Glidden Doman (28 de enero de 1921 - 6 de junio de 2016) fue un ingeniero aeronáutico estadounidense y pionero en helicópteros y turbinas eólicas modernas. [1] Fundó una de las seis compañías de helicópteros originales de Estados Unidos (Doman Helicopters, Inc.) después de realizar importantes contribuciones al uso de helicópteros Sikorsky durante la Segunda Guerra Mundial . [2] El logro más destacado de Doman Helicopters fue el helicóptero de ocho plazas Doman LZ-5 / YH-31, que recibió la certificación de la FAA el 30 de diciembre de 1955. [3] La característica única de este helicóptero era su sistema sin bisagras pero reforzado. , buje del rotor basculante que redujo en gran medida la tensión y la vibración en las palas y en todo el helicóptero.[4]
Doman fue uno de los primeros en transferir el conocimiento de la tecnología de dinámica de rotor de helicópteros a las turbinas eólicas. [5] El embargo de petróleo árabe de 1973 llevó al Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, Ohio, a liderar un programa de energía eólica estadounidense de 7 años para el desarrollo de turbinas eólicas de eje horizontal a escala de servicios públicos. [6] Este programa contó con la creación del MOD-2 de Boeing con el diseño de rotor flexible concebido por Doman, una turbina eólica de dos palas con una bisagra oscilante. [7] Siguiendo el proyecto de la NASA , mientras trabajaba para Boeing , la división Hamilton Standard de United Technologies y Aeritalia (más tarde conocida como Alenia ) en Italia, Doman desarrolló grandes turbinas eólicas de dos palas y bisagras oscilantes, incluido el WTS-3, WTS-4 y Gamma 60. [7] [8] Después de probar la turbina eólica Gamma 60 en Cerdeña de 1992 a 1997, Doman y el ingeniero mecánico nuclear italiano Silvestro Caruso fundaron Gamma Ventures, Inc. para desarrollar y comercializar esta tecnología. . [1] [8] Gamma Ventures posteriormente invirtió y vendió una licencia a Seawind Ocean Technology de los Países Bajos para comercializar el mismo concepto de turbina eólica de dos palas y bisagras. [2] [8]
Doman, junto con el destacado ingeniero aeroespacial de origen alemán Kurt Hohenemser (socio y confidente del conocido diseñador alemán de aviones y helicópteros Anton Flettner ), sostuvo que un diseño de rotor de turbina eólica tipo helicóptero de dos palas flexible que cumple con las fuerzas de la naturaleza era más adecuado para producir electricidad que los rotores de turbina eólica tipo avión de tres palas estándar de la industria que, por diseño, solo pueden construirse para resistir las fuerzas de la naturaleza. [9] [10] [11] [12]
Dos de los helicópteros de Doman, el Sikorsky R-6 convertido (Doman LZ-1A) y un Doman LZ-5 / YH-31, están en exhibición en el Museo del Aire de Nueva Inglaterra en Windsor Locks, Connecticut. [13]
Vida temprana
Glidden Sweet Doman, hijo de Albert E. Doman y Ruth Sweet Doman, nació en Syracuse, Nueva York, el 28 de enero de 1921. [2] [4] [14] Viviendo en el pequeño pueblo de Elbridge, al norte del estado de Nueva York, Doman provenía de una familia de inventores y empresarios. [2] Su padre Albert y sus tíos Lewis y George Doman fueron los primeros en proporcionar electricidad a Elbridge, en 1890. [2] El medio hermano mayor de Doman, Carl T. Doman, diseñó motores Franklin refrigerados por aire para automóviles y aviones Franklin. incluso para el helicóptero pionero Sikorsky VS-300 . [14]
En su adolescencia, Doman construyó una serie de seis "go carts" motorizados, y en 1936, a la edad de 15 años, construyó un corredor de Soapbox Derby, el primero en ser aerodinámicamente aerodinámicamente aerodinámico. [2] [4] [14] Ganó la carrera regional Soapbox Derby celebrada en Siracusa y se ubicó bien en la carrera del campeonato nacional en Akron, Ohio. (2) (4) Doman también intentó construir un avión, completando gran parte del fuselaje, pero nunca pudo obtener un motor para ello. [2]
En 1938, Doman se matriculó en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Michigan (Ann Arbor) , donde se especializó en ingeniería aeronáutica. [5] Mientras estaba en Michigan, Doman se unió y luego se convirtió en presidente del club de vuelo. [14] Otro miembro del club de vuelo, Joan Hamilton, la futura esposa de Doman, era la única mujer miembro del club. [14] Hamilton obtuvo su licencia de piloto privado y más tarde, durante la Segunda Guerra Mundial, fue invitada por la famosa aviadora Jackie Cochran a unirse a las WASP (Mujeres Pilotos del Servicio de la Fuerza Aérea), pero rechazó la oferta. [14]
Primeros empleos
Doman se graduó de Michigan en junio de 1942, solo seis meses después del bombardeo de Pearl Harbor. [2] Después de su graduación, se fue a trabajar para la División de Motores de Aeronaves Ranger de Fairchild Aviation en Long Island, Nueva York. [2] Doman tenía experiencia previa trabajando con tecnologías de motores mientras trabajaba durante las vacaciones de verano en Franklin Engine Company (donde trabajaba su hermano Carl). [2] En Ranger, Doman adquirió experiencia en el uso de galgas extensométricas para analizar las cargas vibratorias en las partes giratorias de los motores. [2]
Carl Doman, que conocía a Igor Sikorsky debido al uso del motor Franklin en el Sikorsky VS-300 , invitó a Doman a asistir a una reunión de la Sociedad de Ingenieros Automotrices en Nueva York. [14] En este evento, con Sikorsky como orador destacado, Doman se interesó por las cargas vibratorias en los rotores de helicópteros. [2] Como una invención nueva y sin refinar en ese momento, los helicópteros sufrían de palas de rotor con una vida de fatiga muy corta. [2] De hecho, poco después de que Doman conoció a Sikorsky, un Sikorsky YR-4 sufrió una fractura de hoja durante un vuelo de entrega al Ejército, lo que estimuló aún más el interés de Doman. [2] [14]
En agosto de 1943, Doman se casó con Joan Hamilton y de inmediato se mudaron a Stamford, Connecticut, donde se trasladó y regresó del trabajo para Sikorsky en Bridgeport, CT. [14] Doman colocó galgas extensométricas en todo el sistema de rotor de un Sikorsky YR-4 para localizar los puntos débiles. [2] [14] Luego descubrió dónde y cómo cambiar el sistema de rotor para lograr una mayor vida útil de la cuchilla. [2] Las contribuciones de Doman fueron tan vitales que el propio Igor Sikorsky apeló a la Junta de Draft de Doman para que lo mantuviera en el programa de pruebas en lugar de enviarlo al Ejército o la Armada. [14] Doman descubrió que el diseño del cubo del rotor era la causa real de las fallas de las palas. [14] Durante la Segunda Guerra Mundial, ejecutó un programa para igualar y equilibrar las palas de todos los helicópteros Sikorsky antes de que fueran entregados. [14] A lo largo de su mandato en Sikorsky, Doman aprendió continuamente sobre la dinámica de los rotores. [14]
Doman tuvo una experiencia muy desgarradora en Sikorsky cuando volaba como ingeniero de pruebas en un YR-4. [2] [14] El piloto había desacelerado el helicóptero a una velocidad muy baja, y entró en el llamado "estado de anillo de vórtice" donde las palas pierden sustentación y el helicóptero se agita de una manera casi incontrolable. [2] Los accidentes mortales de tal evento han resultado más de una vez en la historia de la aviación de ala rotatoria. [2] En este caso, sin embargo, el piloto de alguna manera consiguió que el helicóptero volara hacia atrás, lo que permitió que las palas recuperaran su capacidad de elevación y evitaran un choque. [2] Mientras estaba en Sikorsky, Doman conoció a Igor Sikorsky , y durante años le gustaba repetir su cita favorita de Igor Sikorsky , "Dios se encarga de los helicópteros". [2]
La compañía de helicópteros Doman
Junto con Clinton Frazier, matemático y colega de Sikorsky , Doman dejó Sikorsky después de la Segunda Guerra Mundial para desarrollar e implementar sus ideas. [2] Doman-Frazier Helicopters, Inc. se estableció en el otoño de 1945. [14] Inicialmente, la compañía estaba ubicada en la parte trasera de una oficina legal en la ciudad de Nueva York, pero pronto se mudó a un granero en Stratford, Connecticut, no lejos de la planta de Sikorsky. [14] Con la ayuda financiera del Cuerpo Aéreo del Ejército de los Estados Unidos , Doman obtuvo un helicóptero R-6 Sikorsky excedente de guerra. [15] Doman y su equipo de ingenieros modificaron el R-6 creando un sistema de rotor completamente nuevo que presentaba un buje de rotor con cardán único que se utilizó posteriormente en todos los helicópteros Doman. [2] Después de extensas pruebas de vuelo exitosas del Sikorsky R-6 modificado (Doman LZ-1A), el equipo de Doman diseñó y construyó, en una empresa conjunta con Curtiss-Wright Corp., un helicóptero Doman completamente nuevo, el CW- 40. [2] El CW-40 fue seguido un par de años más tarde por el Doman LZ-5 / YH-31. [2] Las muchas características innovadoras de este helicóptero pronto fueron cubiertas por numerosas patentes de Doman. [2] Mientras tanto, después de la salida del Sr. Frazier, la compañía pasó a llamarse Doman Helicopters, Inc. y se trasladó a Danbury, CT. [2] Doman Helicopters continuó durante casi 20 años, construyendo y probando varios helicópteros y realizando otros trabajos relacionados con aviones para sostener a la compañía mientras intentaba establecerse como un importante fabricante de helicópteros. [14] Los helicópteros Doman LZ-5 / YH-31 fueron probados extensamente por la compañía y por el Ejército y la Marina de los Estados Unidos. [14] Recibieron la certificación de la FAA de los Estados Unidos y de la autoridad canadiense equivalente, para la venta y uso comercial, después de pasar las rigurosas pruebas necesarias para tales aprobaciones. Los helicópteros Doman LZ-5 / YH-31 recorrieron los EE. UU. Y fueron bien recibidos por los clientes potenciales, especialmente en la industria petrolera a lo largo de la costa del Golfo. Uno incluso realizó una gira por Francia e Italia actuando en el Salón Aeronáutico de París en 1960. [2]
Los helicópteros Doman fueron un éxito técnico, pero la empresa no pudo reunir suficiente capital de riesgo para establecer una línea de montaje para la producción en masa. [2] La empresa cesó sus operaciones en 1969 y se disolvió legalmente poco después. [2]
Aerogeneradores y carreras con otras empresas
En enero de 1970, Doman empezó a trabajar para Boeing Vertol , la división de helicópteros de Boeing en Filadelfia. [14] Allí continuó siendo pionero en helicópteros, trabajando en una investigación financiada por el Ejército de los EE. UU. Y patentando mejoras de diseño adicionales para aumentar la velocidad de los helicópteros y reducir las vibraciones. [2] El embargo de petróleo árabe de 1973 despertó un gran interés en la energía eólica en Boeing y muchas otras empresas. [6] Mientras continuaba con sus innovaciones en helicópteros, Doman comenzó a realizar investigaciones sobre turbinas eólicas. [2] Adaptó modelos de simulación por computadora diseñados para helicópteros para estudiar turbinas eólicas. [2] Doman y su equipo luego construyeron aerogeneradores a escala para probarlos en un túnel de viento que normalmente se utiliza para helicópteros y aviones. [2] Doman pronto comprendió las similitudes y diferencias clave entre las turbinas eólicas y los helicópteros. [2] Es posible que los diseñadores de turbinas eólicas sin experiencia en helicópteros no conozcan las lecciones aprendidas de la historia de la tecnología de helicópteros, pero a mediados de la década de 1970 Doman tenía más de 30 años de ese aprendizaje que era directamente aplicable a las turbinas eólicas. [2] El MOD-2 de Boeing con el diseño flexible concebido por Doman, la turbina eólica de dos palas con una bisagra oscilante, se convirtió en un logro emblemático en un programa de energía eólica administrado por la NASA de 7 años para el Departamento de Energía de EE. UU. Y EE. UU. Departamento del Interior . [6] [16]
En enero de 1978, Doman regresó a Connecticut como ingeniero jefe de sistemas del programa de energía eólica en la división Hamilton Standard de United Technologies . [17] Basándose en el amplio conocimiento de Doman sobre la dinámica de los rotores tanto para helicópteros como para aerogeneradores, United Technologies diseñó y construyó dos de los aerogeneradores más grandes jamás construidos hasta ese momento (es decir, WTS-3, WTS-4). [6] Las características clave de esas turbinas, además de su tamaño, fueron el uso de solo dos palas (en lugar de tres, que es más común) y el montaje de las palas en un eje de bisagra oscilante. [2] Esto fue análogo al uso que hizo Doman del eje cardán en sus helicópteros, que tenían rotores de 4 palas. [2] Se instaló una turbina (WTS-4) y se probó con éxito en Medicine Bow, Wyoming, y la otra (WTS-3) en Suecia. [4] La turbina eólica WTS-4 mantuvo el récord mundial de producción de energía durante más de 20 años. [7] A lo largo de todos los estudios de investigación y las pruebas de las turbinas reales, hubo una rápida evolución en el pensamiento de Doman sobre los mejores conceptos de diseño. [14] Sin embargo, cuando los precios del petróleo se desplomaron a mediados de la década de 1980, United Technologies consideró que el mercado de la energía eólica no era rentable y detuvo el programa. [2]
El gobierno italiano se dio cuenta del trabajo de Doman, y en julio de 1987, cuando Doman se retiró de United Technologies , fue contratado por Aeritalia (el fabricante italiano más tarde conocido como Alenia ) y se mudó a Roma para dirigir el programa de energía eólica de Italia. [2] [7] [8] En este programa, Doman aplicó sus últimas ideas a una nueva máquina, considerablemente mejorada con respecto a las máquinas WTS-4 y WTS-3 que había diseñado para su instalación en Wyoming y Suecia respectivamente. [4] Bajo el liderazgo de Doman, un equipo de ingenieros italianos diseñó la turbina eólica Gamma 60 . [2] [8] La turbina eólica Gamma 60 fue la primera turbina eólica de velocidad variable del mundo con una bisagra oscilante. [1] [8] [18] Se fabricaron tres aerogeneradores Gamma 60 , y uno fue construido y probado con éxito entre 1992 y 1997 en la isla mediterránea de Cerdeña. [2] [8] Hubo intenciones de construir muchas más turbinas eólicas Gamma 60 , pero la política italiana y la falta de urgencia debido a los precios relativamente bajos del petróleo en la década de 1990 dieron como resultado la cancelación del programa. [2]
En 2003, Doman y el ingeniero mecánico nuclear italiano Silvestro Caruso formaron una nueva empresa, Gamma Ventures Inc., y compraron dos turbinas sin usar, los planos de ingeniería y los derechos de fabricación del proyecto italiano Gamma 60. [1] [8] En 2007, Gamma Ventures vendió una turbina y los derechos de fabricación a la empresa holandesa, Blue H Technologies, que estaba adaptando la tecnología de plataformas petrolíferas en alta mar para colocar turbinas eólicas en plataformas flotantes en aguas profundas lejos de la costa. [8] Blue H Technologies instaló la primera turbina eólica marina flotante del mundo en 2007 en el sur del mar Adriático con una turbina eólica de dos palas. [19] [20] Después de algunas revisiones en las estructuras y planes corporativos, los derechos de Gamma se transfirieron finalmente a una nueva empresa, Seawind Ocean Technology BV, que está trabajando en la colocación de turbinas con rotores de tipo Gamma en estructuras de soporte de hormigón en alta mar, con el objetivo de hágalo en numerosos lugares del mundo. [8] [21]
El innovador persistente
Doman permaneció activo hasta el final de su vida en 2016; completamente comprometido con el negocio, las estrategias técnicas y el análisis hacia un rendimiento superior de las turbinas eólicas a un menor costo en la aplicación de sus nuevas tecnologías de rotor. [8] También fue un ávido partidario del Museo del Aire de Nueva Inglaterra (en Windsor Locks, Connecticut), donde dos de sus helicópteros, el R-6 convertido (Doman-LZ1A) y un Doman LZ-5 / YH-31, están en exhibición. [13] [22]
De las 6 compañías de helicópteros originales en los Estados Unidos, Doman fue el último fundador de la compañía en fallecer. [4] Fue uno de los pocos pioneros de helicópteros en haber transferido tecnología de dinámica de rotor de helicópteros a turbinas eólicas. [5]
Un proyecto de energía eólica marina anunciado en febrero de 2017, que involucra a Seawind Ocean Technology BV, tiene como objetivo demostrar las aplicaciones de energía eólica presentadas por Glidden Doman, Anton Flettner y Kurt Hohenemser en duras condiciones de viento y mar. [10] [23] [8] [21] Doman trabajó hasta sus últimos días para asegurarse de que algún día la electricidad generada por el viento se produzca en grandes cantidades, mucho menos costosa que ahora, utilizando sus conceptos avanzados de tecnología de rotor. [8] [21]
galería de fotos
Ejército de los Estados Unidos - Helicóptero Doman LZ-5 / YH-31
Conversión Sikorsky R-6 Doman
Gamma 60 - prototipo de 1,5 MW
Patentes otorgadas por la Oficina de Patentes de Estados Unidos
- Patente de EE . UU . 2.451.541 - Equilibrador dinámico para palas de rotor (presentada el 24 de mayo de 1945, concedida el 19 de octubre de 1948)
- Patente de EE . UU . 2.550.538 - Control direccional y de compensación para aeronaves de ala giratoria (presentada el 9 de agosto de 1946, otorgada el 24 de abril de 1951)
- Patente de Estados Unidos 2.648.387 - Cabezal de rotor (presentada el 27 de junio de 1946, concedida el 11 de agosto de 1953)
- Patente de EE . UU . 2.687.856 - Control giroscópico de rotores de soporte (presentada el 18 de julio de 1946, concedida el 31 de agosto de 1954)
- Patente de los Estados Unidos 2.716.889 - Método para determinar y ajustar el momento de cabeceo aerodinámico de un miembro aerodinámico de tamaño completo y su aparato (presentado el 25 de noviembre de 1952, concedido el 6 de septiembre de 1955)
- Patente de EE . UU . 2.810.443 - Combinación de cabezal de rotor y plato oscilante (presentada el 18 de noviembre de 1950, concedida el 22 de octubre de 1957
- Patente de EE . UU . 2.827.251 - Armazón de avión con grandes aberturas laterales (presentada el 2 de abril de 1952, otorgada el 18 de marzo de 1958)
- Patente de EE . UU . 2.959.230 - Control mecánico direccional y de compensación para helicópteros (presentada el 16 de agosto de 1951, otorgada el 8 de noviembre de 1960)
- Patente de EE . UU . 2,978,038 - Mecanismo de operación de placa oscilante y combinación con placa oscilante (presentada el 11 de marzo de 1958, concedida el 4 de abril de 1961)
- Patente de EE . UU . 3.007.530 -Cabeza de rotor de helicóptero (presentada el 29 de julio de 1958, otorgada el 7 de noviembre de 1961)
- Patente de EE . UU . 3.007.654 - Rotor y pala para helicópteros (presentada el 27 de diciembre de 1956, concedida el 7 de noviembre de 1961)
- Patente de EE . UU . 3,082,826 - Cabezal de rotor con control de paso colectivo (presentada el 2 de julio de 1958, otorgada el 26 de marzo de 1963)
- Patente de EE . UU . 3,087,690 - Rotor con dos juntas en el eje de transmisión (presentada el 30 de enero de 1961, otorgada el 30 de abril de 1963)
- Patente de EE . UU . 4,004,757 - Amortiguador de oscilación para el buje de un rotor de helicóptero y su combinación con un helicóptero (presentado el 16 de octubre de 1975, otorgado el 25 de enero de 1977)
- Patente de EE . UU . 4.073.600 - Mecanismo de amortiguación para el cubo del rotor de un helicóptero para resonancia terrestre y contoneo y su combinación con el rotor (presentada el 14 de junio de 1976, concedida el 14 de febrero de 1978)
- Patente de EE . UU . 4,329,117 - Turbina eólica con aislamiento de perturbación del tren de transmisión (presentada el 22 de abril de 1980, otorgada el 11 de mayo de 1982)
- Patente de EE . UU . 4,353,681 - Turbina eólica con ajuste de guiñada (presentada el 19 de mayo de 1980, otorgada el 12 de octubre de 1982)
- Patente de Estados Unidos 4.515.525 - Minimización de los efectos de las oscilaciones de guiñada en turbinas eólicas (presentada el 8 de noviembre de 1982, concedida el 7 de mayo de 1985)
- Patente de EE . UU . 4,695,736 - Turbina eólica de velocidad variable (presentada el 18 de noviembre de 1985, otorgada el 22 de septiembre de 1987)
Ver también
- Tecnología Seawind Ocean
- Aerogenerador Gamma 60
- Turbinas de viento de la NASA
- Aerogenerador flotante
- Anton Flettner
- Kurt Hohenemser
- Aerogenerador de velocidad variable
- Energía eólica marina
Referencias
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enlaces externos
- Tecnologías Blue H
- Proyecto noruego
- Dr. Techn. Olav Olsen
- Tecnología Seawind Ocean