Jūrų varomoji jėga

„Ateities bangos? Gamta nenaudoja propelerių. Taigi kodėl juos naudoja žmonės?

    Ne vienas žinomas jūros gyvūnas nenaudoja propelerių. Galbūt, taip yra todėl, kad juos per sunku išvystyti iš esamų gyvūnų kūno planų. O gal taip yra todėl, kad jie ne itin gerai daro tai, ką turi daryti. Stumiant vandenį varomiems tikslams, didesnis yra ne tik galingesnis, bet ir efektyvesnis. 

 

Tačiau kuo didesnis sraigtas, tuo sunkiau jį pritaikyti prie korpuso ir tuo labiau rizikuojama, kad jis padidins laivo grimzlę ir taip užkliūtų už jūros dugno. Todėl net didžiausių laivų sraigtų skersmuo yra tik apie dešimt metrų.

 

    Pelekai ir plekšnės, priešingai, išsikiša į šonus, todėl nenukenčia nuo tokių geometrinių apribojimų. Tai reiškia, kad jie gali tapti pakankamai dideli, kad galėtų išstumti daug daugiau vandens. Taip pat, skirtingai nei propeleriai, jie neturi būti standūs. Tiesą sakant, lankstumas yra beveik apibrėžimo dalis (nelankstų peleką geriau būtų apibūdinti, kaip irklą). Todėl jie nėra lengvai pažeidžiami dėl sąlyčio su jūros dugnu ar kitais objektais. Taigi pelekai tapo evoliucijos priedu, skirtu jūriniam varymui. Nuo žuvų, per ichtiozaurus, iki delfinų ir banginių, jie atsiranda vėl ir vėl.

 

    Atsižvelgiant į šį evoliucinį balsavimą dėl pasitikėjimo pelekais, laivų sraigtai atrodo, kaip technologija, subrendusi šiek tiek biomimetinių sutrikdymams. Galbūt, dabar tai yra Benjaminas Pietro Filardo, buvęs jūrų biologas ir architektas, kuris ieško būdų, kaip sukurti prietaisus, išgaunančius energiją iš vandens srovių. Jo planas buvo naudoti lanksčias medžiagas, kad jos galėtų lengvai nukratyti visas į jas įsipainiojusias šiukšles. 

 

Tada jis suprato, kad susiję bangavimai taip pat gali būti naudingai paversti trauka.

 

    Ponas Filardo padėjo pinigus ten, kur yra jo burna. Jo įmonė „Pliant Energy Systems“, įsikūrusi Niujorke, sukūrė „Velox“  – prototipą, varomą lanksčiais pelekais, kairiuoju ir dešiniuoju bortu, kurie primena dar vieno gyvūno požiūrį į plaukimą – banguotą sepijos mantiją. Velox gali keliauti paviršiumi, po vandeniu, taip pat per purvą ar ledą, o jo pelekai veikia taip, kaip pora robotų vikšrų.

 

    Pasak pono Filardo, „Velox“ sukuria maždaug tris kartus daugiau traukos vienam sunaudotos energijos vienetui, nei gali atlaikyti įprasto mažo laivo sraigtas. Ir jis tikisi, kad netrukus pavyks padaryti dar geriau. Pademonstravęs savo įrenginį Amerikos karinio jūrų laivyno tyrimų biurui, jis sukėlė jų susidomėjimą. Rezultatas – komisinis mokestis už tolesnį C-Ray tyrimą, kuris turėtų būti lengvesnis, greitesnis ir dar efektyvesnis.

 

    Skirtingai nuo Velox, kuris valdomas kabeliu, C-Ray bus autonominis – pagrindinis tikslas – sukurti bendradarbiaujančius laivų būrius tokiems darbams, kaip minų aptikimas ir pašalinimas, žvalgyba ir patruliavimas prieš povandeninius laivus. Tačiau iš karinio jūrų laivyno perspektyvos banguota varomoji jėga gali turėti dar svarbesnį pranašumą. Povandeniniai laivai dažnai aptinkami pagal jų keliamą triukšmą, kurio didžioji dalis kyla iš sraigto ir jį varančio veleno. Banguota varomoji jėga, judanti daugiau vandens mažesniu greičiu, turėtų būti tylesnė, nei bet kuris propeleris. Taip pat nėra triukšmingo reiškinio, vadinamo kavitacija, kurį sukelia trumpalaikiai dujų burbuliukai, susidarantys reaguojant į sraigto menčių slėgį.

 

    Tai svarbu, nes „Velox“ tipo pelekai gali pasirodyti esanti technologija, kurią galima išplėsti, kad būtų galima varyti pilno dydžio povandeninius laivus. Kaip pastebi G. Filardo, didžiausi jūrų gyvūnai – didieji banginiai – varomi pelekais, net jei jų pelekai išsidėstę kitaip, nei Velox. Iš tiesų, didžiausias iš jų partijos, mėlynasis banginis, gali plaukti daugiau nei 20 mazgų, o tai nepadarytų gėdos vidutiniam povandeniniam laivui. Ankstesni bandymai padidinti pelekų varomąją jėgą žlugo, sako jis, nes jie nerado reikiamo kompromiso tarp standumo ir lankstumo. Jis mano, kad rado.

 

    Keliaujančios bangos

 

    Net jei jie neatliks didelio laivyno karo, Velox palikuonių būriai gali būti dislokuoti atlikti užduotis nuo šukučių rinkimo be destruktyvaus tralavimo iki mazgų kasybos iš jūros dugno, nepažeidžiant buveinių – nes banguota varomoji jėga netrikdo nuosėdų.  Pasaulyje, kuriame naujų anglies absorbentų kūrimas gali tapti dideliu verslu, jos netgi gali būti naudojamos didžiuliu mastu sodinti jūros žolių lysves. Dėl bangavimo varomų laivų taip pat būtų mažesnė rizika pakenkti plaukiantiems žinduoliams, pavyzdžiui, lamantinams ir žmonėms, kuriuos kartais sukramto sraigtai.

 

    Ponas Filardo netgi svarsto idėją sujungti savo interesus, suprojektuodamas banguotai varomą laivą, kuris galėtų prisišvartuoti ir tada įkrauti baterijas nuo trikdžių pelekams, kuriuos sukelia praplaukiančios vandenyno srovės. Dar reikia pamatyti, kiek jis ar kiti sugebės pastūmėti šį naują požiūrį į varomąją jėgą. Bet jei inžineriniai darbai, tai tikrai gali, tai laivo sraigtai vieną dieną gali atrodyti taip senamadiški, kaip burės." [1]

1. "Real fintech; Marine propulsion." The Economist, 18 Dec. 2021, p. 63(US).