Ещё одно стороннее изобретение, применённое в крыльях голландских мельниц, происходит из парусного флота. Ветер, как мы все знаем, непостоянен. Причём для ветроэнергетики проблему составляет не слабый ветер, а сильный. При высокой частоте вращения ветряного колеса края крыльев, как мы выяснили, перестают работать на вращение, зато осевое усилие на них сохраняется и возрастает с увеличением скорости ветра. Крылья изгибаются и в какой-то момент времени касаются основания мельницы. На этом её жизнь заканчивается, как это произошло на видео внизу.
Если мельница средиземноморская, то больших разрушений не произойдёт. Деревянные жерди-мачты не повредят каменную башню-основание. Более того, дело вряд ли дойдёт до столкновения, паруса порвутся раньше. Другое дело деревянная мельница голландского типа с массивными крыльями. Если добавить к картине мельницы, бешено размахивающей крыльями, взрыв муки и жёрнов, катящийся вприпрыжку из развалин, то поневоле начнешь сочувствовать селянам, подозревавшим мельника в особых связях с нечистой силой и отказывавшихся селиться неподалёку от мельницы.
Моряки, у которых всегда была та же проблема, решали её за счёт сокращения парусности. При сильном ветре они убирали паруса, а если и это не помогало, то рубили мачты. Крылья голландских мельниц тоже, в некотором роде, снабжались парусами, ведь снаружи деревянного каркаса они были обтянуты парусиной. Поэтому, для снижения забираемой от ветра мощности достаточно было убрать ткань с части крыльев. На рисунках и фотографиях мы часто видим один каркас крыльев без парусины вовсе, это потому что мельницы не работают. Каркас ещё и потому решётчатый, чтобы по нему можно было ползать как по лестнице, как это делают матросы, ставящие паруса.
Кинжальный риф взят
Но в такой регулировке было много неудобства: мельницу приходилось останавливать, а установка или снятие парусины требовала времени, да и работа была опасной. Требовались усовершенствования и они последовали. Изобретений было сделано множество, но начальные этапы прогресса в летописи не попали. Сами изобретения тоже не сохранялись ввиду недолговечности материала. Говоря по существу, предпринимались попытки внедрить решения, сходные с теми, что были найдены на флоте. Кое-что сохранилось на памяти и было воспроизведено в наши дни, как вот этот способ прилаживания паруса на картинке справа, взятой из Википедии. Моряки называют работу по конфигурации парусов "взятие рифов". Риф с картинки по-английски называется Dagger point, "кинжальный укол".
Автор снимка Jim Woodward-Nutt
Начиная с XVIII-го века появляются точные сведения не только о самих новшествах, но и об их авторах. Начинается промышленная революция, и появляется патентное право. Механизация внедряется повсюду, даже там, где в ней не было особой нужды. В 1772 шотландец Эндрю Мейкл (Andrew Meikle) изобретает парус для крыльев ветряной мельницы, основанный на принципе жалюзи. В его конструкции плоскость паруса собрана из деревянных ламелей, которые связаны воедино затворным стержнем. Чтобы изменить парусность на всём крыле достаточно воздействовать на управляющий орган. Примерно так, как мы управляем интерьерными жалюзи. Кстати, жалюзи были впервые запатентованы тремя годами ранее в Лондоне, но поворотный механизм для них только в 1841-м в Америке. Так что, ветряные мельницы были на острие технического прогресса, и не исключено, что мы до сих пор пользуемся изобретением, сделанным при их разработке.
Мельница Хупера
в Ирландии
Однако, для регулирования парусности мельницу по прежнему необходимо было останавливать. Прошло совсем немного времени и в 1789-м году английский изобретатель Стефен Хупер (Stephen Hooper) патентует решение этой проблемы. В его конструкции используется тот же принцип жалюзи, но управляющие органы соединены в один, на который теперь можно воздействовать без остановки мельницы.
Далее изобретений и патентов по регулировке парусности крыльев ветряных мельниц становится так много, что перечислять их нет сил, да и надобности тоже. В заключении хотелось бы отметить ещё одно обстоятельство. Приведённые здесь изобретения предвосхищают инженерные решения, используемые в авиации. Ламели крыльев ветряной мельницы -- прообраз устройств механизации крыла самолёта; всех этих предкрылков, закрылков, интерцепторов и прочих флаперонов. Когда появились первые самолёты, для них уже многое было готово. Крылья первых самолётов были устроены так же, как и крылья средневековых мельниц: деревянный решетчатый каркас, обтянутый тканью. Ветряные мельницы, всегда бравшие пример с парусников, начинают всё больше и больше засматриваться на самолёты. Которых пока ещё нет, заметьте.
Механизм поворота ламелей восьмикрылой мельницы ("паук"). Деревня Хекингтон, Англия, постройка конца XIX века, фото автора.
Сообщения
Комментариев нет:
Отправить комментарий