Rootorlaev

Magnuse efekt

Rootorlaev, ka Flettneri laev on liikumiseks tuuleenergiat kasutav rootorkäituriga laev.

Saksa inseneri Anton Flettneri (1885-1961) väljaarendatud rootorkäitur on laeva tekile paigaldatud vertikaalne pöörlev silinder, mille töö põhineb Magnuse efektil, mille töötas välja Saksa insener H. G. Magnus (1802-1870). Rootorkäituri pöörlemapanemiseks kasutatakse sisepõlemismootorit või elektrimootorit, kusjuures selleks kulutatav võimsus on tunduvalt (kuni 50 korda) väiksem rootorile mõjuva tuulejõu tulemusena saadavast võimsusest. Rootorlaeva eelisteks on, võrreldes purjelaeva purjevarustusega, väiksem kaal ja lihtsam käsitsemine ning kasutatava kütuse kokkuhoid. Puuduseks, nagu purjelaevalgi, on sõltuvus tuule tugevusest ja suunast laeva kursi suhtes (vastutuult saab rootorlaev liikuda halssidega) ning seoses rootori suhteliselt suure massi ja pöörlemiskiirusega laagrite kiire ja intensiivne kulumine, mida soodustab ka laeva õõtsumine.

Ajalugu

Esimesed edukad katsetused rootorkäituri kasutamiseks tegi Anton Flettner 1920. aastate algul väikesel paadil, kus kellamehhanism pani pöörlema 15 cm läbimõõduga pabersilindri. 1924. aastal asendati kuunaril BUCKAU kolm masti kahe kuullaagritel pöörleva 1,5 m läbimõõduga ja umbes 13 m kõrguse pöörleva silindriga. Rootori pöörlemiseks vajalik energia saadi elektrimootoritelt võimsusega 6,75 kW, elektrienergiat tootis ca 150 kW diiselgeneraator.

Esimene rootorkäituriga kaubalaev oli 1925. aastal valminud puuvilja vedamiseks määratud laev BARBARA, millel oli kolm elektrimootorajamiga (´a 26 kW) rootorkäiturit kõrgusega 17 m ja läbimõõduga 4 m. Esialgu edasised katsetused lõppesid, sest rootorkäituri kasutamine ei õigustanud end ülalloetletud puuduste tõttu.

1980. aastail suurenes seoses laevakütuste kallinemisega ja vajadusega säästa loodust uuesti huvi tuuleenergia kasutamise ja seega ka rootorlaevade vastu. Lahendusi on leitud kombineeritud jõuseadmetega laevade ehitamisega, s.t. sõukruvile töötavad peamasinad on diiselmootorid, rootorkäiturid paneb pöörlema elektrimootor või auruturbiin, milleks vajalik aur saadakse diiselmootorite heitgaasidel töötavatest utilisatsioonikateldest.

1985. a. veesati kapten Jacques-Yves Cousteau (1910-1997) eestvedamisel ehitatud uurimislaev ALCYONE, millel on lisaks sõukruvidele töötavatele diiselmootoritele kaks elektrimootoriga käitatavat rootorkäiturit läbimõõduga 1,4 m ja kõrgusega 10 m.

Fail:E-Ship1-jpg.jpeg

Rootorlaev E-Ship 1

2010. aastal ehitati Saksamaal (Lindenau GmbH shipyards in Kiel; Cassens Werft in Emden) kahe sõukruviga, kahe peamasinaga (diiselmootorid 2x3,5 MW) ja nelja raaljuhitava rootorkäituriga (H=24 m, D=4 m) varustatud ro-lo-laev E-Ship 1. Rootorkäituri käitavad auruturbiinid, mis töötavad peamasinate heitgaasidel töötavates utilisatsioonikateldes toodetud aurul. Arvestatav kütuse kokkuhoid laeva kiirusel 16 sõlme on 30-40%.

Kasvav vajadus vähendada fossiilkütuste tarbimist loodushoiu eesmärgil loodetavasti süvendab lähiajal tendentsi laevade ehitamiseks, mis kasutavad liikumiseks tuuleenergiat. Arvestatav on sel eesmärgil ka lohepurje kasutamine.

Autor: Jüri Kask

Allikad

• Mereleksikon
• Морской энциклопедический справочник. Leningrad, 1986