Magnus-efekti

Roottorilaivalla rapakon taakse – kummallisen "purjealuksen" idea elää

Ma, 05/09/2016 - 08:13 Jari Mäkinen
Die Buckau


Kuka sanoo, että laivassa pitää olla potkuri? Tai mitä jos potkurit olisivat ilmassa? 90 vuotta sitten tätä testattiin.


Saksalainen Anton Flettner keksi 1920-luvun alussa miten ns. Magnus-efektin avulla toimivalla roottorilla voitaisiin liikuttaa "kätevästi" vaikkapa laivaa merellä. Ilmanpaine-ero pyörivän roottorin etu- ja takapuolella saa aikaan voiman, joka vetää alusta eteenpäin.

Todistaakseen roottorilaivan toiminnan, Flettner rakensi Baden-Baden -nimen saaneen laivan, missä oli kaksi 2,7 metriä halkaisijaltaan ja noin 15 metriä korkeaa roottoria, joita pyöritti kaksi 45-hevosvoimaista sähkömoottoria. Kyseessä oli siis paitsi roottorilaiva, niin myös sähkökäyttöinen alus.

Flettner lähti ylittämään Atlantia laivallaan Hampurista 2. huhtikuuta 1926 ja saapui perille New Yorkiin tänään vuonna 1926. Kuvassa on laivan sisaralus Die Buckau.

Vaikka roottorilaivoja on tehty aina silloin tällöin ja periaatetta on koetettu uudelleen mm. rahtilaivan liikuttamisessa, ei siitä teoreettisesta kauneudestaan huolimatta tullut koskaan suosittua. Perinteinen potkuri eri muodoissaan on osoittautunut tehokkaammaksi ja käytännöllisemmäksi.

Kiinnostavin tällainen kokeilu on Enercon -tuuligeneraattoriyhtiön testaama E-Ship 1 -koerahtilaiva, joka käytti Magnus-efektiä liikkumiseensa. Tekniikalla savutettiin suotuisissa olosuhteissa 15 % polttoaineensäästö perinteiseen menemiseen verrattuna.

Alkuperäisen, vuonna 2010 lyhyeen päättyneen kokeilun jälkeen tämä diesel-sähköinen roottorilaiva laitettiin telakalle, mutta kun sen alkuperäisen dieselmoottorit vaihdettiin kaksi vuotta sitten uusiin ja parempiin, se otettiin jälleen käyttöön.

Alla on kiinnostava video aluksesta:

Magnus-efekti vie kierrepotkut maaliin ja vetää pyörivät purjeet liikkeelle

Oletko kenties miettinyt, mikä saa jalkapallon menemään kierrepotkun nollakulmasta maaliin? Tai kuinka baseball-syöttäjä saa pelivälineen liikkumaan lähes maagiselta näyttäviä ratoja niin, ettei lyöjä siihen osu?

Yllä oleva video näyttää jännittävällä tavalla, mitä käytännön vaikutuksia ilmiöllä oikein on. Sen avulla toimivat myös pyöriväpurjeiset laivat ja sylinterinmuotoisin siivin lentäviät lentokoneet.

Kyse on Magnuksen voimasta, jota kutsutaan kutsutaan myös "Magnus-efektiksi". Ilmiön kuvaili perinpohjaisesti 1800-luvulla saksalainen tiedemies Gustav Magnus.

Magnuksen voima on yksinkertainen: Pyörivä pinta vetää ilmaa yhteen suuntaan ja ilma vastaavasti pintaa vastakkaiseen suuntaan. Tämä kuitenkin tapahtuu vain toisella puolella pyörivää esinettä: siellä, missä ne pyörimisliike ja ilman liike ovat samaan suuntaan. Siksipä pyörivän pinnan nettoliike onkin yllättäen tästä kohtisuoraan.

Video on peräisin populaaritiedesivusto Iflscience.com:ista.