Воздушный ротор Фергюсона

MARS  Воздушный ротор — это ветрогенератор в форме аэростата, оснащенного лопастями-чашками и вращающегося в горизонтальной плоскости. Привязь и кабель, по которому энергия доставляется вниз, подведены к оси аэростата, снабжённой стабилизаторами. Там же закреплён и электрогенератор. Сам аппарат поднимается гелием на высоту от 150 до 300 метров. Такой необычный ветряк изобрел канадец Фред Фергюсон (Fred Ferguson) и его компания Magenn Power (Magenn Power Air Rotor System — MARS).

При росте скорости ветра наблюдается эффект Магнуса (возникновение поперечной силы при обтекании воздухом вращающегося цилиндра) и MARS хочет подняться выше, благодаря чему не требуется какого-то специального управления. Также этот эффект благоприятно влияет на установку: дополнительно повышает темп вращения ротора, а еще — стабильность аппарата.Воздушный ротор

Ротор ФергюсонаПо расчетам, MARS сможет нормально работать при скоростях ветра от 1 до 28 м в секунду. Этот диапазон шире,чем у распространенных типов ветрогенераторов. Особенно важно то, что MARS сможет вращаться уже при довольно слабом ветре. Эта система эффективней аналогов на 40-50% и имеет невысокую стоимость (в расчете на ватт). Также ветрогенераторы отличаются легкостью транспортировки, монтажа и эксплуатации. Сейчас Magen Power работает над изготовлением первых экземпляров. Их мощность составит 4 киловатта.

MARSMagennpowerairrotorsystem

Применение MARS: развивающиеся страны, где инфраструктура ограничена или вообще отсутствует; для островных государств; фермы в отдаленных районах; вышки сотовой связи; геологоразведочное оборудование; резервное питание. Характеризуется быстрым развертыванием (включая десантирование) ветроэлектростанции в районах бедствия в чрезвычайных ситуациях.

Корабль Магнуса (иллюстрация с сайта magenn.com)

Фред Фергюсон приспособил и проверил тот же эффект Магнуса в других проектах. Он придумал ещё в 1978 году дирижабль под названием «Воздушный корабль Магнуса» (Magnus Airship), а запатентовал в 1980-м. Magnus Airship — это большая сфера с гелием, вращающаяся на горизонтальной оси, к которой крепится кабина пилота, двигатели для создания горизонтальной тяги и двигатели, вращающие саму сферу.

Magnus Airship

При поступательном движении дирижабля его сфера должна вращаться в обратном направлении. И чем больше скорость аппарата, тем больше «добавка Магнуса» к подъемной силе, которую дает гелий. То есть, за счет эффекта Магнуса, такой аппарат должен поднимать гораздо больше груза, чем аналогичный по объему традиционный дирижабль. Это и доказали испытания масштабных моделей в аэродинамической трубе, а позднее — в небе. Это значит, что для транспортировки 1 тонны груза нужен дирижабль меньшего объема, с меньшим аэродинамическим сопротивлением и парусностью.

Источники:

  1. http://www.mechanicalengineeringblog.com
  2. http://www.altenerg.ru
  3. http://www.membrana.ru

Другие статьи по этой теме:

  • Паруса ввиде колонн: эффект Магнуса
  • Эффект Магнуса

Эффект Магнуса

Давным давно игроки заметили, что, если придать вращение мячу при ударе, то его траектория заметно отличается от обычного прямого удара. «Срезанные мячи», ударяемые снизу, летят выше и дальше, ударяемые сверху — ближе и ниже, чем должно бы по их нормальной траектории. Если же ударить справа косо по мячу, то он отклоняется влево от плоскости, определяющей его первоначальное направление, и наоборот.

Артиллеристы, когда ещё стреляли круглыми ядрами, обратили внимание на неправильные отклонения траектории снаряда и, ещё в 1742 году, предположили, что эти отклонения могут быть связаны с вращением ядра.

Ротор Угринского и похожие — для ветро — и гидрогенераторов, змеев и парусного дела.

Инженеры перепробовали огромное количество всевозможных роторных систем, вращающихся в потоке за счет разного сопротивления лопаток по разные стороны от оси. Здесь мы будем рассматривать только такие роторы, у которых ось вращения перпендикулярна потоку. Их еще называют поперечными. У обычного ветряка — пропеллера ось параллельна потоку. У ротора Угринского, напоминающего катушку с лопатками, ось вертикальна. Он нечувствителен к смене направления ветра и хорош для невысокой скорости ветра. http://vetrogenerator.com.ua/vetrogenerator/vertikal/614-rotor-ugrinskogo-svoimi-rukami.html
http://www.mirodolie.ru/node/2372 Савониус на самодельном туристическом катамаране: http://modelist-konstruktor.com/turist_turistu/na-katamarane-rotor-parus Жалко, что там был именно ротор Савониуса, а не Угринского. Но это лечится. Плохо, что авторотирующий ротор (не знаю, как сказать более правильно) нужно каждый раз переворачивать при смене галса. Исключение только одно — простая пластина. Она будет вращаться в ту сторону, куда её изначально принудительно крутанули. Но именно простая пластина обладает самым низким КИЭВ среди всех поперечных роторов. Хотя роторные змеи, имеющие такое устройство, висят под приличным углом к горизонту.
Классический роторный парус пока крутят принудительно — со времён Флеттнера по сию пору.Моя тема о роторных змеях: http://prokite.ru/forum/viewtopic.php?f=10&t=4529
Вот этот змей (савониусный) поднялся чуть ли не в штиль !

Простая модель авиамодель с роторным крылом: https://www.youtube.com/watch?v=POHre1P_E1kВ качестве лопаток — просто пластины в диаметральной плоскости. Но летает ! Спасибо товарищу Магнусу !
Экспериментальный буер с роторным парусом: http://m454.narod.ru/rotor.htmlЛюбопытно, но жалко, что не испытан вариант с авторотацией.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.