Юный техник 1997-06, страница 64

Авторское свидетельство № t022^ —? -

I ^r \ I . \ i J [

МОДУЛЬНЫЙ ВЕТРОАГРЕГАТ

•Ч7.Т.Г

Ветроэлектростанции да еще велосипеды больше всего привлекают внимание юных изобретателей. Вот и наш постоянный автор Данияр Агзамов прислал в редакцию проект своего ветроко-леса с вертикальной осью. Эксперты ПБ сочли его предложение вполне патентоспособным. Правда, ветроэлектрогенератор такой конструкции проигрывает в эффективности, но ведь новшеству всегда можно найти оптимальное применение.

А теперь давайте разберемся, в чем тут дело. Направление ветра и подъемной силы лопасти, вектор которой расположен в плоскости вращения, обычно взаимно перпендикулярны. При таких условиях лопасть работает как крыло самолета. В предложенной же Данияром конструкции они направлены вдоль одной прямой. Лопасть теряет свойства крыла, потому и сила, возникающая на ней, куда меньше.

Это видно из формулы. Сила X, направленная в сторону движения набегающего потока, называется лобовым сопротивлением крыла, а сила Y, перпендикулярная потоку, — подъемной силой. Их соотношение можно выразить следующими формулами:

X = С_х р/2 SW²(H);

Y = С_у р/2 Sw² (Н),

где р = 0,125 кг/м³ — плотность воздуха, S — площать крыла (в м²); W — скорость так называемого вымпельного ветра (в м/сек); С — коэффициент лобового со

противления, зависящий от угла атаки крыла; С_у —коэффициент подъемной силы.

Коэффициент лобового сопротивления крыла при угле атаки 90" достигает 1,2. Примерно таков же коэффициент подъемной силы крыла при угле атаки 13°. Обычно под таким углом и устанавливают лопасти ветродвигателей как с вертикальными, так и с горизонтальными осями. Казалось бы, можно ожидать неплохой эффективности в работе ветроустановки Агзамова. Но присмотревшись к формулам, приведенным выше, можно заметить разницу, и немалую, отличающую ее от традиционных конструкций.

В обеих формулах скорость вымпельного ветра представлена во второй степени. Чем это оборачивается, станет ясно, как только мы узнаем его величину. При традиционной схеме вымпельный ветер представляет собой диагональ параллелограмма, составленного из векторов истинного ветра и вектора скорости лопасти — то есть превышает модуль скорости истинного ветра. В предложенной же Данияром кон-

5' 4

Ветроколесо с вертикальной осью: 1 — ротор; 2 — статор; 3 — лопасти, вращающие ротор; 4 — лопасти, вращающие статор; 5 — опорные подшипники.

1