Een klep achter een Flettner rotor verbetert de efficiëntie
Door wind ondersteunde voortstuwing, waaronder de eeuwenoude Flettner-rotor, krijgt steeds meer belangstelling nu de scheepvaartindustrie op zoek is naar oplossingen om de efficiëntie te verbeteren en de uitstoot te verminderen. Een groep onderzoekers uit Nederland meldt dat ze een eenvoudige aanpassing voor de Flettner-rotor hebben ontwikkeld die de prestaties aanzienlijk zou verbeteren en een aantal problemen zou aanpakken, waaronder een relatief grote luchtweerstand die de aerodynamische efficiëntie van het oorspronkelijke ontwerp vermindert.
Het moderne concept van de rotor is ongeveer 100 jaar geleden ontwikkeld op basis van het Magnus-effect. De draaiende rotor creëert, wanneer deze in de wind wordt geplaatst, een voorwaartse stuwkracht op het vaartuig en zorgt voor door de wind ondersteunde voortstuwing. Verschillende bedrijven hebben in het afgelopen decennium vormen van de technologie ontwikkeld en deze wordt nu op een reeks schepen gebruikt, terwijl ontwerpen voor alles zijn bekeken, van ultragrote tankers tot bulkschepen en andere zeeschepen.
De Technische Universiteit Delft en het Sea Axe Fonds doen onderzoek naar concepten om de rotortechnologie efficiënter te maken en onder andere de relatief grote luchtweerstand aan te pakken. Bij bepaalde windomstandigheden creëert de rotor ook lift en weerstand wat resulteert in minder versnelde stroming in het rotorzog. Schepen moeten compenseren met grotere roerhoeken om een vaarevenwicht te bereiken en het slagzij-effect te verminderen.
De TU Delft kwam op het idee om een klep achter de rotor te integreren om het stromings-scheidingspunt te fixeren dat de gecreëerde lift- en sleepkrachten verandert. Ze benaderden Blue Wasp Marine, een Nederlands bedrijf dat zich toelegt op windaandrijving, om de ontwerpconcepten te testen.
Blue Wasp meldt dat uit zijn test blijkt dat de integratie van de klep het brandstofverbruik met maar liefst 35 procent verlaagt. Ter vergelijking: Norsepower Rotor Sails, een van de commerciële aanbieders van de technologie, zegt in zijn markt dat het doorgaans 5 tot 20 procent brandstof kan besparen, terwijl een ander bedrijf, Anemoi Rotor Sails, zegt dat het de uitstoot met wel 30 procent kan verminderen.
De tests toonden aan dat de toevoeging van de flap een aanzienlijke toename van de aerodynamische stuwkracht opleverde. Volgens Blue Wasp heeft het vaartuig dat is uitgerust met de Flettner-rotor met klep een overstaghoek die ongeveer 15 graden kleiner is dan die met alleen de rotor. Hierdoor kan het schip aanzienlijk hoger aan de wind varen, waardoor de efficiëntie van de prestaties aanzienlijk wordt verbeterd.
Hoewel geen onderdeel van het onderzoek, toonden de resultaten ook aan dat, in de meeste posities, de afname van lift en weerstand van de klep resulteerde in een relatief kleinere aerodynamische zijkracht, waardoor kleinere hellingshoeken, speling en roerhoeken nodig zijn om zeilevenwicht te bereiken. Dit betekent dat het vaartuig met rotor en klep bij hogere windsnelheden kan opereren.
Lees het gehele artikel op de bron: Maritime executive
Afbeelding: de klep achter de rotor, afbeelding Blue Wasp