Turboburės

Turboburės (angl. Turbosail, rus. Турбопарус) – jūrų laivo varomoji sistema, naudojanti vėjo energiją, pagrįsta Magnuso efekto privalumais. Turboburės laivo viršutiniame denyje primena styrančius aukštus apvalius kaminus, iš kurių niekada nerūksta dūmai. Tai – vadinamieji Fletnerio rotoriai, pakeičiantys tradicines bures. Laivai su dyzelinių generatorių sukamais rotoriniais cilindrais dar vadinami rotoriniais laivais.

Turboburės aerodinamika

Magnuso efektas jau seniai buvo žinomas, o jį 1852 m. aprašė vokiečių fizikas Heinrichas Magnusas. Ten, kur besisukančio cilindro paviršius juda prieš oro srovę, vėjo greitis sumažėja, o slėgis padidėja. Kitoje cilindro pusėje viskas vyksta priešingai – oro srovės greitis didėja, o slėgis mažėja. Šis slėgių skirtumas priešingose cilindro pusėse ir yra varomoji jėga, kuri priverčia judėti laivą. Toks yra pagrindinis turboburės, naudojančios vėjo jėgą laivui varyti, veikimo principas.

Istorija

Pirmasis Magnuso efektą panaudojo ir šią sistemą išbandė vokiečių išradėjas Antonas Fletneris, vėliau ją pritaikė prancūzų keliautojas Žakas Kusto. A. Fletneris 1924 m. 54 m ilgio škunoje „Buckau“ vietoje įprastų 3 stiebų su burėmis sumontavo du 15 m aukščio ir 3 m skersmens rotorinius cilindrus, sukamus 45 AG dyzelio. Laivas 1925 m. sėkmingai perplaukė audringą Šiaurės jūrą, kuomet daugelis burlaivių nedrįso palikti uostų. Šiaurės jūroje „Buckau“ teko rimtai pakovoti su stipriais vėjais ir didelėmis bangomis, tačiau škuna pasvirdavo į šoną mažiau, negu kiti sutikti burlaiviai. Šios kelionės metu nebereikėjo šaukti į denį įgulos narių, kad šie tvarkytų ir keistų bures. Pakako vieno budinčio šturmano, kuris, neišeidamas iš vairinės, galėjo valdyti rotorių veiklą. Anksčiau tristiebės škunos įgulą sudarė mažiausiai 20 jūreivių, o perdirbus ją į rotorinį laivą, pakako 10 žmonių.
1926 m. Hamburge buvo pastatytas rotorinis laivas „Barbara“ su turboburėmis. 90 m ilgio ir 13 m pločio laive buvo sumontuoti trys maždaug 17 m aukščio Fletnerio rotoriai. „Barbara“, kaip ir buvo planuota, kurį laiką sėkmingai gabeno vaisius iš Italijos į Hamburgą. Maždaug 30–40 % reiso laiko laivas plaukdavo varomas vėjo. Pučiant 4–6 balų vėjui, „Barbara“ išvystydavo 13 mazgų greitį. Nors buvo planuojama šį laivą išbandyti ilgesniuose reisuose Atlanto vandenyne, tačiau 1933 m. „Barbara“ vėl buvo perdaryta į standartinį krovininį garlaivį. Seni jūrų vilkai nesistengė perprasti „cilindrų“ valdymo meno. Ilgainiui tokie laivai buvo primiršti, nes pats A. Fletneris nebesidomėjo šia sritimi. Be to, nepaisant visų savo pranašumų, rotoriniai laivai taip ir liko burlaiviais su jiems būdingais trūkumais, kurių svarbiausias – priklausomybė nuo vėjo.
Flettnerio rotoriais vėl susidomėta XX a. devintajame dešimtmetyje, kai pasaulyje pradėta siūlyti įvairias priemones klimato atšilimui sušvelninti, užterštumui mažinti, skatinti atsinaujinančiųjų energijos išteklių naudojimą. Siekdamas išbandyti, kaip dirba turboburių sistema ir mažinti brangstančio kuro sąnaudas, Žakas Kusto 1985 m. pradėjo plaukioti pasaulio vandenynuose rotoriniu laivu su turboburėmis „Alcyone“, pavadintu Alkionės,  vėjo dievo Eolo duktės, garbei. Tai buvo perdarytas dvistiebis 31 m  ilgio katamaranas. Iki šiol plaukioja naudodamas skirtingus varytuvus – du dyzelinius variklius ir dvi turbobures.

Turboburių sistemų gamintojai

Kylančios naftos kainos ir susirūpinimą keliantis klimato atšilimas sudaro palankias sąlygas vėjo varikliams sugrįžti. Viena didžiausių pasaulyje vėjo jėgainių gamintoja „Enercon“ Kylyje 2008 m. pastatė 130 m ilgio ir 22 m pločio rotorinį laivą „E-Ship 1“. Juo gabenamos vėjo jėgainės iš Vokietijos, kur jos gaminamos, į kitas Europos šalis. Išvysto 17 mazgų greitį, vienu metu gabena virš 9 tūkst. t krovinių, įgula – 15 jūreivių. Laive, plaukiojančiame su Vokietijos vėliava, be tradicinio variklio sumontuoti ir 4 vėjo rotoriai. Ant denio yra 4 dideli cilindrai, kurių skersmuo - 4 m, o aukštis - 27 m. Besisukdami jie su vėjo pagalba priverčia laivą judėti į priekį. Šis inovatyvus laivas 2011 m. pabuvojo Klaipėdos uoste, pristatęs į konteinerių terminalą negabaritinį 2 800 tonų krovinį – šešių vėjo jėgainių dalis, skirtas vėjo jėgainių parkui Šilutės rajone.
Vėjo energiją išnaudojančias laivų varymo sistemas taip pat kuria ir gamina Singapūro laivybos pramonės bendrovė „Wind Again“, kurianti kuro ir išmetamų teršalų mažinimo technologijas, siūlanti ypatingos konstrukcijos (sulankstomus) Fletnerio rotorius, kuriuos galima įrengti tanklaiviuose ir krovininiuose laivuose. Pasiekiamas kuro sąnaudų sumažėjimas 30–40 %. Suomijos jūrų inžinerijos bendrovė „Wartsila“ planuoja turbobures pritaikyti ir kruiziniuose keltuose, naudojamuose bendrovės „Viking Line“ maršrutuose. Vokietijos Flensburgo universitete vykdomi turboburių sistemų tyrimai.