§ 3.7 Nükleer spektrumlar ve Mössbauer etkisi Mekanik veya elektrodinamiğe mümkün olan maksimum güven ile, uygun bir modelin titreşimleri yoluyla yorumlanması seri yasalarına yol açan, fiziksel olarak açık matematiksel işlemleri belirtmek gerekir.

Güç ve Hız Mükemmel hız, savaşta çok önemli bir avantajdır. Daha hızlı olan gemi avantajlı bir konum ve savaş mesafesi seçer. Komutanı isterse mesafeyi her zaman artırabilir veya azaltabilir; eğer düşman çatışmadan kaçınırsa,

Bölüm 16 Kahverengi Etkisi Günümüzde Biefeld-Brown etkisi sıklıkla yanlışlıkla iyonik rüzgarın reaktif etkisi olarak adlandırılmaktadır. Hava iyonizasyonu nedeniyle uçan cihazları dikkate almayacağız. Burada önerilen şemalarda iyonizasyon meydana gelebilir, ancak

Bölüm 27 Kronal itici güç Veinik'in, bir nesnenin (vücudun) maddesinin herhangi bir "yoğunluğunun" belirli bir maddi nesne için kronal bir alan oluşturmak ve zamanın hızını değiştirmek için kullanılabileceği fikrini geliştirerek, basit bir örnek ele alalım.

Bölüm 31 Form etkisi Eterik teorinin gelişim tarihine dönersek, "form etkisi" teriminin geçen yüzyılın 30'lu yıllarında Fransız araştırmacılar Leon Shomri ve Andre de Belizal tarafından ortaya atıldığına dikkat edilmelidir. En iyi bilinen şekil efekti piramitler içindir, özü

Bölüm 4 Merkezkaç Kuvveti Rus Patent Ofisinin "iç kuvvetlerle itiş"i tanımlayan patent başvurularını kabul etmediği bilinmektedir. Bu doğru ama unutmamalıyız ki tüm cisimler eterle sürekli etkileşim ve enerji alışverişi içindedir.

MİLYARLARIN BİR SEMOVARI DÖNÜŞTÜRME GÜCÜ Öncelikle semaveri takalım, semaver kömürle doluydu ama semaver kaynıyordu ve dibinde sadece kül kalmıştı. Kömürler nerede? Mesela nerede? Yanmış. Oksijenle bağlantılı. Uçucu gaza dönüşerek bacaya doğru uçtular. Bunu herkes biliyor. Peki buna kim inanmaz?

MİLYARLARIN GÜCÜ Sıradan bir kasırga tüm köyleri yok ederse, o zaman bir patlama - demir fırtınası - ne yapabilir? Patlama belki de tüm şehirdeki evleri çay masasındaki kırıntılar gibi havaya uçuracak. Gerçekte bu, Olmaz Tabii ki, bir patlama sonucu bir ev havaya uçuyor. Ama komşu evlere

Akış yönü. Bu, Bernoulli etkisi gibi fiziksel olayların ve aerodinamik nesnenin etrafındaki ortamda bir sınır tabakasının oluşumunun birleşik etkisinin sonucudur.

Dönen bir nesne, etrafındaki ortamda bir girdap hareketi yaratır. Nesnenin bir tarafında girdabın yönü etrafındaki akışın yönü ile çakışır ve buna bağlı olarak bu taraftaki ortamın hareket hızı artar. Cismin diğer tarafında girdabın yönü akış yönünün tersidir ve ortamın hızı azalır. Hızdaki bu farklılık nedeniyle, dönen gövdenin dönme yönü ve akış yönünün zıt olduğu tarafından bu yönlerin çakıştığı tarafa doğru enine bir kuvvet oluşturan bir basınç farkı ortaya çıkar. Bu fenomen sıklıkla sporda kullanılır; örneğin özel atışlara bakın: topspin, futbolda kuru kağıt veya airsoft'ta Hop-Up sistemi.

Etki ilk kez 1853'te Alman fizikçi Heinrich Magnus tarafından tanımlandı.

Kuvvet hesaplama formülü

İdeal sıvı

Akışkanın iç sürtünmesi (viskozitesi) olmasa bile kaldırma etkisi hesaplanabilir.

Topun üzerine akan ideal bir sıvı akışı içinde olmasına izin verin. Sonsuzdaki akış hızı (yakınlarda elbette çarpıktır) $\backslash vec(u)\_\backslash infty$. Topun dönüşünü simüle etmek için hız dolaşımını tanıtıyoruz $\backslash Gama$ Onun çevresinde. Bernoulli kanununa dayanarak bu durumda topa etki eden toplam kuvvetin şuna eşit olduğunu bulabiliriz:

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

Şu açıktır:

1. toplam kuvvet akışa diktir, yani ideal bir akışkanın top üzerindeki akışının direnç kuvveti sıfırdır (D'Alembert paradoksu)
2. kuvvet, dolaşım yönleri ile akış hızı arasındaki ilişkiye bağlı olarak kaldırma veya indirme kuvvetine indirgenir.

Viskoz sıvı

Aşağıdaki denklem, bir topun gerçek bir sıvı içinde dönmesiyle oluşturulan kaldırma kuvvetini hesaplamak için gerekli miktarları açıklamaktadır.

$(F)=(1\backslash bölge\; 2)\; (\; \backslash rho)\; (V^2AC\_l)$ $F$- kaldırma kuvveti $\backslash rho$- sıvı yoğunluğu. $V$- topun ortama göre hızı $A$- topun enine alanı $(C\_l)$- kaldırma katsayısı ( İngilizce)

Kaldırma katsayısı, Reynolds sayısı ve dönme katsayısı ((açısal hız*çap)/(2*doğrusal hız)) kullanılarak deneysel verilerin grafiklerinden belirlenebilir. 0,5 ila 4,5 arasındaki dönme katsayıları için kaldırma katsayısı 0,2 ila 0,6 arasında değişir.

Başvuru

Rüzgar jeneratörleri

"Hava rotoru" rüzgar jeneratörü, helyumla 120 ila 300 metre yüksekliğe kaldırılan bağlı bir cihazdır)

Gemilerdeki turboyelkenler

1980'lerden bu yana Cousteau Halcion, Magnus etkisini kullanan karmaşık bir turbo yelkenle çalışıyor.

2010 yılından bu yana, daha basit rotor yelkenlerine sahip kargo gemisi E-Ship 1 faaliyet göstermektedir. Anton Flettner

"Magnus Etkisi" makalesi hakkında yorum yazın

Notlar

Edebiyat

• L. Prandtl"Magnus Etkisi ve Rüzgar Gemisi." ("Fizik Bilimlerindeki Gelişmeler" dergisi, sayı 1-2. 1925)
• L. Prandtl. Sıvının çok az sürtünmeyle hareket etmesi. - 1905.

Bağlantılar

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

Magnus Etkisini anlatan alıntı

Prens Nikolai Andreich Bolkonsky'nin mülkü olan Kel Dağlar, arkasında Smolensk'ten altmış verst ve Moskova yolundan üç verst uzakta bulunuyordu.
Aynı akşam, prens Alpatich'e emir verirken, Prenses Marya ile görüşme talebinde bulunan Desalles, ona prensin tamamen sağlıklı olmadığını ve güvenliği için herhangi bir önlem almadığını bildirdi ve Prens Andrei'nin mektubuna göre bu Kel Dağlarda kaldığını açıkça belirtti. Eğer ortam güvensizse, Smolensk'teki eyalet başkanına Alpatych ile birlikte bir mektup yazmasını ve işlerin durumu ve tehlikenin boyutu hakkında kendisini bilgilendirmesini rica eder. Kel Dağlar ortaya çıkıyor. Desalle, Prenses Marya için valiye imzaladığı bir mektup yazdı ve bu mektup, valiye teslim edilmesi ve tehlike durumunda en kısa sürede geri dönmesi emriyle Alpatych'e verildi.
Tüm emirleri alan Alpatych, ailesiyle birlikte beyaz tüylü bir şapka (prenslerin hediyesi), tıpkı prens gibi bir sopayla, üç iyi beslenmiş Savras'la dolu deri bir çadırda oturmak için dışarı çıktı.
Zil bağlandı ve çanlar kağıt parçalarıyla kapatıldı. Prens kimsenin Kel Dağlar'a zille binmesine izin vermedi. Ancak Alpatych uzun bir yolculukta çanları ve çanları severdi. Alpatych'in saray mensupları, bir zemstvo, bir katip, bir aşçı - siyah, beyaz, iki yaşlı kadın, bir Kazak oğlan, arabacılar ve çeşitli hizmetçiler onu uğurladılar.

Avustralya'da amatör fizikçiler Magnus etkisini eylem halinde gösterdiler. Deneyin YouTube'da yayınlanan videosu 9 milyondan fazla izlendi.

Magnus etkisi, dönen bir cisim etrafında bir sıvı veya gaz akışı aktığında ortaya çıkan fiziksel bir olgudur. Uçan yuvarlak bir cisim döndüğünde, yakındaki hava katmanları onun etrafında dolaşmaya başlar. Sonuç olarak uçuş sırasında vücut hareket yönünü değiştirir.

Amatör fizikçiler deneyi gerçekleştirmek için 126,5 metre yüksekliğinde bir baraj ve sıradan bir basketbol topunu seçtiler. İlk başta top basitçe aşağıya atıldı, baraja paralel olarak uçtu ve işaretli noktaya indi. İkinci seferde top kendi ekseni etrafında biraz dönerek bırakıldı. Uçan top alışılmadık bir yörünge boyunca uçtu ve Magnus etkisini açıkça gösterdi.

Magnus etkisi futbol gibi bazı sporlarda topun neden garip bir yöne gittiğini açıklıyor. “Anormal” top uçuşunun en çarpıcı örneği, 3 Haziran 1997'de Brezilya-Fransa milli takımları arasında oynanan maçta futbolcu Roberto Carlos'un kullandığı serbest vuruşta görüldü.

Turbo yelkenli bir gemi!

Ünlü belgesel dizisi “Cousteau Ekibinin Sualtı Odyssey'i”, 1960'larda ve 1970'lerde büyük Fransız oşinograf tarafından çekildi. Cousteau'nun ana gemisi daha sonra İngiliz mayın tarama gemisi Calypso'dan dönüştürüldü. Ancak sonraki filmlerden birinde - "Dünyanın Yeniden Keşfi" - başka bir gemi ortaya çıktı, "Halcyone" yat.

Ona bakan birçok TV izleyicisi kendilerine şu soruyu sordu: Yatta ne tür garip borular var?.. Belki bunlar kazanlardan veya tahrik sistemlerinden gelen borulardır? Bunların YELKEN olduğunu öğrenirseniz ne kadar şaşıracağınızı hayal edin... turboyelkenler...

Cousteau Vakfı, 1985 yılında Alcyone yatını satın aldı ve bu gemi bir araştırma gemisi olarak değil, orijinal gemi tahrik sistemi olan turbo yelkenlerin etkinliğini incelemek için bir temel olarak kabul edildi. Ve 11 yıl sonra efsanevi Calypso battığında, Alkyone keşif gezisinin ana gemisi olarak yerini aldı (bu arada, bugün Calypso yükseltildi ve yarı yağmalanmış bir durumda Concarneau limanında duruyor).

Aslında turbo yelkeni Cousteau tarafından icat edildi. Tıpkı denizin derinliklerini ve Dünya Okyanusunun yüzeyini keşfetmek için tüplü dalış ekipmanı, su altı tabağı ve diğer birçok cihaz gibi. Fikir 1980'lerin başında doğdu ve su kuşları için en çevre dostu ama aynı zamanda kullanışlı ve modern tahrik cihazını yaratmaktı. Rüzgar enerjisinin kullanımı en umut verici araştırma alanı gibi görünüyordu. Ancak sorun şu: İnsanoğlu yelkeni birkaç bin yıl önce icat etti ve bundan daha basit ve daha mantıklı ne olabilir?

Elbette Cousteau ve arkadaşları, yalnızca yelkenle hareket eden bir gemi inşa etmenin imkansız olduğunu anlamıştı. Belki daha doğrusu, ancak sürüş performansı çok vasat olacak ve hava ve rüzgar yönü değişkenliklerine bağlı olacaktır. Bu nedenle başlangıçta yeni “yelkenin” yalnızca geleneksel dizel motorlara yardım etmek için kullanılan bir yardımcı güç olması planlanmıştı. Aynı zamanda turbo yelken, dizel yakıt tüketimini önemli ölçüde azaltacak ve kuvvetli rüzgarlarda geminin tek tahrik cihazı haline gelebilecektir. Ve araştırma ekibi geçmişe, gemi yapımına ciddi katkılarda bulunan ünlü uçak tasarımcısı Alman mühendis Anton Flettner'in icadına baktı.

Turbo yelken, özel bir pompayla donatılmış içi boş bir silindirdir. Pompa, yelkenin bir tarafında vakum oluşturarak yelkenin içine hava pompalar, dışarıdaki hava, turboyelkenin etrafında farklı hızlarda akmaya başlar ve gemi, hava basıncına dik yönde hareket etmeye başlar. Bu, bir uçağın kanadına etki eden kaldırma kuvvetini çok andırır; kanadın altından gelen basınç daha fazladır ve uçak yukarı doğru itilir. Turboyelken, yeterli pompa gücü olduğu sürece geminin her türlü rüzgara karşı hareket etmesini sağlar. Geleneksel deniz motoru için yardımcı sistem olarak kullanılır. Cousteau'nun "Halcyon" ekibinin gemisine kurulan iki turbo yelken, yakıttan %50'ye varan oranda tasarruf edilmesini sağladı.

Flettner rotoru ve Magnus etkisi

16 Eylül 1922'de Anton Flettner, döner gemi olarak adlandırılan gemi için bir Alman patenti aldı. Ve Ekim 1924'te deneysel döner gemi Buckau, Kiel'deki Friedrich Krupp gemi inşa şirketinin kızaklarından ayrıldı. Doğru, gulet sıfırdan inşa edilmedi: Flettner rotorlarının kurulumundan önce sıradan bir yelkenli gemiydi.

Flettner'ın fikri, özü şu şekilde olan Magnus etkisini kullanmaktı: Bir hava (veya sıvı) akışı dönen bir gövdenin etrafında aktığında, akış yönüne dik bir kuvvet üretilir ve gövdeye etki eder. . Gerçek şu ki, dönen bir nesne kendi etrafında bir girdap hareketi yaratır. Nesnenin girdap yönünün sıvı veya gaz akış yönü ile çakıştığı tarafta ortamın hızı artar, karşı tarafta ise azalır. Basınç farkı, dönme yönü ile akış yönünün zıt olduğu taraftan, çakıştığı tarafa doğru yönlendirilen enine bir kuvvet oluşturur.

Louis Prandtl, Alman mühendisin gelişimi hakkındaki makalesinde, "Flettner'ın rüzgar gemisi, alışılmadık derecede gayretli gazete propagandası sayesinde herkesin dilinde" diye yazdı.

Bu etki 1852'de Berlinli fizikçi Heinrich Magnus tarafından keşfedildi.

Magnus etkisi

Alman havacılık mühendisi ve mucit Anton Flettner (1885–1961), denizcilik tarihine yelkenleri değiştirmeye çalışan adam olarak geçti. Atlantik ve Hint okyanuslarını yelkenliyle uzun süre seyahat etme fırsatı buldu. O dönemin yelkenli gemilerinin direklerine çok sayıda yelken takılıydı. Yelken ekipmanı pahalıydı, karmaşıktı ve aerodinamik açıdan pek verimli değildi. Fırtına sırasında bile 40-50 metre yükseklikte yelkenlerle uğraşmak zorunda kalan denizcileri sürekli tehlikeler bekliyordu.

Yolculuk sırasında genç mühendisin aklına, çok çaba gerektiren yelkenleri, ana itici gücü rüzgar olan, daha basit ama etkili bir cihazla değiştirme fikri geldi. Bunu düşünürken vatandaşı fizikçi Heinrich Gustav Magnus'un (1802-1870) yaptığı aerodinamik deneyleri hatırladı. Silindir hava akışında döndüğünde, silindirin dönüş yönüne bağlı olarak yönde bir enine kuvvetin ortaya çıktığını (Magnus etkisi) bulmuşlardır.

Klasik deneylerinden biri şu şekildeydi: “Pirinç bir silindir iki nokta arasında dönebilir; Silindire, üstte olduğu gibi bir kordonla hızlı dönüş sağlandı.

Dönen silindir, kolaylıkla dönebilen bir çerçeveye yerleştirildi. Bu sistem, küçük bir santrifüj pompa kullanılarak güçlü bir hava akışına maruz bırakıldı. Silindir, hava akışına ve silindir eksenine dik bir yönde, üstelik dönüş ve akış yönlerinin aynı olduğu yönde saptı” (L. Prandtl “Magnus Etkisi ve Rüzgar Gemisi”, 1925) ).

A. Flettner hemen yelkenlerin gemiye takılan döner silindirlerle değiştirilebileceğini düşündü.

Silindir yüzeyinin hava akışına karşı hareket ettiği yerde rüzgar hızının azaldığı ve basıncın arttığı ortaya çıktı. Silindirin diğer tarafında ise bunun tersi doğrudur; hava akış hızı artar ve basınç düşer. Silindirin farklı taraflarındaki basınç farkı, gemiyi hareket ettiren itici güçtür. Bu, gemiyi hareket ettirmek için rüzgarın kuvvetini kullanan döner ekipmanın temel çalışma prensibidir. Her şey çok basit, ancak Magnus etkisi yarım yüzyıldan fazla bir süredir bilinmesine rağmen yalnızca A. Flettner "geçmedi".

Planını 1923'te Berlin yakınlarındaki bir gölde uygulamaya başladı. Aslında Flettner oldukça basit bir şey yaptı. Bir metre uzunluğundaki bir test teknesine yaklaşık bir metre yüksekliğinde ve 15 cm çapında bir kağıt silindir-rotor yerleştirdi ve onu döndürecek bir saat mekanizmasını uyarladı. Ve tekne yola çıktı.

Yelkenli gemilerin kaptanları, A. Flettner'ın yelkenleri değiştirmek istediği silindirleriyle alay etti. Mucit, icadıyla sanatın zengin patronlarının ilgisini çekmeyi başardı. 1924 yılında, 54 metrelik Buckau guletine üç direk yerine iki döner silindir monte edildi. Bu silindirler 45 hp'lik bir dizel jeneratör tarafından döndürülüyordu.

Bukau'nun rotorları elektrik motorlarıyla çalıştırılıyordu. Aslında tasarım açısından Magnus'un klasik deneylerinden hiçbir farkı yoktu. Rotorun rüzgara doğru döndüğü tarafta yüksek basınç alanı, karşı tarafta ise düşük basınç alanı oluşturuldu. Ortaya çıkan kuvvet gemiyi hareket ettirdi. Üstelik bu kuvvet, sabit bir rotor üzerindeki rüzgar basıncı kuvvetinden yaklaşık 50 kat daha büyüktü!

Bu, Flettner için muazzam umutların kapısını açtı. Diğer şeylerin yanı sıra, rotorun alanı ve kütlesi, eşit itici güç sağlayacak olan yelken teçhizatının alanından birkaç kat daha küçüktü. Rotorun kontrolü çok daha kolaydı ve üretimi oldukça ucuzdu. Flettner yukarıdan rotorları plaka benzeri düzlemlerle kapladı - bu, hava akışlarının rotora göre doğru yönlendirilmesi nedeniyle tahrik kuvvetini yaklaşık iki katına çıkardı. Bukau için optimum rotor yüksekliği ve çapı, gelecekteki geminin bir modelinin bir rüzgar tünelinde üflenmesiyle hesaplandı.

Cousteau'nun turbo yelkeni - Alkyone, 2011 yılı itibarıyla dünyada Cousteau turbo yelkenli tek gemidir. Büyük oşinografın 1997'deki ölümü, ikinci benzer gemi olan Calypso II'nin inşasına son verdi ve diğer gemi yapımcıları bu olağandışı tasarım konusunda ihtiyatlı davrandılar...

Flettner rotoru mükemmel performans gösterdi. Geleneksel bir yelkenli gemiden farklı olarak, döner bir gemi pratik olarak kötü hava koşullarından ve güçlü yan rüzgarlardan korkmuyordu; karşı rüzgara 25°'lik bir açıyla alternatif yönlerde kolayca seyredebiliyordu (geleneksel bir yelken için sınır yaklaşık 45°'dir). İki silindirik rotor (yükseklik 13,1 m, çap 1,5 m) geminin mükemmel şekilde dengelenmesini mümkün kıldı - Bukau'nun yeniden yapılanmadan önce olduğu yelkenli tekneden daha stabil olduğu ortaya çıktı.

Testler sakin koşullarda, fırtınalarda ve kasıtlı aşırı yük altında gerçekleştirildi ve ciddi bir eksiklik tespit edilmedi. Geminin hareketi için en avantajlı yön, rüzgarın gemi eksenine tam dik olan yönüydü ve hareket yönü (ileri veya geri), rotorların dönüş yönüne göre belirleniyordu.

Şubat 1925'in ortalarında, yelken yerine Flettner rotorlarıyla donatılmış gulet Buckau, İskoçya'ya gitmek üzere Danzig'den (şimdiki Gdansk) ayrıldı. Hava kötüydü ve yelkenli gemilerin çoğu limanlardan ayrılmaya cesaret edemiyordu. Kuzey Denizi'nde Buckau, güçlü rüzgarlar ve büyük dalgalarla ciddi bir savaşa girdi, ancak gulet, karşılaşılan diğer yelkenli gemilere göre daha az yan yattı.

Bu yolculuk sırasında, rüzgarın şiddetine veya yönüne bağlı olarak mürettebatı güverteye çağırıp yelken değiştirmelerine gerek yoktu. İhtiyaç duyulan tek şey, kaptan köşkünü terk etmeden rotorların faaliyetlerini kontrol edebilecek bir saat navigatörüydü. Daha önce üç direkli bir guletin mürettebatı en az 20 denizciden oluşuyordu, döner gemiye dönüştürüldükten sonra 10 kişi yeterliydi.

Aynı yıl, tersane ikinci döner gemisini - 17 metrelik üç rotorla sürülen güçlü kargo gemisi Barbara'yı - inşa etti. Aynı zamanda her rotor için yalnızca 35 hp gücünde bir küçük motor yeterliydi. (her rotorun maksimum dönüş hızı 160 rpm'dir)! Rotorların itme kuvveti, yaklaşık 1000 hp güce sahip geleneksel bir gemi dizel motoruyla birleştirilmiş vidalı bir pervanenin itme kuvvetine eşdeğerdi. Bununla birlikte, gemide dizel de mevcuttu: rotorlara ek olarak pervaneyi de çalıştırıyordu (sakin havalarda tek tahrik cihazı olarak kaldı).

Umut verici deneyimler, Hamburg'daki nakliye şirketi Rob.M.Sloman'ı 1926'da Barbara'yı inşa etmeye sevk etti. Turbo yelkenler - Flettner rotorları ile donatılması önceden planlanmıştı. Yaklaşık 17 m yüksekliğinde üç rotor, 90 m uzunluğunda ve 13 m genişliğinde bir gemiye monte edildi.

"Barbara", planlandığı gibi bir süre meyveleri İtalya'dan Hamburg'a başarıyla taşıdı. Yolculuğun yaklaşık% 30-40'ı rüzgarla sağlandı. 4-6 puanlık rüzgarla “Barbara” 13 knot hıza ulaştı.

Plan, döner gemiyi Atlantik Okyanusu'nda daha uzun yolculuklarda test etmekti.

Ancak 1920'lerin sonlarında Büyük Buhran yaşandı. 1929'da charter şirketi Barbara'yı kiralamaya devam etmeyi reddetti ve Barbara satıldı. Yeni sahibi rotorları söküp gemiyi geleneksel tasarıma göre yeniden yerleştirdi. Yine de rotor, rüzgara bağımlı olması ve güç ve hız üzerindeki belirli sınırlamalar nedeniyle geleneksel dizel enerji santraliyle birlikte kullanılan vidalı pervanelerden daha düşüktü. Flettner daha ileri araştırmalara yöneldi ve Baden-Baden sonunda 1931'de Karayipler'deki bir fırtına sırasında battı. Ve uzun süre rotor yelkenlerini unuttular...

Döner gemilerin başlangıcı oldukça başarılı görünüyordu, ancak geliştirilmediler ve uzun süre unutuldular. Neden? İlk olarak, döner gemilerin "babası" A. Flettner, helikopter yaratmaya başladı ve deniz taşımacılığıyla ilgilenmeyi bıraktı. İkincisi, döner gemiler, tüm avantajlarına rağmen, esas olarak rüzgara bağımlılık olan kendi doğasında olan dezavantajlarıyla yelkenli gemiler olarak kalmıştır.

Flettner rotorları, bilim adamlarının iklim ısınmasını azaltmak, kirliliği azaltmak ve daha rasyonel yakıt tüketimini azaltmak için çeşitli önlemler önermeye başladığı yirminci yüzyılın 80'li yıllarında yeniden ilgilenmeye başladı. Onları ilk hatırlayanlardan biri derinliklerin kaşifi Fransız Jacques-Yves Cousteau'ydu (1910–1997). Turbo yelken sisteminin çalışmasını test etmek ve giderek pahalılaşan yakıt tüketimini azaltmak için, iki direkli katamaran "Alcyone" (Alcyone, rüzgar tanrısı Aeolus'un kızıdır) döner bir gemiye dönüştürüldü. 1985 yılında yelken açarak Kanada ve Amerika'yı ziyaret etti, Horn Burnu'nu turladı, Avustralya, Endonezya, Madagaskar ve Güney Afrika çevresini dolaştı. Hazar Denizi'ne nakledildi ve orada çeşitli araştırmalar yaparak üç ay boyunca yelken açtı. Alcyone hala iki farklı tahrik sistemi kullanıyor; iki dizel motor ve iki turbo yelken.

Turboyelken Kusto

Yelkenli tekneler de 20. yüzyıl boyunca inşa edildi. Bu tip modern gemilerde yelkenler elektrik motorları kullanılarak sarılır ve yeni malzemeler tasarımı önemli ölçüde daha hafif hale getirir. Ancak yelkenli bir yelkenli teknedir ve rüzgar enerjisini tamamen yeni bir şekilde kullanma fikri Flettner'ın zamanından beri havadaydı. Ve yorulmak bilmez maceracı ve kaşif Jacques-Yves Cousteau tarafından ele geçirildi.

23 Aralık 1986'da, makalenin başında bahsedilen Halcyone piyasaya sürüldükten sonra, Cousteau ve meslektaşları Lucien Malavard ve Bertrand Charrier, "hareket eden bir sıvı veya gazın kullanımı yoluyla kuvvet oluşturan bir cihaz" için US4630997 numaralı ortak patenti aldılar. .” Genel açıklaması şu şekildedir: “Cihaz belirli bir yönde hareket eden bir ortama yerleştirilir; bu durumda birinciye dik yönde etki eden bir kuvvet ortaya çıkar. Cihaz, itici gücün yelken alanıyla orantılı olduğu devasa yelkenlerin kullanımını ortadan kaldırıyor." Cousteau turbo yelkeni ile Flettner rotor yelkeni arasındaki fark nedir?

Enine kesitte turboyelken, keskin ucu yuvarlatılmış uzun bir damlaya benzer. "Düşmenin" yanlarında, birinden (ileri veya geri hareket etme ihtiyacına bağlı olarak) havanın emildiği hava giriş ızgaraları vardır. Rüzgarın hava girişine maksimum etkili şekilde emilmesini sağlamak için, turbo yelken üzerine bir elektrik motoruyla çalıştırılan küçük bir fan takılmıştır.

Yelkenin rüzgâraltı tarafındaki hava hareketinin hızını yapay olarak arttırır ve turboyelken düzleminden ayrıldığı anda hava akımını emer. Bu, turboyelkenin bir tarafında bir vakum yaratırken aynı zamanda türbülanslı girdapların oluşumunu da önler. Ve sonra Magnus etkisi devreye giriyor: sonuç olarak bir tarafta seyrekleşme - geminin hareket etmesine neden olabilecek yanal bir kuvvet. Aslında turboyelken dikey olarak yerleştirilmiş bir uçak kanadıdır, en azından itici güç oluşturma prensibi, uçak kaldırma prensibine benzer. Turboyelkenin rüzgara karşı daima en avantajlı tarafa bakmasını sağlamak için özel sensörler ile donatılmış ve bir döner tabla üzerine monte edilmiştir. Bu arada, Cousteau'nun patenti, havanın turbo yelkenin içinden yalnızca bir fan tarafından değil, aynı zamanda örneğin bir hava pompası tarafından da emilebileceğini ima ediyor - böylece Cousteau, sonraki "mucitler" için kapıyı kapattı.

Aslında Cousteau, turbo yelken prototipini ilk kez 1981 yılında “Yel Değirmeni” (Moulin à Vent) katamaranında test etti. Katamaranın en büyük başarılı yolculuğu, daha büyük bir keşif gemisinin gözetiminde Tanca'dan (Fas) New York'a kadardı.

Ve Nisan 1985'te, turbo yelkenlerle donatılmış ilk tam teşekküllü gemi olan Halcyone, La Rochelle limanında suya indirildi. Şimdi hala hareket halinde ve bugün Cousteau takım filosunun amiral gemisi (ve aslında tek büyük gemisi). Üzerindeki turbo yelkenler tek itici güç olarak hizmet etmiyor, ancak iki dizel motorun olağan bağlantısına yardımcı oluyorlar ve
birkaç vida (bu arada, yakıt tüketimini yaklaşık üçte bir oranında azaltmanıza olanak tanır). Büyük oşinograf hayatta olsaydı, muhtemelen birkaç benzer gemi daha inşa ederdi, ancak Cousteau gittikten sonra arkadaşlarının coşkusu gözle görülür şekilde azaldı.

1997'deki ölümünden kısa bir süre önce Cousteau, turbo yelkenli Calypso II gemisinin projesi üzerinde aktif olarak çalışıyordu, ancak bunu tamamlayacak zamanı yoktu. Son verilere göre 2011 kışında Alkyone Kaen limanındaydı ve yeni bir sefer bekliyordu.

Ve yine Flettner

Bugün Flettner'in fikrini yeniden canlandırmak ve rotor yelkenlerini yaygınlaştırmak için girişimlerde bulunuluyor. Örneğin, ünlü Hamburg şirketi Blohm + Voss, 1973'teki petrol krizinden sonra aktif bir döner tanker geliştirmeye başladı, ancak 1986'da ekonomik faktörler bu projeyi kapattı. Sonra bir dizi amatör tasarım vardı.

2007 yılında Flensburg Üniversitesi'ndeki öğrenciler, rotor yelkeni (Uni-cat Flensburg) ile hareket ettirilen bir katamaran inşa ettiler.

2010 yılında, tarihteki rotor yelkenli üçüncü gemi ortaya çıktı - dünyanın en büyük rüzgar jeneratörü üreticilerinden biri olan Enercon için inşa edilen ağır hizmet kamyonu E-Ship1. 6 Temmuz 2010'da gemi ilk kez suya indirildi ve Emden'den Bremerhaven'a kısa bir yolculuk yaptı. Ve daha Ağustos ayında, dokuz rüzgar jeneratörü yüküyle İrlanda'ya ilk çalışma yolculuğuna çıktı. Gemi, dört Flettner rotoru ve elbette sakin havalarda ve ek güç için geleneksel bir tahrik sistemiyle donatılmıştır. Yine de rotor yelkenleri yalnızca yardımcı tahrik görevi görüyor: 130 metrelik bir kamyon için güçleri uygun hızı geliştirmek için yeterli değil. Motorlar dokuz Mitsubishi güç ünitesi tarafından çalıştırılıyor ve rotorlar, egzoz gazı enerjisini kullanan bir Siemens buhar türbini tarafından çalıştırılıyor. Rotorlu yelkenler 16 knot hızda %30 ila %40 oranında yakıt tasarrufu sağlayabilir.

Ancak Cousteau'nun turbo yelkeni hala unutulmaya yüz tutmuş durumda: "Halcyone" bugün bu tür itiş gücüne sahip tek tam boyutlu gemidir. Alman gemi yapımcılarının deneyimi, Magnus etkisiyle desteklenen yelken temasını daha da geliştirmenin mantıklı olup olmadığını gösterecek. Önemli olan bunun için ekonomik bir gerekçe bulmak ve etkinliğini kanıtlamaktır. Ve sonra, görüyorsunuz, tüm dünya denizciliği, yetenekli bir Alman bilim adamının 150 yıldan fazla bir süre önce tanımladığı prensibe geçecek.

2010 yılında Kuzey Denizi'nde garip bir gemi olan “E-Ship 1” görülebiliyordu. Üst güvertesinde dört adet uzun, yuvarlak baca var ama onlardan asla duman çıkmıyor. Bunlar geleneksel yelkenlerin yerini alan Flettner rotorlarıdır.

Dünyanın en büyük rüzgar enerjisi santrali üreticisi Enercon, 2 Ağustos 2010'da Kiel'deki Lindenau tersanesinde, daha sonra E-Ship 1 adını alan 130 metre uzunluğunda, 22 metre genişliğindeki döner gemiyi denize indirdi. Daha sonra Kuzey ve Akdeniz'de başarıyla test edilen gemi, şu anda rüzgar jeneratörlerini üretildiği Almanya'dan diğer Avrupa ülkelerine taşıyor. 17 knot (32 km/saat) hıza ulaşıyor, aynı anda 9 bin tondan fazla kargo taşıyor, mürettebatı 15 kişi.

Yakıt tüketimini ve emisyonları azaltmaya yönelik teknolojiler yaratan Singapur merkezli gemi inşa şirketi Wind Again, tankerlere ve kargo gemilerine özel tasarlanmış Flettner rotorlarının (katlanabilir) takılmasını öneriyor. Yakıt tüketimini %30-40 oranında azaltacaklar ve 3-5 yıl içinde kendilerini amorti edecekler.

Finlandiyalı deniz mühendisliği şirketi Wartsila, yolcu feribotlarına turboyelken yerleştirmeyi planlıyor. Bunun nedeni Finlandiyalı feribot operatörü Viking Line'ın yakıt tüketimini ve çevre kirliliğini azaltma arzusudur.

Flettner rotorlarının gezi teknelerinde kullanımı Flensburg Üniversitesi (Almanya) tarafından araştırılmaktadır. Artan petrol fiyatları ve endişe verici derecede ısınan iklim, rüzgar türbinlerinin geri dönüşü için uygun koşullar yaratıyor gibi görünüyor.

John Marples, Cloudia tarafından tasarlanan yat, yeniden inşa edilmiş bir Searunner 34 trimaranıdır. Yat ilk testlerini Şubat 2008'de Fort Pierce, Florida, ABD'de gerçekleştirdi ve yaratımı Discovery TV kanalı tarafından finanse edildi. "Claudia" inanılmaz derecede manevra kabiliyetine sahip olduğunu gösterdi: birkaç saniye içinde durdu ve geri döndü ve rüzgara yaklaşık 15°'lik bir açıyla serbestçe hareket etti. Geleneksel Flettner rotoruyla karşılaştırıldığında performanstaki gözle görülür iyileşme, trimaranın ön ve arka rotorlarına takılan ek enine disklerden kaynaklanmaktadır.

Hidrolik ve aerodinamik etkilerle ilgili konuşmaya devam ederken, 1853'te bir güllenin uçuş yolunun rastgele dönüşünün neden olduğu eğriliği için fiziksel bir açıklama öneren ünlü Alman bilim adamı Heinrich Magnus'un adını taşıyan etkiye özellikle dikkat edilmelidir. Dönen bir topun uçuşu birçok yönden futbol veya tenisteki dönen topun uçuşuna benzer. Uçuş sırasında topun dönüşü, topu düz uçuş yolundan saptıran aerodinamik bir kuvvet yaratır. Sir Newton, tenisteki kesik vuruşlar hakkında yorum yaparken bu şaşırtıcı aerodinamik etkiden bahsetmişti.

Tipik olarak, bir güllenin ağırlık merkezi geometrik merkeziyle çakışmaz, bu da ateşlendiğinde merminin hafif bir bükülmesine neden olur. Güllenin ağırlık merkezinin atıştan önceki keyfi konumu, güllenin uçuş yolunda da aynı derecede keyfi bir sapmaya yol açtı. Bu dezavantajı bilen topçular, gülleleri cıvaya batırdılar ve ardından onları kaldırma kuvvetinin en yüksek olduğu noktada işaretlediler. İşaretli çekirdeklere ayar çekirdekleri adı verildi.

Kalibre edilmiş gülleleri ateşlerken, güllenin ağırlık merkezi aşağı doğru kaydırılarak topun içine yerleştirilmesi durumunda sonucun "yetersiz atış" olduğu keşfedildi. Çekirdek ağırlık merkezi yukarı bakacak şekilde yerleştirilirse, bir "uçuş" elde edildi. Buna göre, merminin ağırlık merkezi sağa doğru ise merminin uçuşu sırasında sağa doğru sapmalar, sola doğru ise sola doğru sapmalar gözlendi. Prusyalı topçuların kalibre edilmiş gülleleri ateşlemek için özel talimatları vardı.

Daha sonra ağırlık merkezinin kasıtlı olarak kaydırıldığı çekirdekler yapma fikri ortaya çıktı. Bu tür mermilere eksantrik adı verildi ve 1830'da Prusya ve Saksonya orduları tarafından kullanılmaya başlandı. Eksantrik çekirdeğin topun kama kısmına doğru şekilde yerleştirilmesiyle, namlunun konumu değiştirilmeden atış menzilinin bir buçuk kata kadar arttırılması mümkün oldu. Bilim adamlarının bu topçu yeniliğiyle hiçbir ilgisinin olmaması ilginçtir.

Ancak aydınlanmış 19. yüzyıl, anlaşılmaz her olgunun “bilimsel açıklamasını” talep ediyordu. Ve böylece Prusyalı topçular, bir güllenin eğrisel uçuş yolunun açıklaması için yeni ortaya çıkan aerodinamiğin tanınmış otoritelerinden biri olan Heinrich Magnus'a başvurdu.

Magnus, sorunun çekirdeğin yer değiştirmiş ağırlık merkezi olmadığını öne sürdü. Sebebini çekirdeğin dönüşünde gördü. Hipotezini test etmek için Magnus, küre değil silindirler ve konilerden oluşan dönen bir cisim üzerinde cebri hava akışıyla bir dizi laboratuvar deneyi gerçekleştirdi. Silindir üzerinde ortaya çıkan aerodinamik kuvvet, dönen çekirdeği saptıran kuvvetle aynı yönde etki etmektedir.

Böylece Magnus, düz uçuştan sapan bir güllenin şaşırtıcı etkisini laboratuvar koşullarında açıkça simüle eden ve doğrulayan ilk fizikçi oldu. Ne yazık ki Magnus, aerodinamik deneyleri sırasında herhangi bir niceliksel ölçüm yapmadı, yalnızca saptırıcı bir kuvvetin oluşumunu ve topçu tatbikatında meydana gelen yön ile çakışmasını kaydetti.

Aslına bakılırsa Magnus, bükülmüş bir çekirdeğin uçuşu olgusunu doğru bir şekilde simüle edemedi. Deneylerinde, dönen bir silindir, yandan gelen hava akımıyla zorla üflendi. Gerçek topçu tatbikatında top güllesi durgun havada uçar. Bernoulli teoremine göre jetteki hava basıncı, hızının karesiyle orantılı olarak azalır. Durgun havada hareket eden bir cisim durumunda jetin gerçek hızı yoktur, dolayısıyla hava basıncında bir düşüş beklenemez.

Buna ek olarak, Magnus'un deneyleri, yaklaşan jete kesinlikle dik olarak silindire etki eden kuvveti kaydetti. Gerçekte, bir silindirin veya topun dönüşü aynı zamanda merminin uçuş yolu üzerinde önemli bir etkiye sahip olan sürükleme kuvvetini de arttırır.

Başka bir deyişle, Magnus'un kuvveti uçuş yoluna tam olarak dik değil, Magnus'un keşfetmediği belirli bir açıda etki ediyor.

Magnus'un zamanında, fizikçiler arasında, katı bir cismin gerçek uçuşunda var olan fiziksel olayların ve rüzgarın sabit bir cisme çarpmasıyla ortaya çıkan olayların özdeşliği hakkında hâlâ bir fikir yoktu. Bu nedenle aerodinamiğin öncüleri ilk deneylerini modelleri çok yükseklerden düşürerek gerçek uçuş etkisini simüle ederek gerçekleştirdiler. Örneğin Eiffel kulesini aerodinamik deneylerde aktif olarak kullandı.

Ve yalnızca yıllar sonra, katı bir cismin bir sıvı veya gaz akışıyla etkileşimi sırasında ortaya çıkan aerodinamik kuvvetlerin, hem akış sabit bir cisme çarptığında hem de cisim sabit bir ortamda hareket ettiğinde neredeyse aynı olduğu beklenmedik bir şekilde ortaya çıktı. . Ve bu kimlik, Bernoulli'nin gerçek yüksek hızlı basınca sahip bir jet akışı için geçerli olan teoremini istemeden sorgulasa da, Bernoulli'nin formülü etrafındaki akışın sonuçlarını eşit derecede başarılı bir şekilde tahmin etmeyi mümkün kıldığından aerodinamikçilerin hiçbiri daha derine inmeye başlamadı. gerçekte neyin hareket ettiğine bakılmaksızın - akış veya katı.

Ludwig Prandtl, 20. yüzyılın başında Göttingen'deki laboratuvarında, kuvvet ve hız ölçümleriyle Magnus kuvveti üzerine ciddi bir laboratuvar çalışması yürüten ilk bilim adamıydı.

İlk deney serisinde silindirin dönüş hızı düşüktü, dolayısıyla bu deneyler yeni bir şey getirmedi; yalnızca Magnus'un niteliksel sonuçlarını doğruladılar. En ilginç şey, silindir yüzeyinin çevresel hızının gelen hava akışının hızından birkaç kat daha yüksek olduğu, hızla dönen bir silindirin üflenmesiyle ilgili deneylerde başladı.

Dönen silindire etki eden saptırma kuvvetinin anormal derecede yüksek değeri ilk kez burada keşfedildi.

Çevresel dönüş hızının akış hızına göre beş kat fazla olması durumunda, dönen silindir üzerindeki silindir kesitinin metrekaresi başına hesaplanan aerodinamik kuvvetin, bir kanat üzerine etki eden aerodinamik kuvvetten on kat daha büyük olduğu ortaya çıktı. iyi aerodinamik profil.

Başka bir deyişle, dönen bir rotorun üzerindeki itme kuvvetinin, bir uçak kanadının kaldırma kuvvetinden çok daha yüksek olduğu ortaya çıktı!

Prandtl, dönen bir silindirin etrafından akarken meydana gelen inanılmaz derecede büyük aerodinamik kuvveti Bernoulli teoremine dayanarak açıklamaya çalıştı; buna göre, bir sıvı veya gaz akışındaki basınç, akış hızı arttıkça keskin bir şekilde düşüyor. Bununla birlikte, bu açıklama çok ikna edici değildir, çünkü çok sayıda aerodinamik deney, aerodinamik bir yüzey üzerindeki basınç düşüşünün akış hızına değil, bağıl akış hızına bağlı olduğunu açıkça kanıtlamıştır.

Silindir akışa göre ters yönde döndüğünde, bağıl akış hızı artar, bu nedenle vakumun maksimum olması gerekir. Akışa göre dönerken akışın bağıl hızı azalır, bu nedenle vakum minimum düzeyde olmalıdır.

Gerçekte her şey tam tersi şekilde gerçekleşir: birlikte dönme bölgesinde vakum maksimumdur ve ters dönüş bölgesinde vakum minimumdur.

Peki dönen bir silindire üflendiğinde itme kuvveti nasıl oluşuyor?

Magnus, yandan hava akışı olmayan dönen bir silindiri incelediğinde, silindirin yüzeyine yakın bir basınç düşüşü olduğunu fark etti: Silindirin yanına yerleştirilen bir mumun alevi, silindirin yüzeyine doğru bastırılıyordu.

Atalet kuvvetlerinin etkisi altında, duvara yakın hava tabakası dönen yüzeyden kopma eğilimi göstererek ayırma bölgesinde bir vakum oluşturur.

Yani seyrekleşme, Bernoulli teoreminin belirttiği gibi jet hızının bir sonucu değil, jetin eğrisel yörüngesinin bir sonucudur.

Rotor yandan üflendiğinde, gelen akışın duvar katmanının hareketi yönünde çakıştığı bölgede, hava girdabının ilave dönüşü meydana gelir ve dolayısıyla seyrekleşme derinliğinde bir artış olur.

Aksine, yanal akışın duvar katmanına göre karşı hareket bölgesinde girdap rotasyonunda bir yavaşlama ve seyrekleşme derinliğinde bir azalma gözlenir. Rotor bölgeleri boyunca vakum derinliğinin eşitsizliği, sonuçta ortaya çıkan bir yanal kuvvetin (Magnus kuvveti) ortaya çıkmasına neden olur. Ancak rotorun tüm yüzeyi üzerinde vakum mevcuttur.

Belki de Prandtl'ın deneylerinin en önemli sonucu, gemiyi hareket ettirmek için dönen bir rotora anormal derecede büyük bir kuvvet uygulanması olasılığıdır. Doğru, bu fikir Prandtl'ın aklına değil, ilerleyen sayfalarda ayrıca bahsedeceğimiz yurttaşı mühendis Anton Flettner'ın aklına geldi.

Igor Yuryeviç Kulikov

Nina Nikolaevna Andreeva düzenlemenize yardımcı olacak
buluşunuz için patent

Herkes futbolda veya teniste topun nasıl inanılmaz bir yörünge boyunca uçtuğunu gördü. Bu neden oluyor? Okul müfredatında bize bundan bahsettiklerini hatırlamıyorum ve biz buna hep "çarpık" dedik. Peki uçan bir topun zikzaklar çizmesini sağlayan kuvvet nedir?

Şimdi bunların hepsini öğreneceğiz...

Bu etki 1853 yılında Alman fizikçi Heinrich Magnus tarafından keşfedildi. Bu olgunun özü, top döndüğünde kendi etrafında bir hava girdabı yaratmasıdır. Nesnenin bir tarafında girdabın yönü etrafındaki akışın yönü ile örtüşür ve bu taraftaki ortamın hızı artar. Cismin diğer tarafında girdabın yönü akış yönünün tersidir ve ortamın hızı azalır. Hızdaki bu fark, uçuş yolunu değiştiren yanal bir kuvvet oluşturur. Bu fenomen genellikle sporda, örneğin özel atışlarda kullanılır: futbolda top spin, kuru çarşaf veya airsoft'ta Hop-Up sistemi.

Magnus etkisi bu videoda iyi bir şekilde gösterilmiştir. Yüksek bir yerden dikey olarak aşağıya atılan ve döndürülen bir basketbol topu, yörüngesini değiştirerek bir süre yatay olarak uçuyor.

Magnus etkisi Avustralya'daki bir barajda gösterildi. İlk başta basketbol topu basitçe ondan fırlatıldı, neredeyse dümdüz aşağı uçtu ve amaçlanan noktaya indi. Daha sonra top, hafifçe bükülerek ikinci kez barajdan atıldı (bu arada, futbolcular genellikle "bükülmüş" toplara servis yaparken Magnus etkisiyle karşılaşırlar). Bu durumda nesne olağandışı davrandı. Fiziksel fenomeni gösteren bir video YouTube'da yayınlandı ve yalnızca birkaç gün içinde 9 milyondan fazla görüntüleme ve neredeyse 1,5 bin yorum toplandı.

Pirinç. 1 1 — sınır katmanı

Bağıl hız V0 ile ötelemeli (dönmeyen) hareket eden bir silindir, girdapsız olan laminer bir akışla etrafından uçar (Şekil 1b).

Eğer silindir döner ve aynı anda öteleme yönünde hareket ederse, onu çevreleyen iki akış birbiriyle örtüşecek ve onun etrafında bir sonuç akışı yaratacaktır (Şekil 1c).

Silindir döndüğünde sıvı da hareket etmeye başlar. Sınır katmanındaki hareket girdaptır; üzerine rotasyonun eklendiği potansiyel hareketten oluşur. Silindirin üst kısmında akış yönü, silindirin dönme yönü ile çakışır ve alt kısımda bunun tersidir. Silindirin üst kısmındaki sınır tabakasındaki parçacıklar akış tarafından hızlandırılır, bu da sınır tabakasının ayrılmasını önler. Aşağıdan akış, sınır katmanındaki hareketi yavaşlatır ve bu da ayrılmasını kolaylaştırır. Sınır tabakasının ayrılmış kısımları akış tarafından girdaplar şeklinde taşınır. Sonuç olarak silindirin etrafında silindirin döndüğü yönde bir hız sirkülasyonu meydana gelir. Bernoulli kanununa göre silindirin üst kısmındaki sıvı basıncı alt kısmına göre daha az olacaktır. Bu, kaldırma adı verilen dikey bir kuvvetle sonuçlanır. Silindirin dönüş yönü tersine çevrildiğinde kaldırma kuvveti de ters yönde yön değiştirir.

Magnus etkisinde Fpod kuvveti V0 akış hızına diktir. Bu kuvvetin yönünü bulmak için, vektörü V0 hızına göre silindirin dönüş yönünün tersi yönde 90° döndürmeniz gerekir.

Magnus etkisi, hafif bir silindirin eğik bir düzlemde yuvarlandığı bir deneyde gözlemlenebilir.

Yuvarlanan silindir diyagramı

Eğik bir düzlemde yuvarlandıktan sonra silindirin kütle merkezi, maddi bir noktanın hareket ettiği gibi bir parabol boyunca değil, eğimli düzlemin altına giren bir eğri boyunca hareket eder.

Dönen silindirin yerine J=2Sw yoğunluğundaki bir girdap (dönen sıvı sütunu) koyarsak Magnus kuvveti aynı olacaktır. Dolayısıyla, hareketin bağıl hızına (V0) dik olan ve yukarıdaki vektör dönme kuralıyla belirlenen yönde yönlendirilen bir kuvvet, çevredeki sıvıdan gelen hareketli girdaba etki eder.

Magnus etkisinde şunlar birbirine bağlıdır: akışın yönü ve hızı, yönü ve açısal hızı, yönü ve ortaya çıkan kuvvet. Buna göre kuvvet ölçülüp kullanılabilir veya akış ve açısal hız ölçülebilir.

Sonucun etkiye bağımlılığı aşağıdaki forma sahiptir (Zhukovsky-Kutt formülü):

burada J, silindir etrafındaki hareketin yoğunluğudur;

r sıvının yoğunluğudur;

V0 bağıl akış hızıdır.

Fiziksel etkinin tezahürüne ilişkin kısıtlamalar: yukarı doğru yönlendirilmiş bir kaldırma kuvveti ile bir nesne üzerinde sıvının (gaz) laminer akışının sağlanması.

Etki ilk kez 1853'te Alman fizikçi Heinrich Magnus tarafından tanımlandı.

6 yıl boyunca fizik ve kimya okudu - önce Berlin Üniversitesi'nde, ardından bir yıl daha (1828) Stockholm'de, Jons Berzelius'un laboratuvarında ve ardından Paris'te Gay-Lussac ve Tenard'la çalıştı. 1831'de Magnus, Berlin Üniversitesi'ne fizik ve teknoloji profesörü olarak davet edildi, ardından 1869'a kadar fizik profesörü olarak görev yaptı. 1840 yılında Magnus, Berlin Akademisi üyeliğine seçildi ve 1854'ten itibaren St. Petersburg Bilimler Akademisi'nin ilgili üyesi oldu.

Magnus hayatı boyunca fizik ve kimyanın çok çeşitli konuları üzerinde yorulmadan çalıştı. Henüz öğrenciyken (1825) metal tozlarının kendiliğinden yanması üzerine ilk çalışmasını yayınladı ve 1828'de kendi adını taşıyan platin tuzunu (PtCl 2NH3) keşfetti. 1827-33'te ağırlıklı olarak kimyayla uğraştı, ardından fizik alanında çalıştı. Bunlardan en iyi bilinenleri, gazların kan tarafından emilmesi (1837-45), gazların ısınmadan genleşmesi (1841-44), su buharı ve sulu çözeltilerin esnekliği (1844-54), termoelektriklik (1851) ve elektroliz (1856), akımların indüksiyonu (1858-61), gazların termal iletkenliği (1860), radyant ısının polarizasyonu (1866-68) ve gazların termokromatikliği sorunu (1861'den beri) üzerine .

Magnus bir öğretmen olarak daha az ünlü değil; Öne çıkan modern Alman fizikçilerinin çoğu onun laboratuvarından geldi ve bazı Rus bilim adamları da burada çalıştı.