Крылья, ноги и хвосты.

Центробежный регулятор

Патент Халладея лежит здесь: http://docsteach.org/documents/4688450/detail. Точнее эскиз к нему. Я позволил себе сделать с него пару выкопировок. Прошло полтора века, патент выдавался на семь лет. Надеюсь, картинки не забанят, как в прошлом посте. Впрочем, это не важно. Схема очень общая, в последующем она воспроизводилась в разных вариантах, мало похожих на оригинал. Только что принцип оставался тот же самый. Картинку кто хочет может посмотреть самостоятельно.

Так в чём же новшество? Как ни странно, но в мельнице Халладея не было ничего нового. Все технические решения, составляющие её основу, уже прежде где-нибудь, да использовались. Вся хитрость была собрать их вместе, чтобы получилась хорошая машина, способная к тому же работать в полностью автономном режиме около месяца (межсервисный интервал).

Автоматизация  мельницы осуществлялась центробежным регулятором, который в словаре Брокгауза и Ефрона назван "колеса Галладая". На самом деле, такой регулятор частоты вращения ведущего вала был установлен ещё на знаменитой паровой машине Джеймса Уатта в конце XVIII-го века. Что интересно, машина Уатта тоже использовалась для перекачки воды. Можно сказать, что тепловой двигатель обогнал ветряной в гонке инноваций, но не тут-то было. Центробежный регулятор был известен ещё до Уатта и применялся... в ветряных мельницах. Правда там он работал несколько иначе. Он менял величину зазора между жёрновами в зависимости от частоты их вращения.

Подпись любопытная. Daniel Halliday.
Вероятно, это поздняя подпись чужой рукой, а не автограф.

В пояснительной записке к патенту лопасти ветряного колеса называются the wings or sails. "Крылья или паруса", терминология меняется, и это не филологический изыск. Меняется конструкция главного рабочего органа машины. На это обстоятельство в рассказах о мельнице Халладея обычно не обращают особого внимания, сосредотачиваясь главным образом на изложении принципа работы центробежного регулятора. Но последний хотя и являет собой хитроумную конструкцию, тем не менее, выполняет второстепенную функцию.

Его роль -- поворачивать крыло, изменяя угол атаки. С этой задачей может справиться и какое-нибудь другое устройство. Главное то, что лопасть теперь работает как жёсткое тело (первые крылья были деревянными, потом их стали изготавливать из металла). Вроде бы здесь нет новшества, мельница Хупера тоже имела поворотные пластинки, но они меняли парусность, а не угол атаки. Это существенная разница. Крылья мельницы Халладея скорей напоминают китайскую мельницу. Опять всё изобрели китайцы.

Другое новшество тоже обычно обходят вниманием, хотя оно такое же заметное, как и крылья. Хвост, разумеется. Хвост, работая как флюгер, устанавливает мельницу точно по ветру, а центробежный регулятор, изменяя угол атаки крыльев, регулирует частоту оборотов мельницы, не позволяя ей пойти в разнос. Вот такая немудрёная автоматика получилась.

Третье усовершенствование -- ферменная конструкция опоры, изобретение незапамятной древности, даже не получившее отражение в патенте, хотя в ветряных мельницах такие опоры прежде не использовались. Ферменная опора придала прочности конструкции при малой стоимости.

Для комплекта следует добавить неплохой насос и получаем ходовой продукт. Благодаря своей автоматике, мельницы Халладея нашли широкое применение не только на железной дороге, но и в сельском хозяйстве. Фермеры, как отмечается, покупали их даже в складчину, не заморачиваясь вопросами управления и техобслуживания. Популярности способствовало и то обстоятельство, что простота конструкции и ограниченность патента позволили работать на рынке конкурирующим фирмам, что удерживало цену на мельницы на низком уровне.

Именно от мельницы Халладея следует вести родословную современных ветряных турбин. По сути дела, далее происходили усовершенствования деталей конструкции. Основа же её, платформа, можно сказать, остаётся неизменной с 1854-го года. Однако, усовершенствование было делом непростым. Нужно было во многом разобраться, ведь создавались ветряные мельницы путём проб и ошибок, без теоретической основы.

Назад

К оглавлению

Вперёд