Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2001 № 05
Она стремилась развернуть плоскость вращения винта по ветру, что уменьшало скорость вращения. Хвост же ветродвигателя, напротив, ставил плоскость вращения винта перпендикулярно ветру, чем достигалось ее увеличение. Регулирование опять-таки достигалось в результате противоборства этих двух сил. Однако без введения дополнительных сложных устройств качество регулирования получалось невысоким.
Сегодня подобное регулирование осуществляется с помощью электроники.
Поддерживая постоянство скорости вращения, можно получать стабильное напряжение и частоту тока. Мощность же, развиваемая генератором, по-прежнему зависит от скорости ветра. Например, ветродвигатель Д-1,5 при скорости 4 м/с развивал мощность на клеммах генератора 2,5 Вт; при 5 м/с — 13 Вт; при 7 м/с — 60 и начиная с 8 и более м/с — 109 Вт. Поэтому без применения аккумуляторных батарей, сглаживающих эту неравномерность получаемой мощности, пользоваться ветряными электростанциями трудно.
Среднегодовая выработка энергии зависит от средней скорости ветра в данной местности. Там, где часто дуют сильные ветры, а значит, могут прекрасно работать ветряки, например в Калмыцких степях, людей не так уж много. В обжитых же местностях либо дуют слабые ветры, либо сильный ветер часто сменяет безветрие. Поэтому ветряная электростанция Д-1,5 в местности со средней скоростью ветра 4 м/с выдает за год 191 кВт/ч. А при среднегодовой скорости ветра 7 м/с — 548 кВт/ч в год.
Учтем, что КПД электрогенератора малой мощности в те годы не превышал 50 %. Таким же низким был и КПД зарядно-разрядного цикла тогдашних аккумуляторов. Таким образом, потребитель получал лишь четвертую часть энергии от лопастей ветродвигателя. Сегодня эффективность подобной электростанции была бы в два раза выше.
Есть смысл сравнить ее с небольшими бензиновыми электростанциями. Обычно они расходуют около 400 г бензина на кВт/ч. Получается, что крохотная ветроэлектрическая станция довоенного образца экономит от 100 до 300 л бензина в год, а ее современное исполнение в два раза больше.
Ветроэлектростанция Д-1,5 крепилась на верхушке обычного зарытого в землю деревянного столба, применяемого для прокладки сельских линий электропередачи. Она состояла из автомобильного электрогенератора постоянного тока с двухлопастным пропеллером на валу. Он вращался со скоростью 900 — 1200 об/мин.
Сам генератор был снабжен хвостом и мог свободно поворачиваться на оси под действием ветра. Общее представление о креплении головки ветродвигателя к оси дает рисунок 4.
Конструкция этого узла может быть и иной, более соответствующей вашим возможностям.
Важнейшая деталь двигателя — воздушный винт. От точности его изготовления зависит вся работа электростанции (рис. 5, 6).
Чертеж лопасти винта взят из старого пособия. Заготовка ее состоит из 2–3 слоев толстой фанеры, склеенных казеиновым клеем. Готовая лопасть должна быть тщательно отлакирована и отполирована.
На рисунке 7 втулка винта с механизмом изменения шага.
Его вам придется конструировать самостоятельно, приведя в соответствие с размерами современных шарикоподшипников и диаметром вала выбранного вами генератора. Поворот лопасти осуществлялся под действием инерционных сил, возникавших на поперечной стальной штанге (длина — 150, диаметр — 8 мм). На рисунке 8 — пружина регулирования, длина заготовки — 1175 мм, число витков — 14.
Рис. 8
Сегодня опыт создания ветродвигателей утерян. Людей, практически знакомых с ними, почти нет. Опыт вам придется нарабатывать с нуля. На наш взгляд, целесообразно вначале изготовить винт постоянного шага, регулировку производить при помощи лопаты. Ее размеры следует подобрать экспериментально.
Электрогенератор, систему регулирования и аккумуляторную батарею можно взять от легкового автомобиля. В этом случае освещение дома можно производить с помощью автомобильных ламп накаливания. Но более целесообразно применить люминесцентные лампы, питаемые от постоянного тока по специальной схеме.
Как видите, заставить ветер освещать дом не так уж просто. Бог вам в помощь!
А.ИЛЬИН
Рисунки автора
ВМЕСТЕ С ДРУЗЬЯМИ
«Батискаф», или аквариум наоборот
В жаркий летний день в зарослях камыша и осоки можно увидеть восхитительный спектакль рождения новой жизни. Выползают на воздух, просушивая свои радужные крылья, юные стрекозы, мечутся головастики, обремененные почти уже ненужными хвостами, маневрируют эскадры мальков, словно ими командует опытнейший адмирал. В каждом пруду — целый космос, неведомая нам планета!
И иной раз мелькнет фантазия: «Вот бы построить батискаф да окунуться в этот загадочный мир!» Но, к сожалению, дело это сложное. Не то что любитель, не каждая страна может его сделать.
Но, кажется, есть выход. Изобретатель Н.В. Безбородов предлагает подводный наблюдательный пункт, в чем-то похожий на гнездо водяного паука-серебрянки. Это прозрачная кабина из полиэтиленовой пленки, закрепленная на дне. Под кабину, а это, в сущности, водолазный колокол, насосом подается воздух. В образовавшемся пузыре располагается голова наблюдателя — по соображениям безопасности, да и трудно провести подобные работы под водой, глубина дна должна быть не более вашего роста.
Показанная на рисунке воздушная полость должна всплывать с силой около ста кг. Ее удерживает стальной обруч, прикрепленный болтами к четырем стальным полосам, заделанным в бетонное основание. Нижняя часть конструкции изготавливается на берегу. Все ее детали должны быть закруглены, не иметь острых граней и заусенцев во избежание порезов.
Трое крепких мужчин без особого труда установят конструкцию в воду. Затем подсоединяется обруч с пленкой, и колокол наполняется воздухом.
Обращаем особое внимание на то, что он должен быть чистым, без запаха машинного масла — иначе не избежать головной боли. А потому насос должен быть тщательно очищен, просушен на свежем воздухе и смазан, как это делали в старину, пищевыми жирами. Например, чистым прозрачным растительным маслом, свиным или бараньим салом.
И наконец, последнее. Конечно, вы опускаетесь, не в Марианскую впадину, но вода шуток не признает. Работайте только втроем. Двое на берегу у насоса и один под колоколом. Уходя домой, обязательно уносите свой «колокол». Иначе «непосвященные» могут попасть в беду.
НАШ ДОМ
Место смальты… яичная скорлупа
Искусную вещь можно делать из вполне обычных материалов. Хватило бы аккуратности да терпения. И мы предлагаем вам проверить себя, поработав с обычной яичной скорлупой. Пожалуй, лучшего материала для мозаики и не найдете. А предметом для украшения может послужить обыкновенная коробочка из картона. Очень красиво, к примеру, смотрится отделанная яичной скорлупой круглая коробочка из-под сыра «Виола».
Для начала яичную скорлупу надо тщательно промыть, удалить белые пленочки, высушить. Маленькие кусочки 2x2 см смазать слегка клеем и с помощью тонкого пинцета наложить на поверхность коробочки. Затем, размельчив, опять же с помощью пинцета распределить кусочки так, чтобы появились маленькие зазоры. Проступивший сквозь них клей время от времени надо удалять. Изобразительной же основой может послужить любой понравившийся рисунок или орнамент.
Как вы замечали, у куриных яиц скорлупа бывает разных цветов — от темно-коричневого до кипенно белого, да и оттенков масса. Кроме того, готовое изделие можно слегка подкрасить гуашью или акварельными красками.
С помощью яичной скорлупы можно выложить и красивое панно. Для этого плотный картон или натянутый холст покройте жидким маслом или акварелью определенной цветовой гаммы с характерными для этих красок потеками.
Закончив фон, дайте холсту высохнуть.
Подготовьте скорлупу и подумайте, что бы вы хотели изобразить. Если цветы — смастерите трафареты контура, наложите на фон и обведите карандашом все внутренние изгибы. Теперь можно выкладывать скорлупу. Клеем «Момент» прикрепите ее там, где следует. Готовую мозаику слегка подкрасьте акварелью или маникюрным лаком с модным сейчас добавлением серебряных, золотых и синих вкраплений.
Чем не подарок ко дню рождения?
* * *
Дорогие друзья!
Если в процессе работы вы придумали что-то свое, неповторимое — мы будем рады получить ваши письма и фотографии самоделок, а также ваши отзывы и пожелания.
