kjo krijon një vakum në njërën anë të turbosail, ndërsa në të njëjtën kohë parandalon formimin e vorbullave të turbullta. Dhe pastaj vepron efekti Magnus: rrallim nga njëra anë, si rezultat - një forcë anësore e aftë për të shkaktuar lëvizjen e anijes. Në fakt, një turbosail është një krah avioni i vendosur vertikalisht, të paktën parimi i krijimit të një force lëvizëse është i ngjashëm me parimin e krijimit të një ngritjeje avioni. Për të siguruar që turbosail të jetë gjithmonë përballë anën më të favorshme të erës, ajo është e pajisur me sensorë të veçantë dhe instaluar në një pllakë rrotulluese. Nga rruga, patenta e Cousteau nënkupton që ajri mund të thithet nga brenda turbosail jo vetëm nga një tifoz, por edhe, për shembull, nga një pompë ajri - kështu Cousteau mbylli portën për "shpikësit" e mëvonshëm.

Në fakt, Cousteau testoi për herë të parë një prototip turbosail në catamaran "Windmill" (Moulin à Vent) në 1981. Udhëtimi më i madh i suksesshëm i katamaranit ishte nga Tangier (Marok) në Nju Jork nën mbikëqyrjen e një anijeje ekspedite më të madhe.

Dhe në prill 1985, Halcyone, anija e parë e plotë e pajisur me turbovail, u lëshua në portin e La Rochelle. Tani ajo është ende në lëvizje dhe sot është flamuri (dhe, në fakt, e vetmja anije e madhe) e flotiljes së ekipit Cousteau. Turbovelat në të nuk shërbejnë si shtysë e vetme, por ato ndihmojnë në bashkimin e zakonshëm të dy motorëve me naftë dhe
disa vida (të cilat, nga rruga, ju lejojnë të zvogëloni konsumin e karburantit me rreth një të tretën). Nëse oqeanografi i madh do të kishte qenë gjallë, ai ndoshta do të kishte ndërtuar disa anije të tjera të ngjashme, por entuziazmi i bashkëpunëtorëve të tij u zbeh dukshëm pasi u largua Cousteau.

Pak para vdekjes së tij në 1997, Cousteau ishte duke punuar në mënyrë aktive në projektin e anijes Calypso II me një turbosail, por nuk kishte kohë për ta përfunduar atë. Sipas të dhënave të fundit, në dimrin e vitit 2011, Alkyone ishte në portin e Kaen dhe ishte në pritje të një ekspedite të re.

Dhe përsëri Flettner

Sot, po bëhen përpjekje për të ringjallur idenë e Flettner dhe për t'i bërë velat e rotorit të përhapura. Për shembull, kompania e famshme e Hamburgut Blohm + Voss filloi zhvillimin aktiv të një cisternë rrotulluese pas krizës së naftës të vitit 1973, por deri në vitin 1986 faktorët ekonomikë e mbyllën këtë projekt. Pastaj kishte një seri të tërë dizajnesh amatore.

Në vitin 2007, studentët në Universitetin e Flensburgut ndërtuan një katamaran të shtyrë nga një vela me rotor (Uni-cat Flensburg).

Në vitin 2010, u shfaq anija e tretë në histori me vela rotor - kamioni i rëndë E-Ship1, i cili u ndërtua për Enercon, një nga prodhuesit më të mëdhenj të gjeneratorëve të erës në botë. Më 6 korrik 2010, anija u lëshua për herë të parë dhe bëri një udhëtim të shkurtër nga Emden në Bremerhaven. Dhe tashmë në gusht ai u nis në udhëtimin e tij të parë të punës në Irlandë me një ngarkesë prej nëntë gjeneratorësh të erës. Anija është e pajisur me katër rotorë Flettner dhe, natyrisht, një sistem tradicional shtytës në rast moti të qetë dhe për fuqi shtesë. Megjithatë, velat e rotorit shërbejnë vetëm si shtytje ndihmëse: për një kamion 130 metra, fuqia e tyre nuk është e mjaftueshme për të zhvilluar shpejtësinë e duhur. Motorët fuqizohen nga nëntë njësi të fuqisë Mitsubishi dhe rotorët drejtohen nga një turbinë me avull Siemens që përdor energjinë e gazit të shkarkimit. Velat e rotorit mund të kursejnë 30 deri në 40% të karburantit me një shpejtësi prej 16 nyjesh.

Por turbosail e Cousteau mbetet ende në njëfarë harresë: "Halcyone" sot është e vetmja anije me përmasa të plota me këtë lloj shtytjeje. Përvoja e ndërtuesve gjermanë të anijeve do të tregojë nëse ka kuptim të zhvillohet më tej tema e velave të mundësuara nga efekti Magnus. Gjëja kryesore është të gjesh një justifikim ekonomik për këtë dhe të provosh efektivitetin e tij. Dhe pastaj, e shihni, i gjithë transporti botëror do të kalojë në parimin që një shkencëtar i talentuar gjerman përshkroi më shumë se 150 vjet më parë.

Në Detin e Veriut në vitin 2010, mund të shihej një anije e çuditshme "E-Ship 1". Në kuvertën e sipërme të saj ka katër oxhaqe të gjatë të rrumbullakët, por tymi nuk del kurrë prej tyre. Këta janë të ashtuquajturit rotorë Flettner, të cilët zëvendësuan velat tradicionale.

Prodhuesi më i madh në botë i termocentraleve me erë, Enercon, hodhi në treg një anije rrotulluese 130 metra të gjatë dhe 22 metra të gjerë, e cila më vonë u quajt E-Ship 1, në kantierin e anijeve Lindenau në Kiel më 2 gusht 2010. Më pas u testua me sukses në detin e Veriut dhe atë Mesdhe dhe aktualisht po transporton gjeneratorë me erë nga Gjermania, ku prodhohen, në vendet e tjera evropiane. Ai arrin një shpejtësi prej 17 nyje (32 km/h), transporton njëkohësisht më shumë se 9 mijë ton ngarkesë, ekuipazhi i tij është 15 persona.

Kompania e ndërtimit të anijeve Wind Again me bazë në Singapor, e cila krijon teknologji për të reduktuar konsumin e karburantit dhe emetimet, propozon instalimin e rotorëve Flettner të projektuar posaçërisht (të palosshëm) në cisterna dhe anije mallrash. Ata do të reduktojnë konsumin e karburantit me 30-40% dhe do të paguajnë vetë në 3-5 vjet.

Kompania finlandeze e inxhinierisë detare Wartsila tashmë po planifikon të instalojë turbosail në tragetet e lundrimit. Kjo është për shkak të dëshirës së operatorit finlandez të trageteve Viking Line për të reduktuar konsumin e karburantit dhe ndotjen e mjedisit.

Përdorimi i rotorëve Flettner në anijet e kënaqësisë është duke u studiuar nga Universiteti i Flensburg (Gjermani). Rritja e çmimeve të naftës dhe klima alarmante e ngrohjes duket se po krijojnë kushte të favorshme për kthimin e turbinave me erë.

Jahti i projektuar nga John Marples, Cloudia, është një trimaran i rindërtuar Searunner 34. Jahti iu nënshtrua testeve të para në shkurt 2008 në Fort Pierce, Florida, SHBA dhe krijimi i tij u financua nga kanali televiziv Discovery. "Claudia" u tregua tepër e manovrueshme: ndaloi dhe u kthye mbrapsht brenda pak sekondash dhe lëvizte lirshëm në një kënd prej rreth 15° me erën. Përmirësimi i dukshëm i performancës në krahasim me rotorin tradicional Flettner është për shkak të disqeve shtesë tërthore të instaluara në rotoret e përparme dhe të pasme të trimaranit.

Duke vazhduar bisedën për efektet hidraulike dhe aerodinamike, vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet efektit të emërtuar sipas shkencëtarit të famshëm gjerman Heinrich Magnus, i cili në 1853 propozoi një shpjegim fizik për lakimin e rrugës së fluturimit të një topi të shkaktuar nga rrotullimi i rastësishëm i tij. Fluturimi i një topi rrotullues është në shumë mënyra i ngjashëm me fluturimin e një topi të rrotulluar në futboll ose tenis. Rrotullimi i topit gjatë fluturimit krijon një forcë aerodinamike që e shmang topin nga rruga e tij e drejtë e fluturimit. Sir Newton shkroi për këtë efekt të mahnitshëm aerodinamik kur komentoi goditjet e prera në tenis.

Në mënyrë tipike, qendra e gravitetit të një topi nuk përkon me qendrën e tij gjeometrike, gjë që shkakton një kthesë të lehtë të predhës kur gjuhet. Pozicioni arbitrar i qendrës së gravitetit të topit para goditjes çoi në një devijim po aq arbitrar të shtegut të fluturimit të topit. Duke ditur këtë pengesë, artilerinjtë i zhytën topat në merkur dhe më pas i shënuan në pikën e tyre më të lartë të fluturimit. Bërthamat e shënuara quheshin bërthama matës.

Gjatë gjuajtjes së topave të kalibruar, u zbulua se në rastin kur topi vendosej në armë me qendrën e gravitetit të zhvendosur poshtë, rezultati ishte një "nëngoditje". Nëse bërthama vendosej me qendrën e gravitetit lart, atëherë fitohej një "fluturim". Prandaj, nëse qendra e gravitetit ishte e vendosur në të djathtë, devijimet në të djathtë u vërejtën gjatë fluturimit të predhës; nëse qendra e gravitetit të predhës ishte e vendosur në të majtë, devijimet u vërejtën në të majtë. Gjuajtësit prusianë kishin udhëzime të posaçme për gjuajtjen e topave të kalibruar.

Më vonë ata dolën me idenë për të bërë bërthama me një qendër graviteti të zhvendosur qëllimisht. Predha të tilla u quajtën ekscentrike, dhe tashmë në 1830 ato filluan të përdoren nga ushtritë e Prusisë dhe Saksonisë. Duke vendosur saktë bërthamën ekscentrike në këllëfën e armës, u bë e mundur të rritet diapazoni i qitjes deri në një herë e gjysmë pa ndryshuar pozicionin e tytës. Është interesante se shkencëtarët nuk kishin asnjë lidhje me këtë risi artilerie.

Sidoqoftë, shekulli i ndritur i 19-të kërkonte një "shpjegim shkencor" të çdo dukurie të pakuptueshme. Dhe kështu, artileritë prusianë iu drejtuan një prej autoriteteve të njohura të aerodinamikës në zhvillim - Heinrich Magnus për një shpjegim të shtegut lakor të fluturimit të një topi.

Magnus sugjeroi se çështja nuk ishte qendra e zhvendosur e gravitetit të bërthamës, si e tillë. Arsyen e pa në rrotullimin e bërthamës. Për të testuar hipotezën e tij, Magnus kreu një sërë eksperimentesh laboratorike me rrjedhjen e ajrit të detyruar në një trup rrotullues, i cili nuk ishte një sferë, por cilindra dhe kone. Forca aerodinamike që lind në cilindër veproi në të njëjtin drejtim si forca që devijonte bërthamën rrotulluese.

Kështu, Magnus ishte fizikani i parë që simuloi dhe konfirmoi qartë, në kushte laboratorike, efektin befasues të një topi që devijonte nga fluturimi i drejtë. Fatkeqësisht, Magnus nuk kreu asnjë matje sasiore gjatë eksperimenteve të tij aerodinamike, por regjistroi vetëm shfaqjen e një force devijuese dhe koincidencën e drejtimit të saj me atë që ndodhi në praktikën e artilerisë.

Në mënyrë të rreptë, Magnus nuk simuloi me saktësi fenomenin e fluturimit të një bërthame të përdredhur. Në eksperimentet e tij, një cilindër rrotullues u fry me forcë nga një rrjedhë anësore e ajrit. Ndërsa në praktikën e vërtetë të artilerisë, topi fluturon në ajër të qetë. Në përputhje me teoremën e Bernulit, presioni i ajrit në avion zvogëlohet në raport me katrorin e shpejtësisë së tij. Në rastin e një trupi që lëviz në ajër të qetë, nuk ka shpejtësi reale të avionit, prandaj, nuk mund të pritet rënie e presionit të ajrit.

Për më tepër, eksperimentet e Magnus regjistruan forcën që vepron në cilindër rreptësisht pingul me avionin që po afrohej. Në realitet, rrotullimi i një cilindri ose topi rrit gjithashtu forcën e tërheqjes, e cila ka një ndikim të rëndësishëm në rrugën e fluturimit të predhës.

Me fjalë të tjera, forca e Magnus nuk vepron rreptësisht pingul me shtegun e fluturimit, por në një kënd të caktuar, të cilin Magnus nuk e eksploroi.

Në kohën e Magnus, nuk kishte ende asnjë ide midis fizikantëve për identitetin e fenomeneve fizike të qenësishme në fluturimin real të një trupi të ngurtë dhe fenomenet që lindin kur era godet një trup të palëvizshëm. Prandaj, pionierët e aerodinamikës kryen eksperimentet e tyre të para duke hedhur modele nga lartësi të mëdha, duke simuluar kështu efektin e fluturimit të vërtetë. Për shembull, Eiffel përdori në mënyrë aktive kullën e tij në eksperimente aerodinamike.

Dhe vetëm shumë vite më vonë, papritur u bë e qartë se forcat aerodinamike që lindin gjatë bashkëveprimit të një trupi të ngurtë me një rrjedhë lëngu ose gazi janë pothuajse identike, si kur rrjedha bie në një trup të palëvizshëm dhe kur trupi lëviz në një mjedis të palëvizshëm. . Dhe, megjithëse ky identitet vuri në mënyrë të pavullnetshme në pikëpyetje teoremën e Bernoulli-t, e cila është e vlefshme për një rrjedhje avion me presion real me shpejtësi të lartë, asnjë nga aerodinamistët nuk filloi të gërmonte më thellë, pasi formula e Bernoulli-t bëri të mundur parashikimin në mënyrë të barabartë të suksesshme të rezultateve të rrjedhës përreth. një trup, pavarësisht se çfarë është në të vërtetë në lëvizje - rrjedha apo e ngurtë.

Ludwig Prandtl, në laboratorin e tij në Göttingen në fillim të shekullit të 20-të, ishte shkencëtari i parë që kreu një studim serioz laboratorik të forcës Magnus, me matje të forcave dhe shpejtësive.

Në serinë e parë të eksperimenteve, shpejtësia e rrotullimit të cilindrit ishte e ulët, kështu që këto eksperimente nuk sollën asgjë të re; ato vetëm konfirmuan përfundimet cilësore të Magnus. Gjëja më interesante filloi në eksperimentet me fryrjen e një cilindri me rrotullim të shpejtë, kur shpejtësia periferike e sipërfaqes së cilindrit ishte disa herë më e lartë se shpejtësia e rrjedhës së ajrit që po afrohej.

Pikërisht këtu u zbulua për herë të parë një vlerë anormale e lartë e forcës devijuese që vepron në cilindrin rrotullues.

Me një tepricë të pesëfishtë të shpejtësisë së rrotullimit rrethor mbi shpejtësinë e rrjedhës, forca aerodinamike në cilindrin rrotullues, e llogaritur për metër katror të seksionit të cilindrit, doli të jetë dhjetë herë më e madhe se forca aerodinamike që vepron në një krah me profil i mirë aerodinamik.

Me fjalë të tjera, forca e shtytjes në një rotor rrotullues doli të ishte një rend i madhësisë më i lartë se forca ngritëse e një krahu avioni!

Prandtl u përpoq të shpjegonte forcën tepër të madhe aerodinamike që ndodh kur rrjedh rreth një cilindri rrotullues në bazë të teoremës së Bernoulli, sipas së cilës presioni në një rrjedhë lëngu ose gazi bie ndjeshëm ndërsa shpejtësia e rrjedhës rritet. Sidoqoftë, ky shpjegim nuk është shumë bindës, pasi eksperimentet e shumta aerodinamike kanë vërtetuar qartë se rënia e presionit në një sipërfaqe të efektshme varet nga shpejtësia relative e rrjedhës dhe jo nga shpejtësia e rrjedhës.

Kur cilindri rrotullohet kundër-rotullues në lidhje me rrjedhën, shpejtësia relative e rrjedhës rritet, prandaj, vakuumi duhet të jetë maksimal. Kur rrotullohet në lidhje me rrjedhën, shpejtësia relative e rrjedhës zvogëlohet, prandaj, vakuumi duhet të jetë minimal.

Në realitet, gjithçka ndodh pikërisht e kundërta: në zonën e bashkërrotullimit, vakuumi është maksimal, dhe në zonën e kundërrotullimit, vakuumi është minimal.

Pra, si gjenerohet shtytja kur fryhet në një cilindër rrotullues?

Kur Magnus ekzaminoi një cilindër rrotullues pa rrjedhje ajri anësor, ai vuri re se kishte një rënie presioni pranë sipërfaqes së cilindrit: flaka e një qiri të vendosur pranë cilindrit u shtyp në sipërfaqen e cilindrit.

Nën ndikimin e forcave inerciale, shtresa afër murit të ajrit tenton të shkëputet nga sipërfaqja rrotulluese, duke krijuar një vakum në zonën e ndarjes.

Kjo do të thotë, rrallimi nuk është pasojë e vetë shpejtësisë së avionit, siç thotë teorema e Bernoulli-t, por pasojë e trajektores kurvilineare të avionit.

Kur rotori fryhet nga ana, në zonën ku rrjedha e ardhshme përkon në drejtim të lëvizjes së shtresës së murit, ndodh një rrotullim shtesë i vorbullës së ajrit dhe, për rrjedhojë, një rritje në thellësinë e rrallimit.

Përkundrazi, në zonën e kundër-lëvizjes së rrjedhës anësore, në lidhje me shtresën e murit, vërehet një ngadalësim i rrotullimit të vorbullës dhe një rënie në thellësinë e rrallimit. Pabarazia e thellësisë së vakumit nëpër zonat e rotorit çon në shfaqjen e një force anësore që rezulton (forca Magnus). Sidoqoftë, vakum është i pranishëm në të gjithë sipërfaqen e rotorit.

Ndoshta pasoja më e rëndësishme e eksperimenteve të Prandtl është mundësia e përdorimit të një force anormalisht të madhe në një rotor rrotullues për të lëvizur anijen. Vërtet, kjo ide nuk i ka shkuar në mendje vetë Prandtl-it, por bashkatdhetarit të tij, inxhinierit Anton Flettner, për të cilin do të flasim veçmas në faqet në vijim.

Igor Yurievich Kulikov

Nina Nikolaevna Andreeva do t'ju ndihmojë të organizoni
patentë për shpikjen tuaj

Të gjithë kanë parë sesi në futboll apo tenis topi fluturon përgjatë një trajektoreje të jashtëzakonshme. Pse po ndodh kjo? Nuk më kujtohet në programin shkollor që të na kanë thënë për këtë dhe ne gjithmonë e kemi quajtur "të përdredhur". Por çfarë force e bën një top fluturues të përshkruajë zigzagët?

Tani do t'i zbulojmë të gjitha këto ...

Ky efekt u zbulua nga fizikani gjerman Heinrich Magnus në 1853. Thelbi i fenomenit është se kur topi rrotullohet, ai krijon një vorbull ajri rreth vetes. Në njërën anë të objektit, drejtimi i vorbullës përkon me drejtimin e rrjedhës rreth tij dhe shpejtësia e mediumit në këtë anë rritet. Në anën tjetër të objektit, drejtimi i vorbullës është i kundërt me drejtimin e rrjedhës dhe shpejtësia e mediumit zvogëlohet. Ky ndryshim në shpejtësi gjeneron një forcë anësore që ndryshon rrugën e fluturimit. Fenomeni përdoret shpesh në sporte, për shembull, gjuajtje speciale: rrotullim sipër, fletë e thatë në futboll ose sistemi Hop-Up në airsoft.

Efekti Magnus është ilustruar mirë në këtë video. Një top basketbolli i hedhur vertikalisht poshtë nga një lartësi e madhe dhe i dhënë rrotullimi ndryshon trajektoren e tij dhe fluturon horizontalisht për ca kohë.

Efekti Magnus u demonstrua në një digë në Australi. Në fillim, basketbolli thjesht u hodh prej saj, fluturoi pothuajse drejt poshtë dhe u ul në pikën e synuar. Pastaj topi u hodh nga diga për herë të dytë, duke e përdredhur pak (nga rruga, futbollistët shpesh hasin efektin Magnus kur shërbejnë topa "të përdredhur"). Në këtë rast, objekti u soll në mënyrë të pazakontë. Një video që demonstron fenomenin fizik u postua në YouTube, duke mbledhur më shumë se 9 milionë shikime dhe pothuajse 1.5 mijë komente në vetëm disa ditë.

Oriz. 1 1 — shtresa kufitare

Një cilindër që lëviz në mënyrë përkthimore (jo rrotulluese) me një shpejtësi relative V0 rrotullohet nga një rrjedhje laminare, e cila nuk është vorbull (Fig. 1b).

Nëse cilindri rrotullohet dhe njëkohësisht lëviz në përkthim, atëherë dy rrjedhat që e rrethojnë do të mbivendosen me njëra-tjetrën dhe do të krijojnë një rrjedhje rezultante rreth tij (Fig. 1c).

Kur cilindri rrotullohet, lëngu gjithashtu fillon të lëvizë. Lëvizja në shtresën kufitare është vorbull; është i përbërë nga lëvizje potenciale, mbi të cilën mbivendoset rrotullimi. Në pjesën e sipërme të cilindrit, drejtimi i rrjedhës përkon me drejtimin e rrotullimit të cilindrit, dhe në pjesën e poshtme është i kundërt me të. Grimcat në shtresën kufitare në pjesën e sipërme të cilindrit përshpejtohen nga rrjedha, e cila parandalon ndarjen e shtresës kufitare. Nga poshtë, rrjedha ngadalëson lëvizjen në shtresën kufitare, e cila promovon ndarjen e saj. Pjesët e shkëputura të shtresës kufitare merren nga rrjedha në formë vorbullash. Si rezultat, një qarkullim i shpejtësisë ndodh rreth cilindrit në të njëjtin drejtim në të cilin cilindri rrotullohet. Sipas ligjit të Bernulit, presioni i lëngut në pjesën e sipërme të cilindrit do të jetë më i vogël se në pjesën e poshtme. Kjo rezulton në një forcë vertikale të quajtur ngritje. Kur drejtimi i rrotullimit të cilindrit është i kundërt, forca ngritëse gjithashtu ndryshon drejtimin në të kundërt.

Në efektin Magnus, forca Fpod është pingul me shpejtësinë e rrjedhës V0. Për të gjetur drejtimin e kësaj force, duhet të rrotulloni vektorin në lidhje me shpejtësinë V0 me 90° në drejtim të kundërt me rrotullimin e cilindrit.

Efekti Magnus mund të vërehet në një eksperiment me një cilindër të lehtë që rrotullohet në një plan të pjerrët.

Diagrami i cilindrit rrotullues

Pas rrokullisjes poshtë një plani të pjerrët, qendra e masës së cilindrit nuk lëviz përgjatë një parabole, siç do të lëvizte një pikë materiale, por përgjatë një lakore që shkon nën rrafshin e pjerrët.

Nëse cilindrin rrotullues e zëvendësojmë me një vorbull (kolona rrotulluese e lëngut) me intensitet J=2Sw, atëherë forca Magnus do të jetë e njëjtë. Kështu, një forcë pingul me shpejtësinë relative të lëvizjes V0 dhe e drejtuar në drejtimin e përcaktuar nga rregulli i mësipërm i rrotullimit të vektorit vepron në vorbullën lëvizëse nga lëngu përreth.

Në efektin Magnus, këto janë të ndërlidhura: drejtimi dhe shpejtësia e rrjedhës, drejtimi dhe shpejtësia këndore, drejtimi dhe forca që rezulton. Prandaj, forca mund të matet dhe përdoret, ose mund të matet rrjedha dhe shpejtësia këndore.

Varësia e rezultatit nga ndikimi ka formën e mëposhtme (formula Zhukovsky-Kutt):

ku J është intensiteti i lëvizjes rreth cilindrit;

r është dendësia e lëngut;

V0 është shpejtësia relative e rrjedhës.

Kufizimet në manifestimin e efektit fizik: sigurimi i rrjedhjes laminare të lëngut (gazit) mbi një objekt me një forcë ngritëse të drejtuar lart.

Efekti u përshkrua për herë të parë nga fizikani gjerman Heinrich Magnus në 1853.

Ai studioi fizikë dhe kimi për 6 vjet - fillimisht në Universitetin e Berlinit, pastaj një vit tjetër (1828) në Stokholm, në laboratorin e Jons Berzelius, dhe më pas në Paris me Gay-Lussac dhe Tenard. Në 1831, Magnus u ftua si lektor në fizikë dhe teknologji në Universitetin e Berlinit, më pas ai ishte profesor i fizikës deri në 1869. Në vitin 1840, Magnus u zgjodh anëtar i Akademisë së Berlinit, dhe nga viti 1854 ai ishte anëtar korrespondues i Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut.

Magnus punoi pa u lodhur gjatë gjithë jetës së tij për një gamë të gjerë çështjesh në fizikë dhe kimi. Ndërsa ishte ende student (1825), ai botoi veprën e tij të parë mbi djegien spontane të pluhurave metalike dhe në 1828 zbuloi kripën e platinit (PtCl 2NH3) të quajtur pas tij. Në vitet 1827-33 u mor kryesisht me kimi, pastaj punoi në fushën e fizikës. Nga këto të fundit, më të njohurit janë studimet mbi përthithjen e gazeve nga gjaku (1837-45), mbi zgjerimin e gazeve nga ngrohja (1841-44), mbi elasticitetin e avullit të ujit dhe tretësirave ujore (1844-54), mbi termoelektricitetin (1851) dhe elektrolizën (1856), induksionin e rrymave (1858-61), përçueshmërinë termike të gazeve (1860), polarizimin e nxehtësisë rrezatuese (1866-68) dhe çështja e termokromaticitetit të gazeve (që nga viti 1861) .

Magnus nuk është më pak i famshëm si mësues; Shumica e fizikantëve të shquar modernë gjermanë erdhën nga laboratori i tij, dhe disa shkencëtarë rusë gjithashtu punuan në të.