, вятърни генератори, мелници, хидравлични и пневматични задвижвания).

В машините с вентилатори лопатките или лопатките движат потока. При задвижване - потокът от течност или газ задвижва перките или лопатките.

Принцип на действие

В зависимост от големината на спада на налягането може да има няколко степени на налягане на вала.

Основни видове остриета

Ножовите машини, като най-важен елемент, съдържат дискове, разположени на вал, оборудвани с профилирани остриета. Дисковете, в зависимост от вида и предназначението на машината, могат да се въртят с напълно различни скорости, вариращи от няколко оборота в минута за вятърни генератори и мелници, до десетки и стотици хиляди обороти в минута за газотурбинни двигатели и турбокомпресори.

Остриетата на съвременните блейд машини, в зависимост от предназначението, задачата, изпълнявана от устройството и средата, в която работят, имат много различен дизайн. Еволюцията на тези конструкции може да се проследи чрез сравняване на лопатките на средновековните мелници - водни и вятърни, с лопатките на вятърен двигател и водноелектрическа турбина.

Дизайнът на лопатките се влияе от параметри като плътността и вискозитета на средата, в която работят. Течността е много по-плътна от газа, по-вискозна и практически несвиваема. Поради това формата и размерът на лопатките на хидравличните и пневматичните машини са много различни. Поради разликата в обемите при едно и също налягане, повърхността на остриетата на пневматичната машина може да бъде няколко пъти по-голяма от хидравличните остриета.

Има работни, изправящи и въртящи се ножове. Освен това компресорите могат да имат направляващи лопатки, както и входни направляващи лопатки, докато турбините могат да имат дюзови лопатки и охлаждани лопатки.

Дизайн на острието

Всяка лопатка има свой собствен аеродинамичен профил. Обикновено прилича на крило на самолет. Най-съществената разлика между острието и крилото е, че лопатките работят в поток, чиито параметри варират значително по дължината му.

Профилна част на острието

Според конструкцията на профилната част на острието те се разделят на остриета с постоянно и променливо сечение. Остриета с постоянно напречно сечение се използват за стъпала, при които дължината на острието е не повече от една десета от средния диаметър на стъпалото. При мощните турбини това обикновено са лопатките на първите степени на високо налягане. Височината на тези остриета е малка и възлиза на 20–100 mm.

Остриетата с променливо сечение имат променлив профил на следващите етапи, а площта на напречното сечение плавно намалява от коренната част към върха. За остриетата от последните етапи това съотношение може да достигне 6–8. Лопатките с променливо сечение винаги имат първоначално усукване, т.е. ъглите, образувани от правата линия, свързваща ръбовете на секцията (хордата) с оста на турбината, наречени ъгли на секциите. Тези ъгли, от съображения за аеродинамика, са зададени на различни височини, с плавно нарастване от основата към върха.

За сравнително къси остриета ъглите на усукване на профила (разликата между ъглите на монтаж на периферните и кореновите секции) са 10–30, а за остриетата от последните етапи могат да достигнат 65–70.

Относителното разположение на секциите по височината на острието по време на формирането на профила и позицията на този профил спрямо диска представлява монтирането на острието върху диска и трябва да отговаря на изискванията за аеродинамика, здравина и технологичност.

Остриетата се правят предимно от предварително щамповани заготовки. Използват се и методи за производство на остриета чрез прецизно леене или прецизно щамповане. Съвременните тенденции за увеличаване на мощността на турбината изискват увеличаване на дължината на лопатките на последните етапи. Създаването на такива лопатки зависи от нивото на научните постижения в областта на аеродинамиката на потока, статичната и динамична якост и наличието на материали с необходимите свойства.

Съвременните титанови сплави позволяват производството на остриета с дължина до 1500 mm. Но в този случай ограничението е силата на ротора, чийто диаметър трябва да се увеличи, но тогава е необходимо да се намали дължината на лопатката, за да се запази съотношението от съображения за аеродинамика, в противен случай се увеличава дължината на острието е неефективно. Следователно има ограничение на дължината на острието, отвъд което то не може да работи ефективно.

1. Лабиринтно уплътнение с радиален просвет
2. Рафт за превръзки
3. Миди с механично лабиринтно уплътнение
4. Отвор за подаване на охлаждащ въздух към вътрешните канали на охлажданата лопатка

Опашна част на острието

Конструкциите на опашните връзки и съответно стеблата на лопатките са много разнообразни и се използват въз основа на условията за осигуряване на необходимата якост, като се вземе предвид развитието на технологиите за тяхното производство в предприятието, което произвежда турбини. Видове джолани: Т-образни, гъбовидни, виловидни, рибена кост и др.

Никой тип опашка няма особено предимство пред друг - всеки има своите предимства и недостатъци. Различните заводи произвеждат различни видове опашни съединения и всеки от тях използва свои собствени технологии за производство.

Основни видове стебла на острието: 1. Т-образна опашка; 2. Гъбен джолан; 3. Стебло на вилица; 4. Коледна елха

Връзки

Работните лопатки на турбините са свързани в пакети чрез връзки с различни конструкции: ленти, занитени към лопатките или направени под формата на рафтове (твърда фрезована лента); проводници, запоени към лопатките или хлабаво вкарани в отвори в профилната част на лопатките, и центробежни сили, които ги притискат; с помощта на специални издатини, заварени един към друг, след като лопатките са сглобени върху диска.

Монтажни елементи на острието: 1. Перо острие; 2. Рафт; 3. опашка; 4. Бинтова тръба

Лопатки на парни турбини

Разлика в размера и формата на лопатките при различни нива на налягане на една турбина

Целта на турбинните лопатки е да преобразуват потенциалната енергия на компресираната пара в механична работа. В зависимост от условията на работа в турбината, дължината на нейните работни лопатки може да варира от няколко десетки до една и половина хиляди милиметра. Лопатките на ротора са подредени на стъпки, с постепенно увеличаване на дължината и промяна на формата на повърхността. На всеки етап лопатките с еднаква дължина са разположени радиално спрямо оста на ротора. Това се дължи на зависимостта от параметри като поток, обем и налягане.

Когато дебитът е равномерен, налягането на входа на турбината е максимално, а дебитът е минимален. Когато работният флуид преминава през турбинните лопатки, се извършва механична работа, налягането намалява, но обемът се увеличава. Следователно повърхността на работното острие се увеличава и съответно неговият размер. Например дължината на лопатката на първата степен на парна турбина с мощност 300 MW е 97 mm, последната - 960 mm.

Компресорни лопатки

Целта на лопатките на компресора е да променят първоначалните параметри на газа и да преобразуват кинетичната енергия на въртящия се ротор в потенциалната енергия на компресирания газ. Формата, размерите и методите за закрепване на компресорните лопатки към ротора не се различават много от турбинните лопатки. В компресор, при същия дебит, газът се компресира, обемът му намалява и налягането се увеличава, следователно на първия етап на компресора дължината на лопатките е по-голяма, отколкото на последния.

Лопатки на газотурбинни двигатели

Газотурбинният двигател има както компресор, така и турбинни лопатки. Принципът на работа на такъв двигател е компресирането на въздуха, необходим за горене, с помощта на лопатки на турбокомпресора, насочване на този въздух в горивната камера и, когато се запали с гориво, механичната работа на продуктите от горенето върху лопатките на турбината, разположена на същия вал като компресора. Това отличава газотурбинния двигател от всяка друга машина, която има или нагнетателни лопатки на компресора, както при компресорите и вентилаторите от всякакъв вид, или турбинни лопатки, както в парните турбини или водноелектрическите централи.

Лопатки (лопатки) на хидравлични турбини

Диск с хидравлични турбинни лопатки

Лопатки на вятърни турбини

В сравнение с лопатките на парни и газови турбини, лопатките на хидравличните турбини работят в среда с ниска скорост и високо налягане. Тук дължината на острието е малка спрямо ширината му, а понякога ширината е по-голяма от дължината, в зависимост от плътността и специфичния обем на течността. Често лопатките на хидравличните турбини са заварени към диска или могат да бъдат произведени изцяло с него.

Лопатките за хеликоптер са като гуми за кола. Меките остриета изглаждат реакциите на хеликоптера и го правят по-мързелив. Твърдите, напротив, принуждават хеликоптера да реагира незабавно на контрола. Тежките остриета забавят реакциите, леките влошават. Ножовете с висок профил отнемат повече енергия, докато тези с нисък профил са склонни да блокират, когато повдигащата сила намалее рязко. Когато избирате остриета, струва си да вземете предвид техните параметри и да изберете тези, които отговарят най-много на вашия стил и опит.

Когато избираме лопатки, първо гледаме тяхната дължина, тъй като дължината на лопатката зависи от класа на хеликоптера. По-често дължината се отнася до разстоянието от монтажния отвор на острието до крайната му част. Някои малко производители посочват пълната дължина на острието от приклада до върха. За щастие такива случаи са малко.
Силата на повдигане и съпротивлението при въртене, които острието създава, зависи от дължината. Дългото острие може да създаде повече повдигане, но също така отнема повече енергия за въртене. С дълги лопатки моделът е по-стабилен при зависване и има по-голяма „волатилност“, т.е. способен на по-големи маневри и по-добра авторотация.

Хорда (ширина на острието)

Важен параметър на острието, който най-често изобщо не е посочен и остава само да измерите сами акорда. Колкото по-широко е острието, толкова повече повдигане може да създаде при същите ъгли на атака и толкова по-остър е хеликоптерът, когато се контролира от циклична стъпка. Широкото острие има по-голямо съпротивление при въртене и следователно оказва по-голямо напрежение върху електроцентралата. Когато използвате остриета с широка хорда, точната работа на стъпката е важна, в противен случай можете лесно да „удушите“ двигателя. Най-голямото разнообразие в ширината се среща при лопатките за хеликоптери от клас 50 и по-висок.

Дължина и хорда.

Материал

Следващото нещо, на което трябва да обърнете внимание е материалът, от който са изработени остриетата. Днес най-разпространените материали, от които се изработват перките на хеликоптера, са въглерод и фибростъкло. Дървените остриета постепенно изчезват от сцената, тъй като нямат достатъчна здравина и силно ограничават възможностите за полет на хеликоптера. В допълнение, дървените остриета са склонни да променят формата си, което води до постоянна поява на „пеперуда“. Може би най-малкото, с което трябва да се задоволите днес, са остриетата от фибростъкло. Те не страдат от промени във формата, достатъчно са твърди, за да изпълняват леко 3D и са идеални за начинаещи пилоти на хеликоптери. Опитните пилоти със сигурност ще изберат карбонови остриета като най-твърди, позволяващи на хеликоптера да изпълнява екстремен пилотаж и дават на хеликоптера светкавична реакция на управление.

Важен параметър е теглото на острието. При равни други условия, по-тежка лопатка ще направи хеликоптера по-стабилен и ще намали скоростта на циклично управление на тангажа. Тежкото острие ще добави стабилност и редовност и ще съхрани повече енергия по време на авторотация, което прави маневрата по-удобна. Ако се стремите към 3D летене, изберете по-леки остриета.

Форма на острието

Прави, трапецовидни. Правата форма е по-често срещана, трапецовидната форма е по-екзотична. Последното ви позволява да намалите съпротивлението при въртене с цената на намален откат.

Форма на острието.

Симетричен - височината на профила е еднаква в горната и долната част на острието. Ножовете със симетричен профил са способни да произвеждат повдигане само при ненулева стъпка. Такива лопатки са най-често срещаните сред съвременните хеликоптери и се използват на всички модели, изпълняващи 3D пилотаж.
Полусиметричен - профилът в долната част на острието е с по-малка височина. Такива остриета са способни да създават повдигане дори при нулеви ъгли на атака, т.е. Те създават повдигане по същия начин, както крилото на самолета. Такива лопатки рядко се използват, като правило, само на големи реплики на хеликоптери.

Височина на профила

Колкото по-висок е профилът, толкова по-добре се съпротивлява на прекъсване на потока, но толкова по-висока е неговата устойчивост. Дървените остриета обикновено имат по-висок профил, но само за да имат достатъчна здравина.

Форма и височина на профила.

Дебелина на дупето

Дебелината на дупето е пряко свързана с размера на цапфите на вашия хеликоптер. Ако дупето е по-дебело, тогава острието няма да влезе в цапфата, ако напротив, ще виси. Обикновено дебелината на дупето е стандартна за един клас хеликоптер, но когато купувате перки, уверете се, че пасват на вашия хеликоптер. Някои производители оборудват лопатките с дистанционни шайби, които могат да се използват, ако гнездото на цапфата е по-голямо от дебелината на дупето. Такива шайби трябва да бъдат монтирани по двойки отгоре и отдолу на приклада, така че острието да е закрепено в центъра на цапфата.

Дебелина на дупето.

Диаметър на монтажния отвор

Диаметърът на отвора трябва да съответства на диаметъра на монтажния винт на цапфата. Подобно на дебелината на дупето, този параметър е стандартен, но си струва да го проверите, преди да закупите остриетата.

Позицията на монтажния отвор спрямо напредващия ръб.

Определя колко напредващият ръб на острието стърчи напред от цапфата. Отварянето назад кара острието да изостава зад цапфата, докато се върти, което прави тези остриета по-стабилни. Напротив, изместването на отвора към напредващия ръб кара острието да се върти напред от цапфата и това положение прави острието по-малко стабилно.

Позиция на монтажния отвор.

Форма на върха на острието.

Формата на крайната част влияе върху съпротивлението на въртене на ротора. Има прави, заоблени и скосени форми. По-правата форма създава повдигане по цялата дължина на острието, но има и най-голямо съпротивление при въртене.

Форма на върха на острието.

Надлъжен център на тежестта.

Положението на центъра на тежестта в надлъжна посока. Колкото по-близо е центърът на тежестта до върха на острието, толкова по-стабилно е острието и толкова по-добре извършва авторотация. Напротив, изместването на центъра на тежестта към дупето прави острието по-маневрено, но натрупването на енергия от острието по време на авторотация страда.

Напречен център на тежестта.

Позицията на центъра на тежестта е напречно на острието, от напредващия ръб към отстъпващия. Обикновено те се опитват да поставят центъра на тежестта така, че при въртене острието да не изостава зад оста и да не стърчи напред. Острие със силно обърнат назад център на тежестта изпъква, когато цапфата се върти напред и следователно е по-динамична.

Надлъжен и напречен център на тежестта.

Динамично балансиране: стърчащо/отстъпващо острие.

Параметърът зависи от позицията на монтажния отвор, теглото, положението на напречните и надлъжните центрове на тежестта. Като цяло, ако перката стърчи напред от оста при въртене, тогава такава перка е по-маневрена и по-подходяща за 3D полети, но отнема повече енергия и прави хеликоптера по-малко стабилен. Ако, напротив, острието изостава от оста при въртене, тогава такова острие е по-стабилно. Ако острието не изостава или стърчи, тогава това е неутрално острие. Това острие е най-универсалното и е еднакво подходящо за маневри в зависване и 3D полети.

Динамично балансиране.

Нощни остриета.

Нощни остриета с вградени светодиоди и вградена или сменяема батерия се използват за оборудване на хеликоптер за нощни полети. Заедно с лопатките се използват различни методи за осветяване на тялото на хеликоптера.

Остриета със защитен прът.

Прътът предотвратява разпръскването на острието на отделни части в случай на падане. Много полезен предпазен елемент, който, за съжаление, присъства само в скъпи остриета от известни производители. Случва се фрагменти от остриета, които не са оборудвани с такъв прът, да се разпръснат до 10 метра от точката на удара и могат да доведат до нараняване.

Лопатките на главния ротор на хеликоптера трябва да бъдат изградени така, че докато създават необходимата подемна сила, да могат да издържат на всички натоварвания върху тях. И те не просто биха издържали, но също така биха имали граница на безопасност за всякакви непредвидени случаи, които могат да възникнат по време на полет и по време на поддръжка на хеликоптера на земята (например рязък порив на вятъра, възходящ въздушен поток, рязък маневра, заледяване на лопатките, неправилно въртене на витлото след стартиране на двигателя и др.).

Един от проектните режими за избор на главен ротор на хеликоптер е режимът на вертикално изкачване на произволна височина, избрана за изчислението. В този режим, поради липсата на транслационна скорост в равнината на въртене на витлото, необходимата мощност е по-голяма.

Знаейки приблизително теглото на проектирания хеликоптер и определяйки размера на полезния товар, който хеликоптерът ще трябва да повдигне, те започват да избират витлото. Изборът на витло се свежда до избор на диаметъра на витлото и броя на неговите обороти в минута, при които проектният товар може да бъде повдигнат вертикално от витлото с най-малък разход на енергия.

Известно е, че тягата на главния ротор е пропорционална на четвъртата степен на неговия диаметър и само на втората степен на броя обороти, т.е. тягата, развивана от главния ротор, зависи повече от диаметъра, отколкото от броя на революции. Следователно е по-лесно да се получи дадена тяга чрез увеличаване на диаметъра, отколкото чрез увеличаване на броя на оборотите. Така например, като увеличим диаметъра 2 пъти, получаваме тяга 24 = 16 пъти по-голяма, а като удвоим броя на оборотите, получаваме тяга само 22 = 4 пъти по-голяма.

Знаейки мощността на двигателя, който ще бъде инсталиран на хеликоптера за задвижване на ротора, първо изберете диаметъра на ротора. За това се използва следното съотношение:

Лопатката на ротора работи при много трудни условия. Върху него действат аеродинамични сили, които го огъват, усукват, разкъсват и се стремят да откъснат кожата от него. За да „устои“ на такива аеродинамични сили, острието трябва да е достатъчно здраво.

Когато летите в дъжд, сняг или облаци с условия, благоприятни за заледяване, работата на перката става още по-трудна. Дъждовните капки, удрящи острието с огромна скорост, събарят боята. При заледяване на лопатките се образуват ледени израстъци, които изкривяват профила му, пречат на люлеенето му и го правят по-тежък. Когато съхранявате хеликоптер на земята, внезапните промени в температурата, влажността и слънчевата светлина имат разрушителен ефект върху перката.

Това означава, че острието трябва да бъде не само здраво, но и устойчиво на влиянието на външната среда. Но ако само това! Тогава острието може да се направи изцяло метално, като се покрие с антикорозионен слой и проблемът ще бъде решен.

Но има още едно изискване: острието, освен това, трябва да е и леко. Следователно, дизайнът на острието се основава на метална греда, най-често стоманена тръба с променливо напречно сечение, чиято площ постепенно или стъпаловидно намалява от кореновата част до края на острието. .

Лонгата, като основен надлъжен силов елемент на острието, поема силите на срязване и огъващия момент. В това отношение работата на лонжерона на острието е подобна на тази на лонжерона на крилото на самолет. Но лонжеронът на лопатката също е обект на центробежни сили в резултат на въртене на ротора, което не е случаят с лонжерона на крилото на самолета. Под въздействието на тези сили лопатката на острието е подложена на напрежение.

Стоманените фланци са заварени или занитвани към лонжерона за закрепване на набора напречни сили - ребрата на острието. Всяко ребро, което може да бъде метално или дървено, се състои от стени и рафтове. Металната обвивка е залепена или заварена към метални рафтове, обшивката от шперплат е залепена или заварена към дървени рафтове или обшивката от шперплат е залепена към пръстите на краката, а платнената обвивка е пришита към опашката, както е показано. В носовата част на профила ребрените фланци са закрепени към предния стрингер, а в опашната част - към задния стрингер. Стрингерите служат като спомагателни надлъжни якостни елементи.

Кожата, покриваща фланците на ребрата, формира профила на острието във всяка секция. Най-лекото е ленено покритие. Въпреки това, за да се избегне изкривяване на профила в резултат на деформация на тъканното покритие в участъците между ребрата, ребрата на острието трябва да се поставят много често, приблизително на 5-6 cm едно от друго, което прави острието по-тежко. Повърхността на лопатка със слабо опъната материя изглежда оребрена и има ниски аеродинамични качества, тъй като съпротивлението му е високо. По време на едно завъртане профилът на такова острие се променя, което допринася за появата на допълнителна вибрация на хеликоптера. Поради това тъканното покритие е импрегнирано с дрога, която, докато изсъхва, силно разтяга тъканта.

При изработката на кожи от шперплат, твърдостта на острието се увеличава и разстоянието между ребрата може да се увеличи 2,5 пъти в сравнение с остриетата, покрити с плат. За да се намали устойчивостта, повърхността на шперплата е гладко обработена и полирана.

Добри аеродинамични форми и голяма здравина могат да бъдат постигнати чрез направата на кухо изцяло метално острие. Трудността при производството му се състои в производството на лост с променливо напречно сечение, който образува носа на профила. Опашната част на профила на острието е изработена от ламарина, чиито предни ръбове са заварени наравно с лонжерона, а задните ръбове са занитени заедно.

Профилът на лопатките на ротора на хеликоптера е избран по такъв начин, че с увеличаването на ъгъла на атака спирането на потока възниква при възможно най-високите ъгли на атака. Това е необходимо, за да се избегне спиране на потока върху отстъпващата лопатка, където ъглите на атака са особено високи. Освен това, за да се избегнат вибрации, профилът трябва да бъде избран по такъв начин, че позицията на центъра на натиск да не се променя при промяна на ъгъла на атака.

Много важен фактор за здравината и производителността на острието е относителната позиция на центъра на натиск и центъра на тежестта на профила. Факт е, че при комбинираното действие на огъване и усукване, острието е подложено на самовъзбуждаща се вибрация, т.е. вибрация с непрекъснато нарастваща амплитуда (трептене). За да се избегнат вибрации, острието трябва да бъде балансирано спрямо хордата, т.е. центърът на тежестта върху кордата трябва да е в такова положение, че да предотврати самонарастващата вибрация. Задачата за балансиране се свежда до това, че центърът на тежестта на профила на конструираното острие е пред центъра на натиска.

Продължавайки да разглеждаме тежките условия на работа на роторната лопатка, трябва да се отбележи, че повредата на дървената обвивка на лопатката от дъждовни капки може да бъде предотвратена чрез укрепване на ламаринения кант по предния му ръб.

Борбата с обледеняването на острието е по-трудна задача. Ако такива видове обледеняване по време на полет като замръзване и скреж не представляват голяма опасност за хеликоптера, тогава стъкленият лед, постепенно и незабележимо, но изключително здраво растящ върху острието, води до утежняване на острието, изкривяване на неговия профил и, в крайна сметка до намаляване на повдигащата сила, което води до рязка загуба на управляемост и стабилност на хеликоптера.

Теорията, която съществуваше по едно време, че ледът ще се отчупи по време на полет поради пляскащото движение на перките, се оказа неоснователна. Обледеняването на острието започва първо в кореновата част, където огъването на острието по време на махащото му движение е малко. Впоследствие слоят лед започва да се разпространява все повече и повече към края на острието, като постепенно изчезва. Известни са случаи, когато дебелината на леда в кореновата част е достигала 6 мм, а в края на острието - 2 мм.

Има два начина за предотвратяване на заледяването.

Първи начин- това е внимателно проучване на прогнозата за времето в зоната на полета, избягване на облаци, срещани по пътя, и промяна на височината на полета, за да се избегне заледяване, спиране на полета и т.н.

Втори начин- оборудване на лопатките с устройства против заледяване.

Цяла гама от тези устройства са известни за хеликоптерни перки. За да премахнете леда от лопатките на ротора, можете

Трябва да се използва алкохолен размразител, който пръска алкохол върху предния ръб на перката. Последният, когато се смеси с вода, понижава точката си на замръзване и предотвратява образуването на лед.

Ледът може да се отчупи от лопатките на ротора чрез въздух, който се изпомпва в гумена камера, положена по предния ръб на ротора. Камерата за надуване разбива ледената кора, отделни парчета от която след това се помитат от лопатките на витлото от насрещния въздушен поток.

Ако водещият ръб на перката на ротора е направен от метал, тогава той може да се нагрява или с електричество, или с топъл въздух, преминаващ през тръбопровод, положен по предния ръб на ротора.

Бъдещето ще покаже кой от тези методи ще намери по-широко приложение.

За аеродинамичните характеристики на главния ротор от голямо значение са броят на лопатките на главния ротор и специфичното натоварване върху площта, обхваната от ротора. Теоретично броят на роторните лопатки може да бъде всякакъв, от един до безкрайно голям брой, толкова големи, че в крайна сметка се сливат в спирална повърхност, както се предполагаше в проекта на Леонардо да Винчи или в хеликоптерния велосипед на И. Биков .

Има обаче определен брой остриета, които са най-изгодни. Броят на лопатките не трябва да бъде по-малък от три, тъй като при две лопатки възникват големи неуравновесени сили и колебания в тягата на витлото. Показано е изменението на тягата на главния ротор около средната му стойност за един оборот на ротора за еднолопатни и двулопатни витла. Витлото с три лопатки практически поддържа средната стойност на тягата през целия оборот.

Броят на роторните лопатки също не трябва да бъде много голям, тъй като в този случай всяка лопатка работи в поток, нарушен от предишната лопатка, което намалява ефективността на главния ротор.

Колкото повече лопатки на витлото, толкова по-голяма част от площта на изметения диск заемат. Концепцията за фактор на запълване o е въведена в теорията на ротора на хеликоптера, който се изчислява като съотношението на общата площ

За проектния режим на работа на главния ротор на хеликоптер (стръмно изкачване) най-благоприятната стойност на коефициента на запълване е 0,05-0,08 (средна стойност 0,065).

Това натоварване е средно. Ниско натоварване е натоварване от порядъка на 9-12 kg/m2. Хеликоптерите, носещи такъв товар, са маневрени и имат висока крейсерска скорост.

Хеликоптерите с общо предназначение имат средно натоварване от 12 до 20 kg/m2. И накрая, голямо натоварване, рядко използвано, е натоварване от 20 до 30 kg/m2.

Факт е, че въпреки че високото специфично натоварване върху пометената площ осигурява голям полезен товар за хеликоптера, ако двигателят се повреди, такъв хеликоптер ще се спусне бързо в режим на самозавъртане, което е неприемливо, тъй като в този случай безопасността на спускането е компрометирано.

Контролер, мачта, опашка, инвертор и батерия.

Традиционно вятърният механизъм има три лопатки, фиксирани към ротора. Когато роторът се върти, се генерира трифазен променлив ток, който се подава към контролера, след което токът се дегенерира в стабилно напрежение и отива към батерията.

Тъй като токът протича през батериите, той ги захранва и ги използва като проводници на електричество.

След това токът постъпва в инвертора и достига необходимите стойности: монофазен променлив ток 220 V, 50 Hz. При умерен разход на произведената електроенергия, достатъчен за използване на светлина и електрически уреди, липсата на ток се компенсира от батерии.

Как да изчислим остриетата?

Можете да изчислите диаметъра на вятърна мелница за определена мощност, както следва:

1. Обиколката на витлото на ветрогенератор с определена мощност, ниска скорост и сила на вятъра, при които се подава необходимото напрежение, се повдига на квадрат спрямо броя на лопатките.
2. Изчислете площта на този квадрат.
3. Разделете площта на получения квадрат на мощността на конструкцията във ватове.
4. Умножете резултата с необходимата мощност във ватове.
5. За този резултат трябва да изберете площта на квадрата, като променяте размера на квадрата, докато размерът на квадрата достигне четири.
6. Впишете обиколката на перката на вятърния генератор в този квадрат.

След това няма да е трудно да разберете други показатели, например диаметър.

Изчисляването на най-приемливата форма на остриетата е доста сложно, за занаятчия е трудно да го изпълни, така че можете да използвате готови шаблони, създадени от висококвалифицирани специалисти.

Шаблон за острие от PVC тръба с диаметър 160 mm:

Алуминиев шаблон за острие:

Можете да опитате самостоятелно да определите производителността на лопатките на вятърната турбина.

Скоростта на вятърното колело е съотношението на кръговата скорост на ръба на лопатката и скоростта на вятъра може да се изчисли по формулата:

Мощността на вятърния двигател се влияе от диаметъра на колелото, формата на лопатките, тяхното разположение спрямо въздушния поток и скоростта на вятъра.

Може да се намери с помощта на формулата:

При използване на обтекаеми лопатки коефициентът на използване на вятъра не е по-висок от 0,5. С леко обтекаеми остриета – 0,3.

Необходими материали и инструменти

Ще са необходими следните материали:

• дърво или шперплат;
• алуминий;
• фибростъкло на листове;
• PVC тръби и компоненти;
• материали, налични у дома в гаража или сервизното помещение;

Трябва да се запасите със следните инструменти:

• маркер, можете да използвате молив за рисуване;
• ножици за рязане на метал;
• мозайката;
• ножовка;
• шкурка;

Вертикален и хоризонтален вятърен генератор

Вертикален вятърен генератор

Могат да бъдат класифицирани по ротори:

• ортогонален;
• Дария;
• Савоний;
• хеликоидален;
• многолопатен с водеща перка;

Хубавото е, че няма нужда да ги насочвате спрямо вятъра; Поради това не е необходимо да бъдат оборудвани с устройства, които засичат посоката на вятъра.

Тези конструкции могат да бъдат поставени на земята; Да направите такава конструкция със собствените си ръце е много по-лесно от хоризонтална.

Слабото място на вертикалните вятърни генератори е тяхната ниска производителност и изключително ниска ефективност, поради което обхватът им на използване е ограничен.

Хоризонталните вятърни генератори имат редица предимства в сравнение с вертикалните. Делят се на едно-, дву-, три- и многоделни.

Дизайните с една лопатка са най-бързи; те се въртят два пъти по-бързо от тези с три лопатки със същата сила на вятъра. Ефективността на тези вятърни генератори е значително по-висока от тази на вертикалните.

Значителен недостатък на хоризонтално-аксиалните конструкции е зависимостта на ротора от посоката на вятъра, поради което е необходимо да се монтират допълнителни устройства на вятърния генератор, които улавят посоката на вятъра.

Избор на типа остриета

Остриетата могат да бъдат основно от два вида:

• тип плаване;
• профил на крилото;

Можете да изградите плоски остриета като „крила“ на вятърна мелница, тоест тип платно. Най-лесният начин да ги направите е от голямо разнообразие от материали: шперплат, пластмаса, алуминий.

Този метод има своите недостатъци. При усукване на вятърна мелница с лопатки, направени по принципа на платното, не се включват аеродинамични сили; усукването се осигурява само от силата на натиск на вятърния поток.

Производителността на това устройство е минимална; не повече от 10% от вятърния поток се трансформира в енергия. При слаб вятър колелото ще остане в статично положение и още по-малко няма да произвежда енергия за битови нужди.

По-приемлив дизайн би бил вятърно колело с лопатки с профил на крилото. При него външната и вътрешната повърхност на лопатките имат различни площи, което позволява да се постигне несъответствие във въздушното налягане върху противоположните повърхности на крилото. Аеродинамичната сила значително увеличава степента на използване на вятърната турбина.

Избор на материал

Лопатките за вятърно устройство могат да бъдат направени от всеки повече или по-малко подходящ материал, например:

От PVC тръба

Правенето на остриета от този материал е може би най-лесното. PVC тръбите могат да бъдат намерени във всеки строителен магазин. Тръбите, които избирате, трябва да са предназначени за напорна канализация или газопроводи. В противен случай въздушният поток при силен вятър може да изкриви лопатките и да ги повреди срещу мачтата на генератора.

Лопатките на вятърния генератор са подложени на сериозни натоварвания от центробежна сила и колкото по-дълги са лопатките, толкова по-голямо е натоварването.

Ръбът на острието на колелото с две остриета на домашен вятърен генератор се върти със скорост стотици метри в секунда, такава е скоростта на куршум, излитащ от пистолет. Тази скорост може да доведе до спукване на PVC тръби. Това е особено опасно, защото летящите парчета от тръби могат да убият или сериозно да наранят хора.

Можете да излезете от тази ситуация, като скъсите максимално остриетата и увеличите броя им.Ветроходното колело с няколко остриета се балансира по-лесно и създава по-малко шум. Дебелината на стените на тръбата не е от малко значение. Например за вятърно колело с шест лопатки от PVC тръба с диаметър два метра дебелината им не трябва да бъде по-малка от 4 милиметра. За да изчисли дизайна на остриетата, домашният майстор може да използва готови таблици и шаблони.

Шаблонът трябва да бъде направен от хартия, прикрепен към тръбата и кръгъл. Това трябва да се направи толкова пъти, колкото има перки на вятърния генератор. С помощта на мозайката трябва да изрежете тръбата според маркировките - остриетата са почти готови. Ръбовете на тръбите са полирани, ъглите и краищата са закръглени, за да изглежда мелницата добре и да вдига по-малко шум.

От стомана трябва да се направи диск с шест ивици, който ще действа като структура, която обединява лопатките и фиксира колелото към турбината.

Размерите и формата на свързващата конструкция трябва да съответстват на типа генератор и прав ток, който ще се използва. Стоманата трябва да бъде избрана толкова дебела, че да не се деформира при удари на вятъра.

Изработена от алуминий

В сравнение с лопатките, направени от PVC тръби, алуминиевите са по-устойчиви както на огъване, така и на скъсване.Техен недостатък е голямото им тегло, което налага вземането на мерки за осигуряване на стабилността на цялата конструкция като цяло. Освен това трябва да балансирате колелото възможно най-внимателно.

Нека да разгледаме конструктивните характеристики на алуминиевите лопатки за вятърно колело с шест лопатки.

С помощта на шаблона трябва да направите шаблон от шперплат. Вече според шаблона изрежете заготовки за остриета в размер на шест парчета от алуминиев лист. Бъдещото острие се навива в жлеб с дълбочина 10 милиметра, а оста на превъртане трябва да образува ъгъл от 10 градуса със споделената ос на детайла. Тези манипулации ще осигурят на лопатките приемливи аеродинамични параметри. Втулка с резба е прикрепена към вътрешната страна на острието.

Свързващият механизъм на вятърно колело с алуминиеви лопатки, за разлика от колело с лопатки от PVC тръби, няма ленти на диска, а шпилки, които представляват парчета стоманен прът с резби, съвпадащи с резбите на втулките .

Фибростъкло

Остриетата, изработени от специфична тъкан от фибростъкло, сглобени от фибростъкло, са най-безупречните, като се вземат предвид техните аеродинамични параметри, здравина и тегло. Тези остриета са най-трудни за изграждане, тъй като трябва да можете да обработвате дърво и фибростъкло.

Ще обмислим изработването на остриета от фибростъкло за колело с диаметър два метра.

При направата на матрица от дърво трябва да се подходи най-внимателно. То се стругова от дървен материал по готов шаблон и служи за модел на острието. След като завършите работата по матрицата, можете да започнете да правите остриетата, които ще се състоят от две части.

Първо, матрицата трябва да бъде обработена с восък, едната страна да бъде покрита с епоксидна смола и върху нея да се разстила фибростъкло. Нанесете отново епоксидна смола върху него и отново слой от фибростъкло. Броят на слоевете може да бъде три или четири.

След това трябва да държите полученото бутер тесто директно върху матрицата за около ден, докато изсъхне напълно. Сега една част от острието е готова. От другата страна на матрицата се извършва същата последователност от действия.

Готовите части на остриетата трябва да бъдат съединени с епоксидна смола. Можете да поставите дървена тапа вътре и да я закрепите с лепило, това ще ви позволи да закрепите остриетата към главината на колелото. В щепсела трябва да се постави втулка с резба. Свързващият възел ще стане хъб по същия начин, както в предишните примери.

Балансиране на вятърното колело

След като лопатките са готови, трябва да завършите вятърното колело и да го балансирате. Това трябва да се направи в затворена сграда с голяма площ при условия на пълно спокойствие, тъй като вибрациите на колелото от вятъра могат да изкривят резултатите от балансирането.

Балансирането на колелата трябва да се извърши, както следва:

1. Закрепете колелото на такава височина, че да може да се движи свободно. Равнината на свързващия механизъм трябва да бъде идеално успоредна на вертикалното окачване.
2. Направете колелото напълно статично и го освободете. Не трябва да се движи. След това завъртете колелото под ъгъл, равен на съотношението 360/брой остриета, спрете, освободете, завъртете отново и наблюдавайте известно време.
3. Изпитванията трябва да се провеждат, докато колелото се завърти напълно около оста си. Когато освободено или спряло колело продължава да се люлее, частта от него, която гравитира надолу, е прекалено тежка. Необходимо е да заточите края на едно от остриетата.

Освен това трябва да разберете колко хармонично лопатките лежат в равнината на въртене на колелото. Колелото трябва да бъде спряно. На разстояние от около два милиметра от всеки ръб на едно от остриетата, укрепете две ленти, които няма да пречат на въртенето. Когато въртите колелото, остриетата не трябва да се придържат към решетките.

Поддръжка

За дългосрочна безпроблемна работа на вятърния генератор трябва да се вземат следните мерки:

1. Десет или четиринадесет дни от началото на работа, вятърната турбина трябва да се провери, особено монтажните елементи. Това се прави най-добре при тихо време.
2. Смазвайте лагерите два пъти годишноротационен механизъм и генератор.
3. Ако подозирате дисбаланс на колелото, което може да се изрази в вибрации на лопатките при усукване от вятъра, е необходимо да се извърши балансиране.
4. Проверявайте четките ежегоднопантограф.
5. Колкото е необходимо, покрийте металните части на вятърния генератор с оцветители.

Напълно възможно е домашен майстор да направи лопатки за вятърна турбина; просто трябва да изчислите и обмислите всичко и тогава у дома ще се появи истинска алтернатива на електрическите мрежи. Когато избирате мощността на домашно устройство, трябва да запомните, че максималната му мощност не трябва да надвишава 1000 или 1500 вата. Ако тази мощност не е достатъчна, трябва да помислите за закупуване на индустриална единица.

Използването на алтернативни източници на енергия е една от основните тенденции на нашето време. Чистата, достъпна вятърна енергия може да се преобразува в електричество дори във вашия дом чрез изграждане на вятърна турбина и свързването й към генератор.

Можете да изградите лопатки за вятърен генератор със собствените си ръце от обикновени материали, без да използвате специално оборудване. Ще ви кажем коя форма на острието е по-ефективна и ще ви помогнем да изберете подходящия чертеж за вятърна електроцентрала.

Вятърният генератор е устройство, което ви позволява да преобразувате вятърната енергия в електричество.

Принципът на неговото действие е, че вятърът върти лопатките, задвижва вала, през който въртенето се подава към генератора чрез скоростна кутия, което увеличава скоростта.

Работата на вятърна електроцентрала се оценява от КИЕВ - коефициент на използване на вятърната енергия. Когато вятърното колело се върти бързо, то взаимодейства с повече вятър, което означава, че отнема повече енергия от него.

Има два основни типа вятърни генератори:

• хоризонтална.

Вертикално ориентираните модели са изградени така, че оста на витлото да е перпендикулярна на земята. Така всяко движение на въздушни маси, независимо от посоката, задвижва структурата.

Тази универсалност е предимство на този тип вятърни турбини, но те отстъпват на хоризонталните модели по отношение на производителност и ефективност на работа.

Хоризонтален вятърен генератор прилича на ветропоказател. За да се въртят лопатките, конструкцията трябва да се завърти в желаната посока, в зависимост от посоката на движение на въздуха.

За наблюдение и улавяне на промените в посоката на вятъра са инсталирани специални устройства. Ефективността при това разположение на винтовете е значително по-висока, отколкото при вертикална ориентация. За битови нужди е по-рационално да се използват вятърни генератори от този тип.

Каква форма на острието е оптимална?

Един от основните елементи на вятърния генератор е набор от лопатки.

Има редица фактори, свързани с тези части, които влияят на ефективността на вятърната мелница:

• размер;
• форма;
• материал;
• количество.

Ако решите да проектирате остриета за домашна вятърна мелница, трябва да вземете предвид всички тези параметри. Някои смятат, че колкото повече крила има витлото на генератора, толкова повече вятърна енергия може да се произведе. С други думи, колкото повече, толкова по-добре.

Това обаче не е така. Всяка отделна част се движи срещу съпротивлението на въздуха. По този начин голям брой лопатки на витло изисква повече сила на вятъра, за да завърши един оборот.

В допълнение, твърде много широки крила могат да причинят образуването на така наречената „въздушна шапка“ пред витлото, когато въздушният поток не преминава през вятърната мелница, а я обикаля.

Формата има голямо значение. Скоростта на витлото зависи от това. Лошият поток причинява образуването на вихри, които забавят вятърното колело

Най-ефективният е вятърен генератор с едно острие. Но изграждането и балансирането му със собствените си ръце е много трудно. Дизайнът се оказва ненадежден, но с висока ефективност. Според опита на много потребители и производители на вятърни турбини, най-оптималният модел е трилопатен.

Теглото на острието зависи от неговия размер и материала, от който ще бъде изработено. Размерът трябва да бъде избран внимателно, като се ръководи от формулите за изчисление. По-добре е да обработите ръбовете, така че да има заобляне от едната страна и остър ръб от противоположната страна.

Правилно подбраната форма на лопатките на ветрогенератора е в основата на неговата добра работа.

Следните опции са подходящи за домашно производство:

• тип плаване;
• тип крило.

Лопатките тип платно са прости широки ивици, като тези на вятърна мелница. Този модел е най-очевидният и най-лесният за правене. Ефективността му обаче е толкова ниска, че тази форма практически не се използва в съвременните вятърни генератори. Ефективността в този случай е около 10-12%.

Много по-ефективна форма са остриетата на крилатия профил. Той включва принципите на аеродинамиката, които издигат огромни самолети във въздуха. Винт с тази форма се движи по-лесно и се върти по-бързо. Въздушният поток значително намалява съпротивлението, което вятърната мелница среща по пътя си.

Правилният профил трябва да прилича на крило на самолет. От едната страна острието има удебеление, а от другата има лек наклон. Въздушните маси текат около част от тази форма много плавно

Ефективността на този модел достига 30-35%. Добрата новина е, че можете сами да изградите крилато острие, като използвате минимум инструменти. Всички основни изчисления и чертежи могат лесно да се адаптират към вашата вятърна мелница и да използват безплатна и чиста вятърна енергия без ограничения.

От какво се правят остриета у дома?

Материалите, които са подходящи за изграждането на вятърен генератор, са преди всичко пластмаса, леки метали, дърво и едно модерно решение - фибростъкло. Основният въпрос е колко труд и време сте готови да похарчите за направата на вятърна мелница.

PVC канализационни тръби

Най-популярният и разпространен материал за производство на пластмасови лопатки за вятърни генератори е обикновена PVC канализационна тръба. За повечето домашни генератори с диаметър на винта до 2 m е достатъчна тръба от 160 mm.

Предимствата на този метод включват:

• ниска цена;
• наличност във всеки регион;
• лекота на работа;
• голям брой диаграми и чертежи в интернет, богат опит в използването.

Тръбите са различни. Това е известно не само на онези, които правят домашни вятърни електроцентрали, но и на всички, които са се сблъскали с инсталирането на канализация или водоснабдяване. Те се различават по дебелина, състав и производител. Тръбата е евтина, така че няма нужда да се опитвате да направите вашата вятърна мелница още по-евтина, като спестите от PVC тръби.

Лошокачествен материал от пластмасови тръби може да доведе до факта, че лопатките ще се спукат по време на първия тест и цялата работа ще бъде извършена напразно

Първо трябва да вземете решение за модела. Има много опции, всяка форма има своите недостатъци и предимства. Може би си струва първо да експериментирате, преди да изрежете окончателната версия.

Тъй като цената на тръбите е ниска и можете да ги намерите във всеки строителен магазин, този материал е идеален за първите стъпки в моделирането на остриета. Ако нещо се обърка, винаги можете да си купите друга тръба и да опитате отново; портфейлът ви няма да пострада много от подобни експерименти.

Опитни потребители на вятърна енергия са забелязали, че е по-добре да се използват оранжеви, а не сиви тръби за направата на лопатки на вятърни турбини. Те поддържат формата си по-добре, не се огъват след формирането на крилото и издържат по-дълго

Любителите дизайнери предпочитат PVC, тъй като по време на тестването счупеното острие може да бъде заменено с ново, направено за 15 минути на място, ако е наличен подходящ модел. Просто и бързо, и най-важното – достъпно.

Алуминий – тънък, лек и скъп

Алуминият е лек и издръжлив метал. Традиционно се използва за направата на лопатки за вятърни турбини. Поради ниското си тегло, ако придадете на плочата желаната форма, аеродинамичните свойства на витлото ще бъдат отлични.

Основните натоварвания, които вятърната мелница изпитва по време на въртене, са насочени към огъване и счупване на острието. Ако пластмасата бързо се напука и се провали по време на такава работа, можете да разчитате на алуминиев винт много по-дълго.

Въпреки това, ако сравните алуминиеви и PVC тръби, металните плочи все пак ще бъдат по-тежки. При високи скорости на въртене съществува голям риск от повреда не на самото острие, а на винта в точката на закрепване

Друг недостатък на алуминиевите части е сложността на производството. Ако PVC тръбата има завой, който ще се използва за придаване на аеродинамични свойства на острието, тогава алуминият, като правило, се взема под формата на лист.

След изрязване на частта според шаблона, което само по себе си е много по-трудно от работата с пластмаса, полученият детайл все пак ще трябва да се навие и да му се даде правилния завой. Няма да е толкова лесно да направите това у дома и без инструменти.

Фибростъкло или фибростъкло - за професионалисти

Ако решите да подходите съзнателно към въпроса за създаването на острие и сте готови да похарчите много усилия и нерви за него, фибростъклото ще свърши работа. Ако преди това не сте се занимавали с вятърни генератори, започването на запознанството ви с моделиране на вятърна мелница от фибростъкло не е най-добрата идея. Все пак този процес изисква опит и практически умения.

Острие, направено от няколко слоя фибростъкло, залепени с епоксидно лепило, ще бъде здраво, леко и надеждно. С голяма повърхност частта се оказва куха и практически безтегловна

За производството се използва фибростъкло - тънък и издръжлив материал, който се произвежда на рула. В допълнение към фибростъклото, епоксидното лепило е полезно за закрепване на слоевете.

Работата започва със създаването на матрица. Това е заготовка, която представлява калъп за бъдеща част.

Матрицата може да бъде направена от дърво: дървен материал, дъски или трупи. Обемният силует на половината острие се изрязва директно от масива. Друг вариант е пластмасова форма.

Много е трудно да направите заготовка сами, трябва да имате пред очите си готов модел на острие, изработено от дърво или друг материал, и едва след това от този модел се изрязва матрица за детайла. Имате нужда от поне 2 такива матрици, но след като сте направили успешна форма, тя може да се използва много пъти и по този начин можете да построите повече от една вятърна мелница.

Дъното на формата е обилно смазано с восък. Това се прави, за да може готовото острие лесно да се отстрани по-късно. Поставете слой от фибростъкло и го намажете с епоксидно лепило. Процесът се повтаря няколко пъти, докато детайлът достигне желаната дебелина.

Когато епоксидното лепило изсъхне, половината от детайла се отстранява внимателно от матрицата. Те правят същото с втората половина. Частите са залепени заедно, за да образуват куха триизмерна част. Лека, издръжлива и аеродинамично оформена, острието от фибростъкло е върхът на съвършенството за любителите на домашни вятърни паркове.

Основният му недостатък е трудността при реализиране на идеята и голям брой дефекти в началото, докато се получи идеалната матрица и алгоритъмът за създаване се усъвършенства.

Евтино и весело: дървена част за вятърно колело

Дървеното острие е старомоден метод, който е лесен за изпълнение, но неефективен при днешното ниво на потребление на електроенергия. Частта може да бъде направена от масивна дъска от светло дърво, като бор. Важно е да изберете добре изсушено парче дърво.

Трябва да изберете подходяща форма, но вземете предвид факта, че дървеното острие няма да бъде тънка плоча, като алуминий или пластмаса, а триизмерна структура. Следователно не е достатъчно да придадете форма на детайла; трябва да разберете принципите на аеродинамиката и да си представите очертанията на острието във всичките три измерения.

Ще трябва да използвате ренде, за да придадете окончателния вид на дървото, за предпочитане електрическо. За издръжливост дървото се третира с антисептичен защитен лак или боя

Основният недостатък на този дизайн е голямото тегло на винта. За да се движи този колос, вятърът трябва да е достатъчно силен, което по принцип е трудно постижимо. Дървото обаче е достъпен материал. Дъските, подходящи за създаване на витло на вятърна турбина, могат да бъдат намерени точно във вашия двор, без да похарчите нито стотинка. И това е основното предимство на дървото в този случай.

Ефективността на дървено острие клони към нула. По правило времето и усилията, които се отделят за създаването на такава вятърна мелница, не си струват получения резултат, изразен във ватове. Въпреки това, като модел за обучение или тестово парче, дървената част има място да бъде. И ветропоказател с дървени остриета изглежда впечатляващо на сайта.

Чертежи и примери на остриета

Много е трудно да се направи правилното изчисление на витлото на вятърен генератор, без да се знаят основните параметри, които се показват във формулата, както и да нямате представа как тези параметри влияят на работата на вятърната турбина.

По-добре е да не си губите времето, ако не искате да се задълбочите в основите на аеродинамиката. Готовите чертежи и диаграми с определени показатели ще ви помогнат да изберете подходящо острие за вятърна електроцентрала.

Чертеж на лопатка за витло с две лопатки. Изработен от канализационна тръба с диаметър 110. Диаметърът на витлото на вятърната мелница в тези изчисления е 1 m

Такъв малък вятърен генератор няма да може да ви осигури висока мощност. Най-вероятно е малко вероятно да успеете да изтръгнете повече от 50 W от този дизайн. Но витлото с две лопатки, изработено от лека и тънка PVC тръба, ще даде висока скорост на въртене и ще осигури работата на вятърната мелница дори при слаб вятър.

Чертеж на лопатка за витло с три лопатки на вятърен генератор, изработено от тръба с диаметър 160 mm. Прогнозната скорост при този вариант е 5 при вятър 5 м/с

Витло с три лопатки с тази форма може да се използва за по-мощни агрегати, приблизително 150 W при 12 V. Диаметърът на цялото витло в този модел достига 1,5 m. Ветроходът ще се върти бързо и ще се стартира лесно. Вятърната мелница с три крила най-често се среща в домашни електроцентрали.

Чертеж на домашно острие за витло на вятърен генератор с 5 остриета. Изработена от PVC тръба с диаметър 160 мм. Очаквана скорост – 4

Такова витло с пет лопатки ще може да произведе до 225 оборота в минута при очаквана скорост на вятъра от 5 m/s. За да изградите острие според предложените чертежи, трябва да прехвърлите координатите на всяка точка от колоните „Координати на предни/задни шарки“ към повърхността на пластмасовата канализационна тръба.

Таблицата показва, че колкото повече крила има вятърният генератор, толкова по-къса трябва да е дължината им, за да произведе ток със същата мощност

Както показва практиката, е доста трудно да се поддържа вятърен генератор с диаметър по-голям от 2 метра. Ако имате нужда от по-голяма вятърна мелница според таблицата, помислете за увеличаване на броя на перките.

Ще се запознаете с правилата и принципите в тази статия, която очертава процеса на извършване на изчисления стъпка по стъпка.

Балансиране на вятърна турбина

Балансирането на лопатките на вятърния генератор ще му помогне да работи възможно най-ефективно. За да извършите балансиране, трябва да намерите стая, където няма вятър или течение. Разбира се, за вятърно колело с диаметър над 2 м ще бъде трудно да се намери такова помещение.

Остриетата се сглобяват в завършена конструкция и се монтират в работно положение. Оста трябва да бъде разположена строго хоризонтално, на ниво. Равнината, в която ще се върти витлото, трябва да бъде настроена строго вертикално, перпендикулярно на оста и нивото на земята.

Витло, което не се движи, трябва да се завърти на 360/x градуса, където x = брой лопатки. В идеалния случай една балансирана вятърна мелница няма да се отклони с 1 градус, а ще остане неподвижна. Ако острието се е завъртяло под собственото си тегло, то трябва да се регулира малко, да се намали теглото от едната страна и да се елиминира отклонението от оста.

Процесът се повтаря, докато винтът е напълно неподвижен във всяка позиция. Важно е да няма вятър по време на балансирането. Това може да изкриви резултатите от теста.

Също така е важно да проверите дали всички части се въртят стриктно в една и съща равнина. За проверка се монтират контролни пластини на разстояние 2 mm от двете страни на едно от остриетата. По време на движение нито една част от винта не трябва да докосва плочата.

За да управлявате вятърен генератор с произведени лопатки, ще трябва да сглобите система, която акумулира получената енергия, съхранява я и я предава на потребителя. Един от компонентите на системата е контролерът. Ще научите как да направите това, като прочетете нашата препоръчана статия.

Ако искате да използвате чиста и безопасна вятърна енергия за нуждите на вашето домакинство и не планирате да харчите много пари за закупуване на скъпо оборудване, домашно направените перки от обикновени материали ще бъдат подходяща идея. Не се страхувайте да експериментирате и ще можете допълнително да подобрите съществуващите модели витла на вятърни мелници.