Atsushi Shimizu

Atsushi Shimizu và động cơ gió hoạt động được trong bão lớn của anh
Với điều kiện địa lý của mình, Nhật bản phải hứng chịu nhiều trận bão từ Thái Bình Dương trong khoảng từ tháng năm đến tháng mười hằng năm. Trong đó, tháng tám và chín là đỉnh điểm mùa mưa bão.

Trung bình, mỗi năm Thái bình dương sinh ra 25 cơn bão và 11 cơn hướng về Nhật bản, và ba cơn bão đánh thẳng vào đất nước.

Những năm gần đây, mùa mưa bão có xu hướng tăng cả và số và lượng. Có năm đạt đỉnh 30 cơn bão và siêu bão với vận tốc gió lên đến 240km/h. Thông thường, phía nam Nhật bản hứng chịu nhiều cơn bão hơn những vùng khác.

Cho dù cơ sở hạ tầng tại Nhật được thiết kế để bảo vệ trước bão gió, nguy cơ từ chúng là không hề nhỏ. Khi vào thành phố, gió bão đủ khả năng quật ngã cây cối, xe cộ và biển báo giao thông trên đường.

Mới đây, kỹ sư Atsushi Shimizu đã cho ra đời động cơ gió mang tên Challenergy với khả năng chịu được cả gió bão.

wind turbines
Bình thường động cơ gió được thiết kế đặc biệt, nếu gió quá lớn các cánh quạt sẽ được khóa lại. Tuy nhiên, khi những cơn bão với sức gió lớn có thể gây hư hại cho cánh quạt thậm chí gẫy đổ cả trụ điện.

Thiết kế của Atsushi rất đặc biệt, nó không có cánh như bình thường mà là các trụ tròn. Bí mật nằm sau những trụ tròn này chính là Hiệu ứng Magnus.


Hiệu ứng được đặt theo tên nhà Vật lý học người Đức, H.G. Magnus, người tìm ra hiệu ứng đặc biệt này năm 1853. Đây là hiệu ứng được sinh ra nhờ Định luật Bernoulli về động học chất lưu.

Khi trụ tròn quay trong gió, luồng khí thổi qua trụ có tác động ngược chiều lên hai mặt trụ do chiều xoay của trụ. Tổng hợp của hai lực này kéo trụ tròn về một phía, nhờ vậy tổ hợp động cơ gió được xoay theo.
Magnus effect

Hiệu ứng Magnus
Hiện tại, động cơ Challenergy của Atsushi vẫn trong giai đoạn thử nghiệm nên những thông số công suất chính xác vẫn chưa được công bố.

Chính vì đặc tính này, tốc độ xoay của động cơ gió được điều chỉnh bằng tốc độ quay của từng trụ. Đối với động cơ gió bình thường, tốc độ xoay phụ thuộc vào tốc độ gió. Điều này khiến nó bị ảnh hưởng trực tiếp bởi yếu tố môi trường.
Trên thực tế, đã có rất nhiều ứng dụng của Hiệu ứng Magnus như thuyền Flettner, máy bay không cánh quạt.

Hằng ngày chúng ta cũng đang vận dụng Hiệu ứng Magnus trong thể thao khi các vận động viên tạo xoáy cho bóng nhằm thay đổi hướng và lực trong các môn như bóng đá, quần vợt, hay bóng bàn.