【使用横轴“马格努斯”旋筒实现逆风航行】
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一种独特的风力涡轮机结构，可以在水平横轴上逆风旋转，有望使船只直接逆风航行。这一设计原计划安装在高层建筑的顶部，以安静地将风能转化为电力。而今可以评估安装在海上船舶上的马格努斯/弗莱特纳旋筒的可行性。
简介：
加拿大物理学教授布拉德·布莱克福德博士开创了一个先例，他第一次驾驶一艘小型风车驱动的小船直接逆风航行，在哈利法克斯港与帆船驱动的小船进行比赛。虽然安装在顶部的3叶片水平轴轴流风力涡轮机广泛用于内陆和沿海地区发电，但在巨浪中横摇和纵摇的船舶上安装此类技术存在物理尺寸限制，从而产生动态应力，有可能导致一座高高的风力机塔架倒塌。垂直轴旋筒组件正在建造中以承受船舶动力。
将垂直轴旋筒倾斜90度可产生横向水平轴旋筒，这是Broadstar旋筒机首创的概念，为操作安装在船舶甲板上方横向水平轴上的边界层马格努斯或弗莱特纳旋筒提供了先例。这种装置的主要目的是在直接逆风航行时产生推进力，例如在穿越北太平洋或北大西洋的西行航线中。这样的操作将把这种风力辅助推进船舶限制在能够提供非常开阔的净空或水上高度的港口。
风向
世界上有几个地方的风基本上是朝一个方向吹过海洋区域，风向变化很小。南极地区、北大西洋和北太平洋周围的西风带虽然有一定的方向性变化，但这些风是朝着同一方向吹的。这样的风向允许安装在船上的固定风力涡轮机的应用，在这些地区，每艘船都直接逆风航行。
当朝一个方向航行时，逆风能可以降低船舶燃料消耗，有时可能提供船舶所需的全部推进能量。对于随风航行，空中风筝帆提供了一种潜在可行的降低船舶燃料消耗的方法。
横轴旋筒：
横轴弗莱特纳旋筒的安装可以通过在船舶甲板两侧甚至中间甲板安装三角支撑结构来实现，该结构安装在船尾区域，并设计为能够承受极端风况。风力辅助集装箱船可以将位于船首附近的低层前驾驶台与置于船尾上方的高层横轴旋筒结合起来，涡轮位置允许起重机轻松接近集装箱。在与逆风方向成20度角的情况下航行，使用三角余弦，将允许93.9%的逆风能量推动旋筒。
即使在逆风方向30度，由于旋转旋筒产生的边界层效应，86.6%的风能仍能推动旋筒。这种效应实际上可以“引导”主要的风能进入旋筒前方的一个更垂直的角度。行星减速齿轮可以使快速旋转的旋筒驱动一个动力传递机构，该机构包括上下曲轴，通过封闭在外壳内的拉杆连接，驱动安装在船甲板上的发电机。旋筒物理位置允许大直径横轴旋筒和近距离的同轴旋筒结构。
旋筒支撑结构：
有一个非常坚固的支撑结构的空间，以携带横向轴旋筒放置在远远高于船舶甲板。这种结构可以承受船舶横摇和纵摇运动引起的动应力载荷。甲板两侧和中点区域的三角形构件可以承载双同轴旋筒的重量，斜撑可以吸收船舶横摇引起的动应力。支撑结构将占据旋筒宽度以外的空间，并远低于每个旋筒的横向工作面。
支撑结构可以承载横向安装的导风板，导风板安装在旋筒的前面和下面，将较低高度的逆风能量向上偏转到旋筒上。它将减少在旋筒下方流动的空气量，同时增加每个旋筒边界层工作表面上的风速。它还将对接近斜向风施加折射效应，部分地将气流转向旋筒。下游翼型将有助于在每个旋筒的最高点保持快速风速。
集装箱船
装有高水平横轴旋筒的船舶不能在桥下航行，只能在净空不受限制的港口之间航行。安装在船尾的横轴旋筒适用于建造在X型船首前置驾驶台上的集装箱船。这种集装箱船可以横渡北太平洋，在一些亚洲和南美港口之间航行，也可以在选定的港口之间通过跨北大西洋航线航行。合适的北美港口包括弗吉尼亚港、洛杉矶/长滩港、魁北克市和哈利法克斯南部码头，在那里可以进行高架铁路集装箱转运。
合适的欧洲和地中海港口将包括阿尔及利亚、丹吉尔、汉堡（欧洲之门）和巴塞罗那。在亚洲港口，如丹戎帕拉帕斯港、巴西班让（新加坡）、深圳和盐田港（香港附近），可以提供较多的净空高度。
旅游业
增加生态旅游可以吸引未来的客户乘坐无碳旅游船。当3叶涡轮每次叶片通过塔架时都会产生声波，而垂直轴和横轴的弗莱特纳旋筒则是静音的，增强了它们对客船的吸引力。纵轴旋筒将占据甲板空间，而安装在船尾的横轴旋筒将把大部分甲板空间留给乘客和乘客服务。由横轴旋筒辅助的客船可能采用双体船双壳结构建造，以减少在大浪中的横摇，并减少施加在旋筒支承结构上的横摇诱导应力。
超大尺寸选项
增大旋筒的物理尺寸会增加其功率输出。虽然最大的固定式风塔搭载的是额定功率为12000兆瓦的三叶涡轮，但这种技术不太可能用于船舶推进的移动操作发电。然而，也有可能开发出大型横轴旋筒，安装在宽底双壳甚至三壳双体船上，与船尾相连，并在船体上安装杠杆，以减少双体船的俯仰。最大可能旋筒直径目前未知。
结论
横轴风力时代仅仅是现有垂直轴风力发电机（VAWT）倾斜90度并安装在建筑物顶端边缘的一种应用。这是一项已验证过的技术。在横轴模式下操作旋筒，有可能建立一个非常坚固耐用的支撑结构，能够在非常恶劣的风条件下将风机承载在船尾上方。配备这种旋筒涡轮机的船舶将驶入风向变化最小的信风中，利用旋筒产生能量，降低船舶燃油消耗。
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一种独特的风力涡轮机结构，可以在水平横轴上逆风旋转，有望使船只直接逆风航行。这一设计原计划安装在高层建筑的顶部，以安静地将风能转化为电力。而今可以评估安装在海上船舶上的马格努斯/弗莱特纳旋筒的可行性。
简介：
加拿大物理学教授布拉德·布莱克福德博士开创了一个先例，他第一次驾驶一艘小型风车驱动的小船直接逆风航行，在哈利法克斯港与帆船驱动的小船进行比赛。虽然安装在顶部的3叶片水平轴轴流风力涡轮机广泛用于内陆和沿海地区发电，但在巨浪中横摇和纵摇的船舶上安装此类技术存在物理尺寸限制，从而产生动态应力，有可能导致一座高高的风力机塔架倒塌。垂直轴旋筒组件正在建造中以承受船舶动力。
将垂直轴旋筒倾斜90度可产生横向水平轴旋筒，这是Broadstar旋筒机首创的概念，为操作安装在船舶甲板上方横向水平轴上的边界层马格努斯或弗莱特纳旋筒提供了先例。这种装置的主要目的是在直接逆风航行时产生推进力，例如在穿越北太平洋或北大西洋的西行航线中。这样的操作将把这种风力辅助推进船舶限制在能够提供非常开阔的净空或水上高度的港口。
风向
世界上有几个地方的风基本上是朝一个方向吹过海洋区域，风向变化很小。南极地区、北大西洋和北太平洋周围的西风带虽然有一定的方向性变化，但这些风是朝着同一方向吹的。这样的风向允许安装在船上的固定风力涡轮机的应用，在这些地区，每艘船都直接逆风航行。
当朝一个方向航行时，逆风能可以降低船舶燃料消耗，有时可能提供船舶所需的全部推进能量。对于随风航行，空中风筝帆提供了一种潜在可行的降低船舶燃料消耗的方法。
横轴旋筒：
横轴弗莱特纳旋筒的安装可以通过在船舶甲板两侧甚至中间甲板安装三角支撑结构来实现，该结构安装在船尾区域，并设计为能够承受极端风况。风力辅助集装箱船可以将位于船首附近的低层前驾驶台与置于船尾上方的高层横轴旋筒结合起来，涡轮位置允许起重机轻松接近集装箱。在与逆风方向成20度角的情况下航行，使用三角余弦，将允许93.9%的逆风能量推动旋筒。
即使在逆风方向30度，由于旋转旋筒产生的边界层效应，86.6%的风能仍能推动旋筒。这种效应实际上可以“引导”主要的风能进入旋筒前方的一个更垂直的角度。行星减速齿轮可以使快速旋转的旋筒驱动一个动力传递机构，该机构包括上下曲轴，通过封闭在外壳内的拉杆连接，驱动安装在船甲板上的发电机。旋筒物理位置允许大直径横轴旋筒和近距离的同轴旋筒结构。
旋筒支撑结构：
有一个非常坚固的支撑结构的空间，以携带横向轴旋筒放置在远远高于船舶甲板。这种结构可以承受船舶横摇和纵摇运动引起的动应力载荷。甲板两侧和中点区域的三角形构件可以承载双同轴旋筒的重量，斜撑可以吸收船舶横摇引起的动应力。支撑结构将占据旋筒宽度以外的空间，并远低于每个旋筒的横向工作面。
支撑结构可以承载横向安装的导风板，导风板安装在旋筒的前面和下面，将较低高度的逆风能量向上偏转到旋筒上。它将减少在旋筒下方流动的空气量，同时增加每个旋筒边界层工作表面上的风速。它还将对接近斜向风施加折射效应，部分地将气流转向旋筒。下游翼型将有助于在每个旋筒的最高点保持快速风速。
集装箱船
装有高水平横轴旋筒的船舶不能在桥下航行，只能在净空不受限制的港口之间航行。安装在船尾的横轴旋筒适用于建造在X型船首前置驾驶台上的集装箱船。这种集装箱船可以横渡北太平洋，在一些亚洲和南美港口之间航行，也可以在选定的港口之间通过跨北大西洋航线航行。合适的北美港口包括弗吉尼亚港、洛杉矶/长滩港、魁北克市和哈利法克斯南部码头，在那里可以进行高架铁路集装箱转运。
合适的欧洲和地中海港口将包括阿尔及利亚、丹吉尔、汉堡（欧洲之门）和巴塞罗那。在亚洲港口，如丹戎帕拉帕斯港、巴西班让（新加坡）、深圳和盐田港（香港附近），可以提供较多的净空高度。
旅游业
增加生态旅游可以吸引未来的客户乘坐无碳旅游船。当3叶涡轮每次叶片通过塔架时都会产生声波，而垂直轴和横轴的弗莱特纳旋筒则是静音的，增强了它们对客船的吸引力。纵轴旋筒将占据甲板空间，而安装在船尾的横轴旋筒将把大部分甲板空间留给乘客和乘客服务。由横轴旋筒辅助的客船可能采用双体船双壳结构建造，以减少在大浪中的横摇，并减少施加在旋筒支承结构上的横摇诱导应力。
超大尺寸选项
增大旋筒的物理尺寸会增加其功率输出。虽然最大的固定式风塔搭载的是额定功率为12000兆瓦的三叶涡轮，但这种技术不太可能用于船舶推进的移动操作发电。然而，也有可能开发出大型横轴旋筒，安装在宽底双壳甚至三壳双体船上，与船尾相连，并在船体上安装杠杆，以减少双体船的俯仰。最大可能旋筒直径目前未知。
结论
横轴风力时代仅仅是现有垂直轴风力发电机（VAWT）倾斜90度并安装在建筑物顶端边缘的一种应用。这是一项已验证过的技术。在横轴模式下操作旋筒，有可能建立一个非常坚固耐用的支撑结构，能够在非常恶劣的风条件下将风机承载在船尾上方。配备这种旋筒涡轮机的船舶将驶入风向变化最小的信风中，利用旋筒产生能量，降低船舶燃油消耗。
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