Рубить концы

Ветряк ВИЭМа со стабилизатором
Сабинина-Красовского

Как и все прочие укротители ветра, Сабинин и Красовский столкнулись с проблемой переменчивости его силы. Для устойчивой работы генератора требовалась более-менее устойчивая частота вращения ветряного колеса. В регуляторе Ветчинкина-Уфимцева скорость вращения ротора управлялась поворотом лопасти за счёт баланса аэродинамических сил, действующих на неё, и центробежных сил, действующих на грузы.

Сабинин добавил в схему третий элемент, небольшой стабилизатор на выносе лопасти. В его схеме центробежные силы заведовали углом установки стабилизатора, он же, в свою очередь, менял угол атаки лопасти. Зачем так надо было делать я, признаться честно, не понимаю. Хуже того, Сабинин тоже никому не объяснил, в чём преимущество такой схемы. Боюсь предположить, что он и сам не понимал. В последующем никто так больше не делал.

В отличие от неизвестных достоинств, недостатки схемы были вполне очевидны. Во-первых, это сложность конструкции, отсюда её дороговизна и ненадёжность. Во-вторых, геометрия лопастей со стабилизаторами была такова, что приходилось делать большой вынос ветряного колеса, чтобы лопасти не задевали о башню. В-третьих, крепёжные элементы, да и сами стабилизаторы, приводили к аэродинамическим потерям, из-за чего колесо Сабинина-Красовского выдавало меньшую мощность на том же ветре и с тем же диаметром, что колесо без стабилизаторов. Впрочем... оно работало. В технике этот аргумент часто является решающим.

Для того, чтобы проиллюстрировать сложность устройства стабилизации, просто приведу цитату из материалов Первой всесоюзной конференции по аэродинамики (1932 год), где оно было подробно описано. Заодно станет понятно, почему я не вдаюсь в детали. Желающие могут разобраться сами, материалы конференции общедоступны.

...Шатуны в свою очередь, пронизывая тройник махов, соединяются жёстко с опорной муфтой, регулирующей пружины. И эти же шатуны соединены через 2-плечие рычажки со штангой, идущей внутри маха и соединённой в свою очередь через 2-плечий рычаг с тягой, идущей к ушку стабилизатора. На конце штанги, идущей внутри маха, помещён центробежный груз. Эти центробежные грузы при предельных оборотах ветряного двигателя разовьют в сумме центробежную силу, достаточную для преодоления силы сопротивления регулирующей пружины и всего трения во всех деталях регулирующего механизма...

Чертежи стабилизаторной схемы регулировки

В последующем схема была усовершенствована тем, что регулировке подвергалась не вся лопасть целиком, но только конец её, как на рисунке в начале поста. Конструкция стала менее громоздкой, а эффективность её не сильно уменьшилась, ведь концы лопастей очерчивают значительную часть площади ветряного колеса, тем самым роль их велика. Следует отметить, что в наши дни вернулись к идее регулирования нагрузки на ветряк за счёт изменения геометрии концов лопастей, но на совершенно ином техническом уровне, разумеется. Рассматривается также возможность внедрения в лопасти активных элементов, подобных стабилизаторам Сабинина-Красовского, но это пока на уровне планов. Так что, идея жива.

Впрочем, эта схема уже успела войти в историю, благодаря одному ветряку, ею оснащённому. Без упоминания его не обходится ни один приличный обзор по истории ветроэнергетики. Ни отечественный, ни зарубежный. И только ради этого ветряка стоило о ней упомянуть.

Назад

К оглавлению

Вперёд