Техника - молодёжи 1958-07, страница 12

Ю. МОРАЛЕВИЧг инженер

Рис. С. ВЕЦРУМБА

Многие читатели обращаются в редакцию нашего журнала с просьбами рассказать о том, как построить небольшой, достаточно практичный и доступный ветродвигатель.

Человек уже в далекой древности научился использовать энергию ветра. С тех пор ветродвигатели непрерывно совершенствуются. И если в старинной ветряной мельнице много ветра терялось зря, то в современном усовершенствованном ветродвигателе коэффициент его использования достигает 30%. Но большое ли это достижение?

В тепловых двигателях нужно экономить драгоценное топливо — бензин, нефть. уголь. Это удорожает и усложняет двигатель, зато экономия топлива составляет десятки миллиардов рублей. Но стоит ли тратить огромные усилия и средства на то, чтобы экономить ветер? Следует ли усложнять и удорожать ветродвигатели во имя повышения коэффициента использования ветра? Этот вид энергии пока нигде не лимитируется. И главное, о чем должны думать конструкторы ветродвигателей,— это малые вес и стоимость установки на одну лошадиную силу, простота изготовления и эксплуатации.

Наиболее сложная и трудоемкая часть ветродвигателя — это ветроко-лесо. Самый простой пропеллер склеивается из нескольких слоев дерева и получается весьма тяжелым. А при неудачной склейке и быстром вращении такая конструкция может разлететься на части и причинить довольно серьезные разрушения.

Инженер Ю. Моралевич, статью которого мы публикуем, предлагает отказаться от призрачной экономии вольного и неисчерпаемого ветра, а экономить советует на стоимости ветродвигателей и их эксплуатации. Двигатель Моралевича прост и чрезвычайно легок. Это небольшая самодельная установка. Мы надеемся, что молодые энтузиасты советской ветроэнергетики продолжат начатое дело и создадут рациональные ветродвигатели средней и большой мощности, которых ждут в тысячах мест нашей страны.

Прежде всего нам предстоит решить, как мы будем использовать энергию ветра и какой мощности установка нам понадобится.

Конструкция должна быть решена так, чтобы ветродвигатель можно было построить в условиях небольшой домашней мастерской, лишь в крайнем случае прибегая к помощи мастерских в колхозе, в школе или на ближайшем предприятии.

Заранее придется примириться с мыслью о том, что коэффициент ис

пользования ветра у нас получится несколько ниже 30%. Однако «коэффициент» использования вложенных в установку средств и собственного труда получится значительно выше.

Наш простейший ветродвигатель можно прежде всего использовать для небольшой электростанции. В зависимости от автомобильного или тракторного генератора, которым вы располагаете, такая электростанция может осветить один или несколько домов автомобильными лампочками напряжением 6 или 12 вольт. Генератор от автомобиля «Москвич» способен питать током 10 лампочек по 10 ватт. Если же вы окажетесь обладателем тракторного генератора «ГА-4630», то может получиться целая иллюминация из 25 таких лампочек.

Наш ветродвигатель может быть также использован и для приведения в действие ручного насоса типа «Аль-вейер» или другой системы. В этом случае насос будет почти круглосуточно качать воду из артезианского колодца, ручья или пруда для орошения сада и огорода, для водопоя, для душевой и других нужд.

Прежде всего уточните вопрос, какая мощность ветродвигателя вам понадобится для вращения генератора или действия насоса. Характеристики некоторых генераторов нами приведены в таблице. Несколько сложнее подбирать мощность к насосу. Если это обычный ручной насос, то для замены человеческого труда понадобится мощность 0,2 л. е., а с «добрым» запасом — 0,4 л. с.

Размеры ветроколеса, необходимые при выбранной вами мощности, нетрудно подсчитать по следующей очень простой формуле:

В этой формуле N — требуемая мощность в л. е., D — диаметр ветроколеса. Если, например, D равно 2 м, то при скорости ветра 8 м в секунду, для которой составлена формула, мощ^ ность двигателя составит 0,4 л. е., или около 300 ватт. Фактически средняя скорость ветра бывает несколько ниже. Кроме того, нужно учесть механические и аэродинамические потери. Поэтому практически ветроколесо диаметром 2 м пригодно для ветроэлек-тростанции мощностью 100 ватт.

При 3-метровом ветроколесе станция сможет вырабатывать около 250 ватт и т. д. Для самодельной электростанции незачем задаваться диа« метром ветроколеса свыше 4 м. Это относится и к насосным установкам. Ведь с насосом ветроколесо такого диаметра сможет развить около 1,5 л. е., а при крепком ветре до 3 л. с.

Главные части ветроколеса — это сосновый, еловый, Ясеневый или бамбуковый шест и большой водопроводный тройник, который в крайнем случае можно сварить из ненужных об

резков стальных тонкостенных труб диаметром 2—3 дюйма (50—75 мм).

Аккуратно обработав и дважды пропитав шест горячей олифой, вставьте его в тройник и укрепите стопором, просверлив в тройнике отверстие диаметром 3 мм. Стопорной шпилькой может служить обычный гвоздь.

Еще перед сборкой к тройнику нужно приварить или приклепать стальной пруток с расклепанными концами. Длина готового прутка для 2-метрового ветроколеса двигателя должна быть равной 60 см_г а сечение его — 4—6 мм. Если возникнут затруднения со сваркой, то можно просто просверлить в тройнике сквозное отверстие, что позволит использовать пруток одновременно и в качестве стопорной шпильки шеста ветроколеса.

Когда шест, или, как его называют иначе, «мах», и поперечный пруток-фиксатор будут поставлены на место, концы маха нужно обмотать несколькими витками вязальной проволоки и вбить по большому гвоздю — не меньше 150 мм. Острые концы гвоздей затупите, а сами гвозди отогните в сторону так, чтобы они с плоскостью вращения ветроколеса составляли углы по 20°.

Лопасти такого ветродвигателя делают из тонкой, но достаточно плотной парусины или бязи. При ширине ткани в 1 м ее понадобится всего лишь 90 см.

Разрезав кусок ткани на две равные части, их сшивают (как это показано на рисунке), чтобы получить две оболочки крыльев с «карманами» для махов. Заготовленные таким образом оболочки надевают посредством карманов на махи.

Нижнюю кромку каждого крыла необходимо прибить к плоской планке сечением. 10X30 мм. В обоих концах планки просверлите отверстия: одно для пружинной или резиновой тяги и второе для привязывания к маху кусочком прочного шпагата с узлом между ними в качестве шарнира. Нарезав полосками старую велокамеру, собирают жгут сечением около 1 см² (сплетают «косичкой»). Этого достаточно для ветроколеса диаметром 2 м. Сопротивление растяжению тяг и их длину подберите опытным путем. Чем сильнее ветер, тем больше он будет нажимать на поверхность крыла, растягивая пружину или резину. Этим самым крыло будет евтоматически выключаться из чрезмерно сильного воздушного потока и не достигнет аварийного числа оборотов.

Наш ветродвигатель относится к быстроходным. При диаметре ветроколеса, равном 2 м, он дает до 700 об/мин. Однако автомобильные и тракторные генераторы не могут получить от него нужного числа оборотов для нормальной работы. Поэтому приходится прибегать не к прямому соединению вала ветроколеса с валом генератора, а к зубчатой передаче.

Для 2-метровсго ветроколеса доста-