Почему у ветряка всего три лопасти?

В ролике рассматривается работа лопастей ветрогенератора и игрушечного бумажного вертолёта. Оказывается, что вертолёт с 2, 3, 4, 5 лопастями при той же массе спускается вниз с той же скоростью, что и парашют такого же диаметра. Поэтому уже 2 лопасти обеспечивают эффективный отъём энергии у набегающего потока воздуха.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/

[@SaihoS1]

Недавно разбирал этот вопрос. Для согласования лопастей с генератором на больших ветряках всегда ставится повышающий редуктор, который может оптимально согласовать любые лопасти с любым генератором по максимуму получаемой полезной мощности. И чем быстроходнее лопасти тем меньше повышающий коэффициент и значит меньше потери в редукторе, его сложность и выше общий КПД ветряка (считаем что обороты генератора поднять нельзя например из-за роста потерь в железе на вихревые токи). В этом смысле однолопастной ветряк (с противовесом) был бы самым лучшим выбором, "но есть нюанс", как говаривал Василий Иванович. Вернее таких нюансов три. Во-первых проблема однолопастных и двухлопастных ветряков это огромная разница в моментах инерции относительно башни когда лопасти направлены вертикально и когда горизонтально. Т. е. при поворотах ветряка за направлением ветра башня испытывает большие переменно направленные нагрузки на скручивание и изгиб, что требует от нее значительного запаса прочности (увеличения диаметра и значит перерасхода материалов), избегания резонансов (ограничения скорости поворота), повышенной прочности приводного вала и подшипников. Трех- и более- лопастные ветряки этого недостатка практически лишены. Во-вторых ограничение на быстроходность лопастей заданной длины накладывает прочность экономически оправданных материалов. В реальной жизни почти безальтернативно это прочность стеклопластика. Чтобы сделать двухлопастную установку тех же размеров и мощности что и трехлопастная - придется поднять обороты в полтора раза, а значит и материал нужен с в полтора раза более высокой удельной прочностью т. е. переход к углепластику. При этом имеем небольшой выигрыш на редукторе и сумасшедшее увеличение стоимости лопастей. Есть еще и в-третьих - ограничение скорости кончиков лопастей на уровне несколько ниже скорости звука. И хотя это ограничение больше касается летательных апаратов, а не ветряков - давайте его тоже упомянем. Современная гигантомания среди ветряков связана конечно в первую очередь с заметным увеличением скорости ветра при подъеме над поверхностью земли. Например SWT-7.0-154 - это флагманская модель компании Siemens. В её названии зашифрованы генерируемая мощность (7 МВт) и диаметр ротора с лопастями (154 м). Один оборот делает минимум за 5 с. Так вот кончики лопастей у него вращаются при этом со скоростью в треть скорости звука. Кстати, при превышении скорости ветра 25 м/с этот ветряк останавливают. При дальнейшем увеличении размеров придется еще сильнее уменьшать частоту вращения (чтобы остаться со стекловолокном) и одновременно увеличивать число лопастей (если лопасти вращаются слишком медленно, то ветер таки "проходит сквозь пальцы" и вы упускаете его энергию - тогда ради чего увеличивали размер?), но дополнительные лопасти стоят денег и к тому же увеличивают вес конструкции, а значит требуют усиления всего-всего включая башню и фундамент. Поэтому видимо больше 3-х лопастей не делают до тех пор пока удельной прочности стеклопластика (отношение прочности на разрыв к плотности) достаточно чтобы выдерживать центробежные силы при необходимых оборотах.

[@alekseykagan1102]

Ваш комментарий содержательнее ролика

[@SaihoS1]

@@alekseykagan1102 Сасибо. А Андрей не оценил. Видимо не согласен. Посмотрим что скажет в следующем выпуске )

[@steppeez]

при кручении в невесомости и при отсутствии аэродинамических сил, при одинаковых пропорциях турбины, механические напряжения зависят от окружной скорости (чтоб разорвать центробежными силами стекловокно, окружная сокорость должна быть во много махов, но кроме волокна в лопастях и подшипники в ступице напрягаются), центробежные силы помогают противостоять аксиальному напору ветра, норовящему согнуть лопасти или клёновое крылышко, оптимальная по критерию максимума мощности окружная скорость турбины зависит от скорости ветра и числа лопастей, а в поле тяготения и силы тяжести добавляют напряжений, эти зависящие от масштаба силы тяжести действуют и на массы самой конструкции и на паразитные налипающие массы - эти сомнительные замечания можно оспорить в спорах с опонетами или в спорах с самими железяками - предметами труда, которым надо объяснить техническое задание так, как это требуется руководящему начальству

[@SaihoS1]

@@steppeez "(чтоб разорвать центробежными силами стекловокно, окружная сокорость должна быть во много махов, но кроме волокна в лопастях и подшипники в ступице напрягаются)" Не согласен ни с первым утверждением ни со вторым. В первом не хватает, как минимум, упоминания размера, а если это исправить, то численной оценки. А во втором я согласился бы с тем что ступица напрягается, но вы настаиваете что (в следствие большой центробежной силы) "подшипники напрягаются". По-моему в сбалансированном ветряке и "в невесомости и при отсутствии аэродинамических сил" подшипники вообще не будут испытывать никаких нагрузок ни при какой скорости вращения. Извините, но и вывод про "эти сомнительные замечания можно оспорить" мне вообще не понятен. Что вы хотели сказать? В чем посыл?

[@steppeez]

@@SaihoS1 , можно попробовать исключить размер ротора (например, на композитных кругах для болгарки указана скорость [m/s]), в турбинах с адаптивно поворотными лопастями подшипники разные видны при монтаже, а спорит стоит в тех случаях когда есть цель доказать свою правоту

[@nikolaivoronov1940]

Посмотрел, послушал, почитал,.. Посмеялся местами от души! 😆 Несколько лет назад, из спортивного интереса, решил я построить ветряк у себя на участке. Чтобы, так сказать, оживлял пейзаж у дома... Задумано, -- сделано! Мачта, неодимовый генератор до 500Вт, .. и, самое интересное винт, небольшой такой, с диаметром не больше 3-х метров. Заведомо изучив опыт подобных конструкций, стало ясно, что совершенно не "ясно" сколько лопастей нужно для моего варианта и условий эксплуатации. По сему опытный винт позволял менять число лопастей без особой балансировки, -- 2, 3, 4, 6, 8. 2 лопасти. -- большая скороходность, но хорошо работает только при сильном ветре. 3 лопасти. -- неплохие показатели, но в моём Сибирском регионе и этого недостаточно. 4 лопасти -- относительно не плохо, но архаично, как старая мельница. 6 лопастей - значительный вращающий момент при слабом ветре, который преобладает в низине моего Сибирского региона. 8 лопастей - Мощный вращающий момент, приходит в движение даже от сквозняка, но большое аэродинамическое сопротивление при средних ветрах. Тормозит "сам себя". Избыточно перетяжелённый. Итого, выбор пал на 6-ти лопастной винт, с ускоряющей передачей. Для промышленных же установок актуален 3-х лопастной винт, оптимальной сложности и цены, которые базируются на местности с постоянными ветрами (например, побережье).. Что же до снимаемой мощности, то её проще получить некоторым увеличением диаметра винта, (ометаемой площади) разумеется в пределах разумного. PS. Мощность, вырабатываемая ветрогенератором, пропорциональна кубу скорости ветра.😊

[@user-xf1ov6cg9u]

Мельничные ветряки крутили жернова - это покруче, чем генератор на 500 ватт Мне нравятся многолопастные ветряки в фильмах вестерн. Всегда мечтал сделать ветряк, хотя бы для"оживления пейзажа"...

[@nikolaivoronov1940]

@@user-xf1ov6cg9u Многолопастные ветряки и сейчас строятся и используются на отдалённых фермах для подъёма воды из скважин,.

[@artsiomjamerake1101]

и в итоге как результат? порадовал? разочаровал? стоит оно того или только время зря?) а то тоже руки чешутся, но сомнений много)

[@Aleksandr0227]

@@artsiomjamerake1101 Я не делал ветряков, но размышлял и прикидками занимался не так мало (образование высшее техническое и стаж работы по специальности больше четверти века) Лично у меня получилось, что, как ни крути, штука эта (хоть двухлопастная, хоть 12-лопастная, хоть вертикальная, хоть горизонтальная) по деньгам получится так или иначе обязательно убыточной (поскольку в сельской местности 1кВт*час ~3,5руб). Но жизнь сложнее любых схем и в некоторых случаях ветряк себя оправдает. Это там, где не в деньгах счастье. Где, например, электричество подают с перебоями. И перебои те непрогнозируемы как календарно, так и по длительности.

[@user-ct8hb2cz4k]

Думаю истина посредине. Основные тезисы - форма лопостей резко лишает замеры релевантности, не построив математическую модель эксперементатор вынужден изучать частный случай. Лопасти, изменяющие свои геометрические параметры по заранее запраграмированному алгоритму, вместе с изменением характеристик подачи энергии (поток ветра) и отвода выработанной энергии (нагрузка электросети) сделают первые ветрогенераторы "паравыми двигателями" на фоне "турбированных малообъемных силачей".

[@user-oq8zm1fv3o]

Посмотрел ролик, чтобы узнать, почему 3 лопасти. Итог: а вот вы теперь подумайте сами, почему 3. Спасибо, как я сам не догадался подумать!

[@passka777]

Ну конкретно с ветряком, то, конечно, вопрос не до конца раскрыт. Но дадена мыслительная наводка - количество лопастей связано с конструкцией и жёсткостью. По сути, можно использовать и одну лопасть с противовесом, но не факт, что она заведётся при слабом ветре, а можно хоть 10. Но 10 будут создавать большое сопротивление и тормозить сами себя при среднем ветре. Получается, что 3 лопасти это конструктивный компромисс.

[@user-lt5xs9iy6i]

Зато парашютики посмотрел. Подача материала конечно удивительная. Вопросов больше чем ответов.

[@bumbarabun]

2 или 1 создают высокие нагрузки на башню при повороте ветряка в горизонтальной плоскости при смене направления ветра. Больше трех нецелесообразно экономически. Поэтому выбирают 3.

[@user-kz8fi5nl5p]

@@passka777 а разве ветряк не предназначен для торможения кинетической энергии ветра ? У 10 лопастей будет больше КПД при очень слабом ветре , когда 3 лопасти вообще стоять на месте будут . "тормозить сами себя"- это типа вытаскивать себя за волосы из болота ?

[@passka777]

@@user-kz8fi5nl5p3 лопасти это компромисс скорости вращения с крутящим моментом (возрастает с увеличением лопастей, но уменьшается скорость вращения). Можно поставить 10 лопастей с хорошим крутящим моментом и повышающий редуктор для достижения рабочих оборотов. Можно тот же КПД достичь просто тремя лопастями. Я думаю исчерпывающе и вопрос закрыт.

[@yaroslavberezhko4685]

Три лопасти часто делают чтобы при любом положении лопастей момент инерции винта относительно вертикальной оси (оси стойки на которой установлен ротор) был примерно одинаковым. Это в значительной тепени снижает вибрации и при смене направления ветра позволяет винту поворачиваться более плавно, а не рывками. Например, для двухлопастного винта момент инерции будет меняться в значительной степени(смена направления ветра в момент, когда лопасти находятся в вертикальном положении или в момент когда лопасти расположены по горизону) и будет приводить к совершенно разному отклику системы. Помимо этого это наиболее оптимальное количество лопастей с точки зрения скоростных режимов. Взять-то можно и однолопастной винт(с противовесом вместо второй лопасти) и он будет самым быстрым и самым мощным при сильных ветрах, но ресурс такого чуда будет весьма ограничен, а при слабом ветре он просто будет стоять. Более трёх лопастей - материалоёмкость и сложность конструкции растёт, а выгода - не очень. Исторически так сложилось, что три лопасти - это золотая середина. Некий оптимальный баланс при множестве различных факторов. Если в двух словах: экономическая целесообразность.

[@RobotN001]

Да не совсем в моменте инерции дело, а скорее в динамической связи деформаций и углов атаки, то есть в резонансе. Например у многих вентиляторов нечётное количество лопастей, и понятно, что дело не в моменте инерции 🧐

[@yaroslavberezhko4685]

Если бы Вы читали внимательней, то о "совсем" моменте инерции речь не шла. Это всего-лишь один из факторов, при этом весьма значимый, если не основной. Вместо нечётности лучше бы дельное что-то написали т.к. нечётность кол-ва лопастей это вообще не критерий. Одна лопасть - это тоже нечётное значение и что? И не рассказывайте сопроматчику про деформации. Я и сам сверх того могу рассказать, да вот только дело вовсе не в этом.

[@yaroslavberezhko4685]

@@RobotN001 "Динамическая связь деформаций и углов атаки т.е. резонанс" сами то поняли что написали? В поисках связи с нечётностью лопастей 😂 Каша какая-то, не позорьтесь...

[@eh1852]

@@yaroslavberezhko4685 вот все было хорошо до "не рассказывайте сопроматчику"... Дальше пошло чванство...

[@yaroslavberezhko4685]

@@eh1852 Всё было хорошо до некоторого момента, дальше пошла глупость. Чванство рождается тогда, когда от некоторых комментариев начинает кровь из глаз идти. Собсно ваш коммент, если уж по чесноку, ровно такое же чванство, Вы ведь могли просто пройти мимо, без своего фи.

[@Walker7745]

С Новым Годом. Не буду опровергать теорию, но поделюсь наблюдением. Мы испытывали кучу ветряков с разнообразными лопастями и разным их количеством. И вот я из всей этой кучи выделю два с одинаковым диаметром площади ометания. Российский "Ветросвет" с тремя лопастями и американский "Honey Well" с двадцатью лопастями. На ветрах от 7 м/сек и выше "Ветросвет" вращался быстрее и давал большую мощность. А вот если ветер был 5 м/сек и меньше, Ветросвет очень сильно замедлялся, а если скорость падала до 3-4 м/сек - вообще останавливался. А Honey Well продолжал крутиться вплоть до 1 м/сек. Да, он при этом выдавал мизерную мощность (мощность пропорциональна кубу скорости ветра). Но выдавал. А трехлопастной Ветросвет стоял. Есть все же разница сколько лопастей у ветряка. Похоже, теория на самом деле несколько сложнее. И есть ситуации, когда количество лопастей важно. -------------- А с точки зрения практики - Honey Well конечно крутился. Но при заявленной мощности в киловатты, он на слабых ветрах выдавал ватт сто. Не так давно, прошел цикл роликов на Ютубе о том, что нехорошие дядьки из академии наук затирают гениальных народных изобретателей. Эти изобретатели изобрели супер-пупер колесо, которое крутится даже при легком дуновении, когда все промышленные ветряки стоят на мертвых тормозах. Этим изобретателям, мол, надо нобелевские премии выдавать, а от них отмахиваются и не хотят их изобретения даже рассматривать. Да, выглядят такие публикации трагично. А на самом деле злые дядьки из академии абсолютно правы. Нет смысла рассматривать проект ветряка с колесом диаметром десяток метров, который выдает пол-сотни ватт на слабом ветре, а если ветер чуть посильнее, сносит своей парусностью и стойку и крышу, на которой его поставили.

[@non5309]

а если менять угол атаки?

[@AnatolyAnimitsa]

Горе изобретатели и дядьки академики не стоят даже треуголки лейтенанта древнего парусного флота. Который запросто решал не только задачу когда ставить и когда убирать брамселя, а потом и другие марселя и гроты, но даже на какие углы брасопить реи.

[@TOLOBAIKIN]

Абсолютли райт

[@TOLOBAIKIN]

У них хитрое крепления лопастей, при больших ветрах их отрывает и мачта остаётся целой 🤣

[@eugenepush]

@@non5309 если менять угол атаки, то цена на генератор возрастет в разы.

[@user-bl7vj8ni8s]

Из разряда интересных вопросов касательно аэродинамики, частично отвеченных в данном видео: "почему капюшон помогает от ветра, дующего в лицо?" :)

[@ToxicSpider]

А реально - почему? Хотя по-моему, не помогает. Не помню. Обращу внимание

[@user-lv3ij4cn2z]

Образуется воздушная подушка, она притормаживает скорость ветра, перед лицом

[@user-xl4bb5vi9i]

Перед лицом образуется небольшая зона повышенного давления отталкивающий поток идущщий прямо в лицо.

[@alexeyshabelnikov8411]

Да, помогает. Когда едешь на велосипеде в капюшоне, то нет шума в ушах, значит скорость воздуха возле ушей значительно меньше.

[@vladimirkvasov3128]

Капюшон наполняется и лицо как бы находится в зоне где уже воздуху некуда дальше дуть.

[@sudosu9216]

Гениально. Только глубокие знания дают такую лёгкость показать на пальцах. Спасибо

[@user-tt3qo1fe7o]

Чем больше лопастей тем медленне вращается ротор. У водоподъемных ветряков два десятка лопастей. Видел ветряк с одной лопастью. Пртивовесом служил короткий рычаг с болванкой. Так вот он вращался очень быстро.

[@igoraverin]

В детстве помню на станции юных техников, для скоростных кордовых моделей использовались однолопастные винты, как предельный вариант самого эффективного винта .(лопасть с балансиром вместо противоположной лопасти) Это имеет смысл, когда не очень важна масса изделия и "идешь на рекорд". В целом же - увеличение количества лопастей ведет к некоторому увеличению эффективности ротора (можно несколько уменьшить его диаметр) но оно же ведет и к увеличению сопротивления ротора (ведь набегающий поток "атакуют" не одна передняя кромка винта а две... три... ) При большем количестве эффективность уж практически не растет, а сопротивление увеличивается кратно количеству лопастей. Возможно именно на трех лопастях этот компромисс имеет максимум.

[@steppeez]

вспоминается; те кордовые модели были асимметричны в принципе, в том числе и их одноцилиндровые двухтакные двигатели

[@ShandlRu]

@@steppeez Не "были" а есть. Соревы по F2A F2B, F2D и F2C проводятся до сих пор, что классно. Сам бывший кордовик-боец. Ещё на "Комодах" КМД-2,5 летал))). Кордовые модели - самые смотрибельные соревнования, все радиомодели рядом по зрелищности не стоят. А ассиметричность кордовых моделей к этой теме никак не относится. И да, КПД винта зависит от количества лопастей, диаметра и оборотов. Низкооборотные винты - тонкие длинные лопасти с максимальным количеством 3, и то редко (я про пилотажки), а если скоростная - то это очень высокие обороты и максимум две, но лучше - одна лопасть.

[@SergeAli777]

И насколько помню однолопастные винты использовались и на резиномоторных планерах

[@steppeez]

@@ShandlRu , настоящее может и не отрицать истории прошлого и субъективную память (вспоминается; как одна кордовая пилотажка свалилась в круг в нескольких сантиметрах от моей башки - мне удалось успеть увенуться от прямого тарана, под ржание товарищей) а асимметричные грузила на правом крыле должны в некоторой степени влиять на расход энергии, но тогда мы не измеряли их практически, как и измеряли аэродинамические моменты и не исследовали пульсации аэродинамических сил, действующих на упруго трепещущую конструкцию, в основном осваивали технологии рукоделия под руководством руководителя кружка и развлекались

[@ShandlRu]

@@steppeezВы вообще про что??)))) Отрицать, не отрицать.. настоящее.. Прошлое... Причём здесь это)))) Разные длины крыльев и грузик на внешнем крыле - для компенсации веса корд и более ни для чего))) А любые полёты на кордушках - это очень зрелищно и классно...

[@user-cn8qv4ir1q]

Я думаю три лопасти нужно для баланса! Две лопасти не стабильные, приводящие к раскачиванию и повышенному износу подшипников!

[@MrAntivist]

За балансировку больше будет отвечать точность изготовления и прочность конструкции. Двухлопастной винт научились делать очень давно, качественная деталь сравнительно не дорога.

[@user-nl7lu9yj6w]

@@MrAntivist не нужно забывать, что эти "вертушки" расположены вертикально, а значит на них будет действовать сила гравитации не равномерно при их вращении. Для двух лопастей баланс будет достижим при их горизонтальном расположении. Значит, если вращать две лопасти, то на протяжении полного оборота найдется только 2 точки баланса. В то время как для 3-х лопастей таких точек баланса будет 6. Кроме того, в разбалансированном состоянии, сила стремящаяся привести лопасти к балансу будет сильнее для 2-х лопастей, чем для 3-х. А если учесть большие размеры ветряков и медленную скорость их вращения, то вопрос баланса становиться важным.

[@user-zq9bx5et7x]

Так то однолопастные ветряки бывают

[@Kolyan_74]

Согласен вибрации у трёх лопастей меньше.

[@vladimirviktorovichivanov7577]

Ток же трехфазный! На каждую лопасть вешается по одной обмотке и можно генерировать ток без редукторов :D

[@andreykuznetsov7442]

3-лопастной винт ведет себя как приличный (аксиально-симметричный) гироскоп. 2-лопастной винт при смене ориентации оси из-за смены направления ветра создает пульсирующую (ударную) нагрузку на ось, а не постоянную как нормальный гироскоп.

[@tomankt]

Плюсадын. Три лопасти - минимальное число, при котором моменты инерции вокруг всех осей в плоскости вращения равны, и не угрожает вибрацией при повороте оси вращения.

[@RobotN001]

Не такие большие угловые скорости конечно, но забавно.

[@technotrolla1254]

Вот я тоже это написать хотел

[@tomankt]

@@RobotN001 угловые скорости-то небольшие, зато огромные линейные размеры, а значит, и момент инерции весьма внушительный.

[@andreykuznetsov7442]

@@RobotN001 Проводил однажды эксперимент. Взял шуруповерт с достаточно большим сверлом. Сверло вкрутил перпендикулярно в середину деревянного бруска, чтобы он был сбалансирован. При повороте шуруповёрта рукой, ощущается неслабая вибрация даже при малых скоростях

[@MrDeDundead]

Посмотреть 10 минут, чтобы не получить ответа на вопрос 😅 Не надо так обламывать, но видео все равно полезное)

[@mibbim1991]

Да тут всё в комплексе. Если будет 1 или 2 лопасти, то вращаться будет быстрее, а преодолевать звуковой барьер лопастям нельзя. Если будет больше 3 лопастей (как на вертолёте МИ-8 или МИ-26), то реализовать потенциал потраченных материалов будет очень сложно, т.к. нагрузка (боковая) на колонну ветряка будет такой, что нужно под него ещё подпоры ставить, увеличится нагрузка на механизм редуктора, а это ещё материалы - в итоге не будет такого прироста в производительности - энергетика как никак ЗЕЛЁНАЯ )))

[@Androniy10]

Тут, по-моему, всё чуть сложнее, чем описано в модели. Каждая лопасть создает перед собой область повышенного давления сложной формы. Увеличивать количество лопастей имеет смысл до тех пор, пока эти области повышенного давления не начинают перекрывать друг друга (они как бы начинают мешать друг другу). Кроме того значение имеет, возможно, скорость вращения. Желательно, чтобы лопасть не попадала в область воздуха, который возмущён предыдущей лопастью. Таким образом, для медленных винтов бОльшее количество лопастей может имееть смысл.

[@user-pb5yg9qz9q]

Да, я тоже слышал что скорость вращения для вертолетов должна быть строго дозвуковой, хотя не понятно почему.

[@FrankFQC]

@@user-pb5yg9qz9q Это про другое - переход к сверхзвуку это резкое увеличение как сопротивления воздуха, а значит потерь, то есть падение экономичности, так и резкое увеличение шумности. Самих пилотов и пассажиров нужно будет от этого шума уберегать, и самый просто способ - не допускать сверхзвукового движения.

[@MrAntivist]

@@user-pb5yg9qz9q потому что при переходе на сверхзвук, кардинально меняется физика процесса, это касается и самолётов, сверхзвуковые имеют совершенно другой профиль крыла.

[@kostya1306]

@@MrAntivist Там еще до звука масса проблем возникает. На этом канале есть ролик по поводу скорости вращения лопастей вертолета.

[@user-hr9wq7bq7f]

@@kostya1306, тот ролик, насколько я помню, был про сложение-вычитание скоростей при полёте вертолёта вперёд на максимальную скорость.

[@salavatishikaev3104]

Маленькие одноместные вертолеты чаще всего делают двухлопастными. А тяжелые вертолеты имеют большее количество лопастей. Можно легко догадаться, с чем это связано. Эффективная заметаемая площадь зависит не только от длины лопастей, но и от скорости их вращения. Для тяжелых вертолетов нужны длинные лопасти, и, если их мало, то вращать надо быстро, но тогда центробежные силы могут стать чрезмерными. Ограничение на скорость вращения приводит к необходимости увеличивать количество лопастей.

[@RobotN001]

центробежные силы в реальных конструкциях редко становятся "чрезмерными". они наоборот зачастую помогают.

[@user-bz2sz7ku9r]

Вертолет с грузом висит на лопастях. Вот и всё.

[@salavatishikaev3104]

@@RobotN001 Любые силы могут стать чрезмерными. И привести к разрушению. Даже если "помогали" кому-то в чем-то.

[@salavatishikaev3104]

@@futuriones "в видео сказано, что количество не влияет на эффективность" Что такое эффективность? Возможно, Вы имели в виду эффективную площадь? Выражайтесь точнее, и к вам потянутся люди! И внимательнее смотрите и слушайте: количество лопастей напрямую связано со скоростью вращения.

[@salavatishikaev3104]

@@user-bz2sz7ku9r: "...висит на лопастях. Вот и всё." Даже немножко завидую людям, которым достаточно такого объяснения.

[@user-dw7wq3iw9m]

Большое СПАСИБО. Очень интересно даже для тех, кто в физике понимает мало...

[@MaxiGouogle]

Помимо всех уже описаных в коментариях причин и рассуждений, есть еще одна (которую не увидел), это возможность *АВТОКОЛЕБАНИЯ* винта при порывах и изменениях скорости ветра. Двух/четырех лопастной винт может войти в режим автоколебаний и резонанса и тогда ветряк развалится. А трех-лопастному ветряку резонанс практически не угрожает.

[@Grayhaired]

ИМХО, автоколебания винта, практически не зависят от количества лопастей. Скорее только от жёсткости и массы лопастей. Кроме того, современные ветряки - достаточно тихоходны и потому для них не критично изменение обтекания несовершенств поверхностей обтекания при значительном увеличении скорости потока.

[@user-to9bq7uh3y]

Дон Кихот не с теми ветряками бился или с теми?я запутался

[@user-xf1ov6cg9u]

Эти колебания, когда ось винта совпадает с осью вышки, возникают у двухлопастных! При трех и более лопастных винтах, вышки не подвержены таким нагрузкам. То есть, "окружная балансировка" , если можно так выразиться.

[@mikejordan9903]

@@user-to9bq7uh3y почему то никто не ответил на этот вопрос. Странно.

[@sperelup1967]

Любому винту с нечетным количеством лопастей не угрожает.

[@MrAntivist]

Чем длинней и уже лопасть (коэффициент удлинения) тем производительней винт. Длина лопасти - ограничена (не должна цеплять за землю). В случае ветряка остаётся только сделать повыше мачту, побольше винт и заложить большие запас прочности и ресурс. Полагаю, что 3 лопасти - золотая середина между нагрузкой на лопасти и их эффективностью и стоимостью производства. В истории были примеры, как например британский истребитель Spitfire, на который в разные годы устанавливали двигатели разной мощности, комплектуя винтом с лопастями от 2 до 5шт. В виду сравнительно, малой скорости вращения винта ветряка, можно было бы поставить и 4-5 лопастей, которые не мешали бы друг другу завихрениями. Но это было бы дорогим излишеством при той же эффективности.

[@biper87]

Да, тоже про прочность сразу подумал...поскольку логично, что ветряки ставят в районах, где дует ветер, а он далеко не постоянный, то три лопасти как раз на случай непогоды или сильного ветра. Золотая середина цена/качество

[@CastBulat]

Мне кажется, может ошибаюсь, по поводу спитфаера, увеличение количества лопастей связано с тем, что этот самолёт был очень быстрым. Обеспечить дозвуковое движение лопастей, а на самом то деле дозвуковое обтекание этих лопастей, можно уже только увеличивая их количество, так как чем меньше нагрузка на каждую лопасть, тем по принципу Бернули будет и меньше скорость обтекания. А нагрузка будет падать, по тому что увеличение количества лопаток не пропорционально же увеличивает тягу (почти таже тяга делится на большее количество лопастей).

[@evgeniysvinovsky326]

Количество лопастей на самолётах обусловлено необходимостью съема мощности с двигателя. Мощность мотора на спитфайре выросла за войну примерно вдвое. Сделать же винт большего диаметра было нельзя, так как самолёт цеплял бы землю винтом. Поэтому увеличивали число лопастей

[@CastBulat]

@@evgeniysvinovsky326 уверены? Я честно мало что понимаю, но Bf.109K-4, его прямой соперник, 2000 л.с. и винт с тремя допастями. У спитфаера 1500 было у какой то модификации.

[@volodymyr6826]

на ветряных мельницах было 4-5лопастей.не думаю что предки наши были дурнее паравоза!

[@mm74forums7]

У кленового семечка вообще одно крыло. Природа за миллионы лет нашла оптимальную конфигурацию.

[@qrspeter]

а семечко крутится само по себе или к чему-то прикручено и с него снимается какая-то энергия или на нем висит какой-то груз который не должен сам вращаться? Ведь главная задача семечка отлететь подальше от дерева, а задача винтов - нести груз, например, а не отбросить лопасти подальше от оси.

[@starbat3790]

Вот такие люди не дают полностью погрузиться в потреблядство, и сохранять связь с тем как всё устроено. Спасибо огромное за труды. Вы - наша опора в этом мире!

[@G.o.o.d.]

@starbat3790 Зачётная логика) Как сказал один из моих знакомых:- Мы берём кредиты, для того чтобы работать. Иначе, без кредита нас работать не заставишь)

[@Alex-bx3ed]

@@Eugen_Belyaev Алгоритмы ютуба-гугл в помощь. На просмотры влияют комментарии, так же заказывают бото фермы для раскрутки канала, лайки-дизлайки и жалобы на канал и видео, и ещё это обще-популярный формат широкого потребления, а у Вас может узконаправленная серьёзная тематика и поэтому школята и домохозяйки не смотрят.

[@alexandrgarkusha2154]

@@Eugen_Belyaev процесс для процесса?а как же со смыслом жизни,передачей знаний грядущим вслед или вы выступаете с позиций господа бога? Не, ну повыпендриваться святое дело,блеснуть непризнанным талантом.

[@GrayUgr]

@@Eugen_Belyaev чиркани адрес, вышлем галоперидола или поможем вернуться в стационар под наблюдение специалистов.

[@aezakmi671]

Сейчас интернет не такой открытый как раньше, все работает с помощью ии т.е то что ты видишь в ютубе(без запроса) это твои интересы

[@vladimirgarfert9180]

Для ветряка еще есть понятие быстроходности. И количество лопастей зависит от того что нужно вращать. Для генераторов применяют как правило 3-лопастные ветряки. А для всяких приводов типа водяных насосов многолопастные. Они менее быстроходны, но имеют меньшую скорость страгивания. Т.е. стартуют при меньшей скорости ветра. Ну и коэфф использования ветра выше у малолопастных ветряков.

[@RobotN001]

коэфф использования сильного ветра или среднегодового ветра 🧐 ну да, логично.

[@vladimirgarfert9180]

@@RobotN001 мгновенный коэфф использования, назовем его так.

[@Danila_DDD]

именно так, количеством лопостей регулируется скорость вращения, 2 лопасти слишком быстро крутятся и шум как от самолёта будет, слишком много лопостей это утяжеление, усложнение и удорожание конструкции в целом

[@user-hr2jt9qe1v]

Спасибо за труд! Как всегда интересно и познавательно.

[@gloomych]

Спасибо! Как всегда безумно интересно и просто объясняете сложные вещи

[@user-ih6bg7yf2u]

Действительно интересно! 👍 Век живи, век учись!

[@Serega21]

Благодарю за ваш труд! Последнее время меня очень интересовал вопрос о количестве лопостей.

[@alexandershuricos8906]

Вы, ребята, всё круче и круче! Теперь ещё и очень удачная и наглядная графика добавляется. Прямо молодцы!

[@user-qs1wv2cs4c]

Спасибо за ролики! Давно с таким удовольствием не наблюдал за физикой процессов и рассуждением о них! С Новым Годом!

[@user-nb4ho1pt4l]

Спасибо за ролики. Доступно, и самому не приходится разбираться в течении долгого времени.

[@kolodjagnij]

Скорость вращения разная, чем больше лопастей тем медленнее вращаются роторы Но есть еще крутящий момент, чем больше лопастей тем он выше 3 лопасти это компромисс между скоростью вращения и крутящим моментом

[@user-zx4nw1pr6q]

👋👍😉 Всех с новым годом! Всегда хорошего настроения!))

[@ludentrop]

С новым годом! Спасибо за все, что вы делаете!

[@Evgenij_Pavenko]

Спасибо, Андрей! Я давно недоумевал по этому вопросу. Даже искал инфу, и не находил.

[@SaihoS1]

Кстати, на видео со сравнительным полетом многолопастных винтов отлично видно что чем больше лопастей тем медленнее они вращаются и соответственно меньше оттягиваются центробежной силой, складываются вверх, а значит уменьшается ометаемая площадь и увеличивается скорость падения. На глаз как раз на 10-20%.

[@user-pb5yg9qz9q]

Для раскрутки 2х лопастей придется делать большой угол атаки, а значит большое сопротивление вращению. Т.е. такой генератор не сможет работать на малом ветре и будет быстро останавливаться

[@seus5878]

угол атаки регулируется на больших ветряках. при штормовом ветре выше определённой скорости ветряк останавливают и блокируют.

[@musdoctus1762]

Угол атаки регулирует автоматика и персонал: лопасти поворотные

[@NixAxer]

Тогда почему 3 лопасти, а не 4?

[@bumbarabun]

@@NixAxer потому что больше 3 нет смысла, а меньше 3х проблемы

[@NixAxer]

@@bumbarabun теоретически больше 3х есть смысл - больше площадь лопастей = больше рабочая поверхность = больше момент вращения. Это же как вертолёт наоборот.

[@Haddek.]

Пришлось выпить много кефира, чтобы снять это видео 👌😄 Но, видео правда интересное 👍 Спасибо лектору

[@user-nk2ix9nd1f]

Отличный выпуск, спасибо!

[@user-nx5dx7xh9w]

Чем больше лопастей тем выше крутящий момент, соответственно может работать при более слабых ветрах.

[@Danila_DDD]

и ниже скорость вращения - меньше шум

[@Aleksandr0227]

А при слабых ветрах мощность ветра почти нулевая. Поэтому-то ведут охоту на средние и сильные. Зависимость кубическая, т.е.ветер силой 2м/сек в 8 раз бестолковее ветра 4м/сек

[@dimondionik3440]

Спасибо за Вашу работу, если бы мне так в школе/универе рассказывали, то был бы отличником))

[@Abvgdgv]

Вы золотой человек. ❤️

[@mrdixioner]

Не разобрали ещё один вопрос, который прозвучал в начале видео: а почему лопасти узкие, а не широкие.

[@user-cw1sp4ni1l]

Замедление падения и скорость вращения это разные вещи. Тут можно меняя форму лопастей кардинально менять скорость снижения. Например сделать крутку лопастей такой, чтобы центральная часть конуса раскручивала, а по краям создавалась подъёмная сила или наоборот. Ветрогенератору же нужно как можно меньше тормозить поток, чтобы перед ним не возникала воздушная подушка. Но 2 лопасти это динамически неустойчивая конструкция, которая будет иметь ненужные моменты и вибрации на подшипнике. Поэтому минимум 3 лопасти.

[@312_azamat]

Думаю помимо оптимального соотношения аэродинамического сопротивления и угла атаки у трёх лопастного варианта есть очевидный плюс в балансировке и более равномерные нагрузки на ось вращения при резком изменении направления ветра (порывы) чем у двух лопастей.

[@valval8957]

Очень интересно, спасибо за науку :)

[@Anvik_ya]

Только начал смотреть и думаю дело в инерции!

[@Dimonshirson]

Три лопасти эффективней двух, а четыре - немного эффективней трёх, но прирост не стоит увеличения затрат и массы. Три - оптимальная эффективность.

[@mihailvdovicenko4463]

А если я самоделкин, который в своём гараже задумал ветряк соорудить, то имеет ли смысл в четырёх лопастях? Ведь чтобы сделать 3, нужно выдержать угол в 120, тогда как для четырёх угол гораздо более простой, прямой. А может не прямой тоже стоит рассмотреть? Может имеет смысл в Х-образном роторе, который применяют для уменьшения шума хвостовых винтов на некоторых вертолётах.В общем, нужна литература с подробным описанием физики роторов. Какой профиль лучше изготовить?

[@tigraelectronic4188]

@@mihailvdovicenko4463 Я бы исходил из того какая скорость у ветра большую часть времени. И если почти всегда она ниже среднего, то упор делался бы на большее количество лопастей чтобы он уверенно стартовал и работал при малом ветре. При этом был бы подобран или переделан или изготовлен заново генератор под него с увеличенным числом полюсов (типа шагового двигателя) или применена редукция (что конечно не хотелось бы) для коллекторного генератора.

[@user-xo9st4mk7w]

Скорость вращения "f" пропеллера с разным количеством лопастей будет разная, чем больше лопастей тем меньше "f".

[@RobotN001]

Да, меньшая скорость вращения может в чём-то помочь.🧐

[@kroshka-enotic]

Интересный выпуск, спасибо!

[@toripo6673]

ООЧЕНЬ АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА ! ПРОДОЛЖАЕМ " ТВОРИТЬ " , Т.Е.ТВОРИТЬ , А НЕ РАЗРУШАТЬ.....

[@vadzigg]

Такие простые темы, но все равно интересно глянуть, правильно ли предполагаешь ответ. Спасибо за развлечение!)

[@denissipchenko2455]

Спасибо за материал. Пожелание: хотелось бы увидеть разбор аэро/гидродинамики винта в целом с точки зрения неких граничных условий - где хорошо "мало", а где "много"... Например: 1) от чего зависит количество лопастей: у ветряков их мало, а у турбин много - почему? 2) исходя из чего выбирают форму лопасти: у ветряков "узкие", у настольных вентиляторов "широкие" - почему? 3) исходя из чего выбирется оптимальный уго атаки? ...

[@olegpeiko3920]

Нечётное кол-во лопастей , возможно требуется для стабилизации поведения генератора при смене направления ветра или его порывов , но это не точно. 1. Если сделать на ветряках много лопастей то увеличим их общую парусность что является паразитом для данной конструкции + уменьшиться скорость вращения. В турбине же всё с точностью до наоборот - чем больше лопастей тем больше захватит воздуха на 1 оборот. 2. Вероятнее всего причина как и в 1. - парусность. Для ветряка главное что бы ветер крутанул лопасть , нежели толкал ветряк. В "карлсоне" наоборот требуется больше воздуха на лопасть что бы толкнуть его вперёд. 3. Опять же п.1 + расчёты по конкретной местности где определяют среднюю скорость ветра и выбирают оптимальный угол атаки.

[@alekseybaydakov2893]

Хотел бы такого преподавателя. Молодец!

[@mikhailpopov8211]

Спасибо, хороший урок

[@user-ii7ry9ir3k]

70 лет назад, в селе Березовка Липецкой области, стоял "ветряк" для водоснабжения. Лопастей было очень много. Ширина лопасти была равна промежутку между ними.

[@alexandermorozov2248]

Кто автор этого ветряка? Знаю только ветрогенератор Уфимцева.

[@user-ii7ry9ir3k]

Мне тогда было 7 лет. Так что... извините.

[@user-rd6wr5wk5e]

А район Данковский?

[@user-ii7ry9ir3k]

@@user-rd6wr5wk5e был Березовский, потом Данковский.

[@user-pd4xn6xg2i]

Судя по вестернам, таких ветряков было много в штатах на насосах.

[@Megasferr]

Элементарно! Три лопасти - трёхфазный ток будет на выходе в проводе )))) Дядька повеселил. Словно ребёнок, дорвавшийся до бумажных вертолётиков и микрофона. Класс!

[@G.o.o.d.]

@Megasferr Что в этом плохого?) Иногда, я объясняю другим на примере говна, почему одна куча стоит 10 рЭ, а другая 100.

[@Megasferr]

@@G.o.o.d. Это был не сарказм :) Наоборот хорошо, когда человек находит своё призвание и кайфует от этого

[@G.o.o.d.]

@@Megasferr Так я его здесь и не увидел) Я же и спрашивал, а что в этом плохого?)

[@user-cd3rc1gh4k]

Удачно я попал на Ваш канал. Есть чему поучиться. Судя по прочитанным комментариям здесь собираются умные, начитанные и расудительные люди.

[@alexandermorozov2248]

Отличная мини-лекция! 😃👍

[@user-nx9jo2uj8j]

Очень просто. На две лопасти будут действовать такие же суммарные нагрузки как на три лопасти, поэтому они будут тяжелее и быстрее вращаться, возникают большие инерционные моменты и возникают конструктивно-прочностные проблемы.

[@anri77777777]

На 3, такие же, как на 4; на 4, такие же, как на 6. Сказал, как пернул в лужу.

[@roads5450]

Уважаемый Андрей! Интересно было бы теперь узнать, почему вентиляторные колеса аксиальных вентиляторов (в том числе в турбовентиляторных авиационных двигателях) всегда имеют большое число лопастей. Ведь физика узла аналогичная, и при этом вентиляторы работают на более высоких оборотах по сравнению с ветрогенераторами. Подозреваю, что тут дело в наличии статора и дефлектора, которых ветряк лишен, хотелось бы послушать разбор со стороны специалиста, чем физика воздушного винта отличается от физики аксиального вентилятора. С наступающими праздниками!

[@1sanOK]

Разница в назначении. Вентилятор авиационного двигателя, это по сути не вентилятор вовсе, а насос, который предназначен для создания давления в камере сгорания. Чтобы это давление не спускать обратно, всё пространство практически заполнено лопастями. Ветряк же не имеет цели создать давление в каком-то объёме, его цель - создать давление лишь на самих лопастях, и весь проходящий мимо воздух не имеет значения.

[@user-jc8qh2py7q]

По-моему, ответ на картинках после 8:30. Если вентилятор установлен в трубе, то весь поток зажат в сечение этой трубы, и скорость потока до и после вентилятора обязана совпадать. Значит, мы тратим энергию не на увеличение скорости потока, а на скачок давления в нем.

[@roads5450]

@@1sanOK , то, о чем вы говорите - не вентилятор, а аксиальный компрессор, нагнетающий воздух в камеру сгорания. Я имею в виду именно вентилятор внешнего контура двухконтурного ТРД (turbofan engine), создающий основную тягу в данной конструкции двигателя. Сравните конструкцию традиционного воздушного винта турбовинтового двигателя с малым числом лопастей относительно большой длины, и вентиляторного колеса двухконтурного ТРД с большим числом лопастей. Полагаю, что будет прав Сергей - в конструкции с вентилятором поток воздуха вынужден двигаться в границах, определенных направляющим аппаратом, по этой причине энергия, подводимая к лопастному колесу преобразуется в энергию воздушного потока более эффективно.

[@user-ki9dl7iz4u]

В них лопасти заключены в кольцо (трубу), которое препятствует образованию "концевых" вихрей. Соответственно, картина вихреобразования совсем другая. По этой же причине, принято считать, что заключённый а кольцо пропеллер имеет более высокий КПД.

[@sfgswgdfgwwe]

@@user-jc8qh2py7q скорость потока, меняется, вы чего?

[@russianhero1887]

Равномерное распределение вибронагрузки.

[@MrWiner111]

Рад видеть ведущего!!! С Новым годом!!!

[@Max-Sparrow]

Больше лопастей вертолёта, меньше требуется скорость вращения винта, меньше центробежные силы. Иногда количество лопастей увеличивают в угоду снижения шума для пассажирских вертолётов, но есть и большой недостаток - вертолёты с количеством лопастей 3 или больше подвержены резонансу при вращающемся винте в период касания земли. Резонанс способен за считанные секунды превратить летательный аппарат в груду металлолома, по этому пилоты в такие моменты на жёстком шухере, готовые в любой момент резко оторваться от земли на минимальную высоту, что сразу же погасит резонанс. Двухлопастные вертолёты этому не подвержены.

[@kiskasunrise6352]

Замечательно, просто и доходчиво. Спасибо и наступающими праздниками. Три , а не две - видимо это оптимальное решение из расчета крутящий момент на скорость вращения. П.с. очень нравится смотреть ваш канал вместе с детьми

[@Delynanol]

Ну вообще, чем больше лопастей на ветряке, тем выше его КПД, т.к. снижается скорость вращения в пользу большего крутящего момента и тем самым снижается скорость завихрений. И с вертолётом тоже не так, что это только из-за нагрузки, чем больше лопастей, тем больше подъёмная сила при той же мощности, но тогда снижается скорость, как ротора так и самого вертолёта.

[@user-vt3hn5ym4q]

Из практики ветроэнергетики. Чем больше лопастей и больше диаметр, тем от меньшей скорости ветра стартует установка. На больших ветроустановках есть опасность возгорания генераторов от больших оборотов винта. Поэтому больше трëх лопастей не ставят, иногда и на трëх лопастях, при сильных ветрах происходят возгорания. А вот маленькие ветроустановки, да ещë и при низких скоростях ветра у поверхности земли, требуют большего количества лопастей для более эффективной работы. Кстати у практикующих ветроловов бытует мнение, что вертикальные ветроустановки(ротор Дарье) гораздо менее эффективен чем классические радиальные. Интересно было бы увидеть разбор нюансов: верно ли это и чем обосновано в физическом плане.

[@user-gm1wv1wg6c]

Спасибо! Доходчиво. Полезно.

[@gregorgrosu4288]

Каждая отдельная лопасть должна преодолеть ещё и лобовое сопротивление. Так что много лопастей тоже не очень.

[@Delynanol]

У лопасти нет лобового сопротивления, т.к. воздушный поток перед ней имеет скорость значительно больше скорости самой лопасти, попросту говоря её ещё и втягивает.

[@gregorgrosu4288]

@@Delynanol А может имеется разница давлений перед лопаткой и за ней?

[@Delynanol]

@@gregorgrosu4288 само собой, от скоростей потоков возникает разница давления, так за лопастью скорость потока ниже и давление выше чем перед лопастью.

[@Delynanol]

@@MrZiGG короче у лопасти в контексте воздушного сопротивления, нет ни переда ни зада, а есть угол атаки, который и ориентирует воздушный поток.

[@noground-x]

Кстати, когда Вы объясняли эксперимент Дерека о движению по ветру выше скорости ветра, нужно было показать что перед винтом( то есть сзади за ним) уже есть полусфера с повышенным давлением. так было бы понятнее.

[@fro7943]

Как хорошо что вы есть. 💗

[@LESTAT853]

Спасибо за новую для меня информацию, тоже интересовал этот вопрос в свое время.

[@iskanderabdullin]

Не зря природные вертолетики однолопостные - самые эффективные)

[@iamknaz]

Ну вы же ответили сами на вопрос: 2 лопасти вращаются быстрее, а это большая нагрузка на генератор, потшипники и прочую механику, особенно при большом ветре, 3 скорее всего это идеальный баланс между стоимостью и надёжностью

[@Berkov1]

Для ренератора выше скорость вращения и лучше. Но наверное так проще до предела добраться в ураган и по ерять ухо.

[@GediminasUstinavicius]

при более быстром вращении концы лопастей ранше достигают предел - скорость звука - и перестают работать эфективно.

[@RobotN001]

генератору как раз нужна большая скорость вращения, даже мультипликатор обычно ставят.

[@RobotN001]

@@Berkov1 шаг винта регулируется наверное

[@iamknaz]

@@RobotN001 да блин. Смысл был именно про нагрузку на "трансмиссию" понятно что генератору лучше больше оборотов (которые можно и поднять системой шестерней)

[@bivold3857]

Что не видео, то шикарное пособие, которое хочется сохранить для своих будущих задач.

[@user-fd9ux8ms4h]

Все эти вопросы подробно рассмотрены в трудах М.Л. Миля. В упрощённом виде в книге " элементарная теория вертолёта" Загордана и "аэродинамика вертолёта" Базова . Лопастей нужно, как можно меньше, теоретически 1 штуку. Но это технически не решаемо. Для малых диаметров- оптимально 2 шт. Но с ростом диаметра, из за неравномерной деформации лопастей, незначительное смещение центра тяжести от оси вращения, под действием динамических сил, будет будет стремится увеличиться, с частотой кратной числу лопастей, ( тут надо бы схемку нарисовать, с горизонтальным положением лопастей и учесть прогиб),что будет приводить к резонансу. На 3х лоапстях раскладка сил несколько другая, что меньше смещается ЦТ и соответственно сдвинуты фазы частот, что уменьшает вероятность резонанса. Поэтому на ветолётах 2 и 4 лопасти только на лёгких вертолётах. И всех с Новым Годом!

[@user-gj6fn8zd7w]

Самый эффективный воздушный винт - двухлопастной. Хотя были даже и однолопастные, думаю они еще эффективнее. 3,4 и 5 лопастей делали только лишь из-за необходимости уменьшить диаметр винта. Это относится к летательным аппаратам, но и здесь применимо

[@user-wy9xq6yr4j]

Спасибо Полезная информация!

[@Evgenij_Pavenko]

Меня беспокоил ещё один вопрос: почему скорость вращения ветрогенераторов такая низкая (в моем городе - 6 оборотов в минуту). Потом понял: на краях 75-метровых лопастей получается центробежное ускорение 8g. Проблема - в прочности.

[@michivanov5321]

А вес этого монстра не важен? Не? Он может вращаться с той же скоростью, что и бытовой вентилятор? И какова в этом случае будет нагрузка на ось? миллион тонн?

[@vardasgytispavarde2431]

kogda konciki nacinajet krutitsa bystriejie zvuka , to oni perestajot rabotat .... v vodie eto kavitacija i razrushienijie vinta a v vietrekach toze dolzno byt pochozoje ....

[@steppeez]

если число лопастей пропеллера минимизировать до двух, то без дополнительных балластных балансиров элепсоид тензора инерции пропеллера не будет обладать блинообразной круговой симметрией относительно оси вала, а при переменах ориентации гондолы и торчащего из неё вала пропеллера асимметрия тензора инерции пропеллера должна порождать вибрации гондолы и башни и даже может возбуждать паразитные параметрические резонансы в упругой конструкции, с которыми неперфектная или просто недостаточно умная система автоматического управления может и не справиться или просто не смочь сообразить использовать эти флаттеры для повышения эффективности функционирования

[@tomankt]

ППКС :)

[@steppeez]

а инфра-красно-чёрные в дальней инфракрасной области спектра и автоматически балансирующие паруса колоссальных ветроэнергетических монстров, проёсывающих небеса, могут ещё и эффективно конденсироватьlсублимировать воду и энергорекуперативно спукать её с высоты небес в каналы сети акведуков, сотворяемых в процессах терраформаций по продвигаемым технологиям трансформации сырья

[@user-vc7pn9fq6u]

Спасибо! Очень интересно и познавательно!!!

[@EminYusifov]

Круто! Доступно. Спксибо )

[@alexpeleg4872]

Уважаемый Андрей. С Н.Г. Вас и ваших коллег. Желаю что бы ваши образовательные ролики в бедующим году пользовались заслуженной нарастающей популярностью. В условиях растущих воинствующей безграмотности, ворожбы, колдовства и прочей бесовщины, ваш голос - ручеек разума. Ответ: Мне кажется, что 3 лопасти смогут лучше справится с поперечными потоками ветра. Они создадут больший момент для поворота ветряка против ветра и увеличат эффективность (мощность) при работе с боковыми потоками. Кроме того 3 лопасти вращаются медленнее, тем самым уменьшая шум от ветряка и его износ.

[@steppeez]

а что касается свободно летающих геликоптеров, больших и маленьких, то выбираемое количество лопастей несущего ротора влияет и на оптимизацию конструкции автомата перекоса лопастей (который вовсе отсутствует в бумерангах)

[@vasavasa73]

3 лопасти из соображений аэродинамики, просто 5 лопастей создают больше сопротивления, соответственно больше энергии расходуется непроизводительно. Кроме того у вертолётов ещё возникают эффекты когда при большой скорости вращения, лопасть попадает в спутный след другой лопасти и эффективность резко падает. С вертолётами вообще много проблем... Тут и приближение к сверхзвуковой скорости на концах лопостей, и флаттер, вибрации, разная скорость у ступицы и конца лопасти и разная скорость у набегабщей и убегающей лопастей... И это только начало. Проблем очень много, но так у любой техники, везде есть граничные условия

[@user-oy5te3ot5n]

Я испытывал на вибрации винты одинакового диаметра по 0,6 метра с разным количеством лопастей одинаковой ширины. Испытания проводились в воздушном потоке, набегающим поперек оси вращения винтов. 2-лопастный винт имеет наибольший КПД, но самую сильнейшую гироскопическую и аэродинамическую вибрацию, что легко может переломить вал или разрушить подшипники. У 3-лопастного винта оба вида вибраций значительно уменьшились, но все же остались, КПД чуть-чуть упал. У 4-лопастного винта абсолютно исчезла гироскопическая вибрация, но осталась аэродинамическая вибрация, причем большая, чем у 3-лопастного винта из-за четного количества лопастей, КПД заметно упал. Полное отсутствие как гироскопической, так и аэродинамической вибраций показал винт с пятью лопастями. Пятилопастный винт как-бы является более лучшей версией трехлопастного и он способен абсолютно без вибраций работать под любым углом набегающего потока. КПД 5-лопастного винта низкий, но его можно восстановить до высоких значений, уменьшив ширину лопастей, но сделав их более жесткими, чтобы не изгибались как резиновые.

[@VeD_MaYYeR]

Кстати для тех, кому интересно, почему на гражданских вертолётах делают 3 лопасти, а не 2, даже если этот вертолёт не поднимает большие массы. Объясняю: потому что при полёте на двухлопастном вертолёте ощущаются некоторые "толчки", тем самым полёт ощущается, как на автомобиле с жёсткой подвеской по ухабистой дороге. А с добавлением 3й лопасти эти толчки становятся почти не заметными. И полёт становится комфортным, как с мягкой подвеской. С другой стороны, двухлопастные вертолёты удобнее хранить в ангаре, так как винт можно расположить параллельно вертолёту, и сверху он занимает меньше место

[@RobotN001]

Да, теорию толчков для 2-лопастных уже поднимали. 🧐 Но именно 3-ёх лоп. не так много. 4-ёх лопастной будет ещё лучше из-за симметричного отклонения при циклическом шаге.

[@CityGuest]

Почему не восемь? Получился бы вертолётный роллс ройс.

[@altksandrschmitt1963]

С новым годом! А вы можете рассказать о ветрогенераторах с вертикальной осью вращения , как карусель. Ну и об оптимальном количестве лопастей в такой конструкции.

[@Aleksandr0227]

Если правильно помню, их предельный КПД втрое(!!!)ниже , чем у ветряка с горизонтальной осью. А так, да, они многократно проще в изготовлении

[@altksandrschmitt1963]

@@Aleksandr0227 Ну не очень то и проще. Тем более я как то видел чертёж вертикального ветряка *закрытого типа*. Сам ветряк закрыт в контур а над ним труба, или пакет труб с теплопоглощающим покрытием (чтоб от солнца ещё нагревались). Получается такой себе конвективный пылесос, который подсасывает воздух у основания и тяга в трубе раскручивает турбину. Сам же генератор находится внизу , в доступности для обслуживания. Получается, типа импеллер. И в какую сторону не дует ветер, тяга всё равно будет снизу вверх и чем выше труба тем сильнее тяга. Вот такое чудовище получается. Да, кстати можно регулировать поток воздуха заслонками. Но это лишь проект, а хотелось бы подробностей.

[@Aleksandr0227]

@@altksandrschmitt1963 М-да, а ведь действительно конструктивно, возможно, получится не проще ветряка с горизонтальной осью вращения )

[@Aleksandr0227]

@@altksandrschmitt1963 Но надо не забывать ни на минутку, что отнимаемая у ветра мощность пропорциональна квадрату ометаемой ветряком площади. Т.е. ветряк с диаметром лопастей 3м окажется вчетверо мощнее ветряка с диаметром лопастей 1,5м.

[@altksandrschmitt1963]

@@Aleksandr0227 Да , конечно... Однако, я всё никак не могу отделаться от этого *закрытого типа* ветряка.. Там ещё были варианты ленточных лопастей внутри трубы занимающих до 2/3 длины этой трубы. Площадь их поверхности велика и тоже как то влияет на мощность, кроме того в варианте с пакетом труб , основную, с ветерком внутри окружают трубы меньшего диаметра скрученные в пологую спираль вокруг основной трубы и вроде как они своим конвективным потоком должны как инжектор создавать зону пониженного давления у среза основной трубы с импеллером внутри ускоряя поток воздуха. Чертёж он конечно чертёж но расчёты я не видел и всё это как-то фантастично выглядит. Там была ещё приписка , что внешний пакет труб можно применять для утилизации бытового или промышленного тепла, что опять же повлияет на скорость потока в основном канале ина эффективность работы ветрогенератора... Но какой же это нахер ветрогенератор? Это уже турбина низкого давления да ещё двухконтурная получается. Тут уже по цене сравнивать с ветряком горизонтального типа как то стрёмно. И по материалам выходит многовато. Однако, если у этого есть продолжение то было бы интересно что может получиться или не получится. Что это за проект? Чей он? Есть ли аналоги? Я лично не знаю. Но интересно.

[@alexanderalexandrovich5465]

Спасибо вам, Блестяще, познавательно. Вас С Новым годом

[@repkarepka]

Почему нет объяснения на счёт 3 лопастей? Вы же научно-познавательный развлекательный канал. Каждое видео я смотрю, вижу тезис, и жду в видео объяснение, а в итоге «пишите свои мысли в комментариях»?! А вы радиочитатель зачем? Я хочу чтобы мне рассказали почему три лопасти. Сам я могу додуматься, зачем тогда вы здесь? Комментарии собрать? Вот вам мой комментарий, держите! Активность хотите, вот вам ваша активность! Сплошные кликбейты и никакого объяснения.

[@user-xz7ni9eg9s]

Скорее всего три лопасти нужны для более сбалансированной механической нагрузки на детали вращения. Проще отцентрировать систему, по сравнению с двумя лопастями где трудно избавиться от биений. При больших размерах лопастей наверняка будет значительная разница скорости воздуха снизу и сверху, справа и слева. А много крыльев не имеет смыла применять в целях экономии материалов.

[@NixAxer]

Наоборот с 2 лопастями проще сбалансировать.

[@user-ue1so4tk8n]

Очень все просто, самая простая устойчивая система имеет три опоры. Три лопасти легче всего сбалансировать. Три лопасти для уменьшения вибраций.

[@user-tb7wt4yr2k]

про прочность и нагрузку оно все понятно, но в видео была подсказка, чем меньше лопастей тем быстрее вращение, а это и дополнительная вибрация и центробежные силы и куча других негативных воздействий от большой скорости - 3 лопасти это оптимально по скорости, затратам на изготовление и уменьшение вибраций и другие факторы. думаю так

[@user-to7tk5tc4c]

Говоря о эффективности винта нужно помнить про индуктивное влияние лопастей друг на друга. Чем их больше, тем сильнее влияние, поэтому идеальный винт-однолопастной, что не возможно в металле. Рулевой винт на Ми-8 имеет три лопасти, но он откровенно слабый и не производительный, а на Ми-28 рулевой винт, четырехлопастной и очень мощный. но по сути -это два разнесенных двухлопастных винта, и индуктивное влияние лопастей там сведено к минимуму.

[@SaihoS1]

Разве на Ночном Охотнике не Х-образный винт, т. е. не под 90 градусов?

[@user-to7tk5tc4c]

@@SaihoS1 сама буква Х говорит о том, что не 90 градусов.

[@Po3oBbIu_Arywa]

Помню была энциклопедия для детей "Почемучка". Благодарю за то, что Вы делаете. Побольше рубрики "Почему?". С Наступающим Новым Годом!

[@user-sn7yc7ou9o]

А издать книжкой эти комментарии - поэма, хрестоматия, энциклопедия, да и уцелевшие авиамоделисты всплакнут...

[@medved6093]

Интересно! Спасибо!

[@nepucc9966]

Самое разумное объяснение трём лопастям на ветряке, как мне кажется, лежит в области экономики: должен быть соблюдён баланс между силой ветра, которая способна раскрутить ветряк, и силой ветра, при которой выдаётся максимум мощности в сеть. Соответственно, три лопасти дают возможность получать энергию от достаточно слабых ветров, при этом давая хорошую скорость вращения для отбора максимальной мощности при ветрах сильных. Ну и экономическая составляющая, видимо, важна: окупаемость трёхлопастной конструкции в силу её большей дешевизны чем, например, шести, гораздо выше и такие ветряки проще в установке.

[@amrual]

С наступающим Новым годом! Если в первом приближении число лопастей слабо влияет на эффективность, тогда чем меньше лопастей, тем ниже стоимость всей конструкции. Поэтому вопрос скорее в том, почему 3 а не 2. Может быть потому что 3 лопасти гораздо удобнее центрировать после установки?

[@Danila_DDD]

не только

[@user-kl4kp5xn6o]

Однолопастной винт имеет более высокий КПД по сравнению с винтами с большим количеством лопастей. Однако очевидно что винт с одной лопастью создаёт дополнительные нагрузки на подшипники оси. Также нужно учесть что ,например двух лопастной винт, в связи с тем что воздушный поток начинает возмущаться ещё перед препятствием, в положении параллельном опоре становится также однолопастным. Но чем больше лопастей тем меньшее влияние каждой отдельной лопасти. И с учётом всех факторов конструкторы разрабатывают компромиссное решение между высоким КПД и прочностью а соответственно и стоимостью конструкции.

[@aniskoff]

Тоже об этом подумал. И второй аргумент это градиент ветра. У поверхности сила ветра меньше за чсет торможения о поверхность. Три лопасти сглаживают это

[@RobotN001]

у вас в КПД вошёл КПД редуктора ?

[@Delynanol]

У одной лопасти ни как не может быть больше КПД перед двумя лопастями, вы не забывайте, что с одной лопастью возрастает скорость, что в последствии нам даёт больше потерь в подшипниках, а также потери в вихревых потоках, которые тоже ускоряются и с этим бесполезно спорить.

[@De_Formator]

@@Delynanol тем не менее, это так. Однолопастный ротор работает в наименее возмушенном потоке.

[@Delynanol]

@@De_Formator опять же повторюсь! Нет никаких доказательств, что у одной лопасти выше КПД в сравнении с двумя, это только лишь единичные экспериментальные версии, с явными недостатками такой конструкцией и моя логика по поводу несостоятельность одного винта, очень проста, а именно будь то одна лопасть, она также попадает в собственный турбулентный поток, который был ею создан с большей скоростью вращения, в сравнении с двумя лопастями, соответственно чем больше скорость тем больше энергии вложено на этот нежелательный турбулентный поток, всегда при одинаковых условиях, потерь больше там, где больше скорость, а раз у нас лопасть совершенно обыкновенная, значит и условия одинаковые, с той лишь разницей, что одна лопасть создаёт в два раза меньше зон турбулентности на ряду с двумя, но эта зона более энергетически ёмкая.

[@zakazAubakirova]

Только почти к концу ролика поняла, что бутылки - не части испытываемых летательных объектов.

[@anatoliy_solomichev]

очень интересно, спасибо

[@vladimirviktorovichivanov7577]

Еще один интересный вопрос на ту-же тему: почему-же у лопастных колес турбокомпрессоров десятки лопастей? Разве оно работает не аналогичным способом с той лишь разницей что его задача заталкивать воздух под себя?

[@user-lv3ij4cn2z]

Он создаёт большое давление и скорость высокая. В отличии от ветряка

[@user-uf6iq1pv7s]

Мне кажется, что все зависит от сопротивления среды. По теории существует три режима течения газа. Ламинарный, переходный и турбулентный. В турбулентном режиме режиме чем больше лопастей, тем лучше. Пример- турбомолекулярные насосы и турбины для ДВС. А наши ветряки работают в ламинарном режиме течения газового потока, поэтому и лопастей меньше. Как то так. Интересно, сколько лопастей является оптимальным для водяного потока. Плотность среды другая. Кажется, что пять

[@vladimirviktorovichivanov7577]

@@user-uf6iq1pv7s Не, у турбокомпрессора перед каждой лопаткой такое-же ламинарное течение. Когда оно случайно переходит в турбулентное, происходит срыв потока, и весь сжатый воздух с хлопком вылетает в обратную сторону. Я полагаю разница в том, что скорость движения лопаток ТК околозвуковая, а бывает и сверхзвуковая, поэтому такой глобальной подушки повышенного давления между лопастями там не образуется, вот и приходится закрывать заметаемую площадь большим числом лопастей.

[@RobotN001]

сегодня до меня кажется дошло по поводу нечётности лопастей на вентиляторах. Ступица с лопастями это по сути струна замкнутая в кольцо, на струне висят грузы (лопасти). Если на одном грузе возникает отклонение, то по кольцу пойдут 2 волны в разные стороны. Если на обратной стороне будет закреплена лопасть, то она воспримет сумму этих волн. Если это отклонение усилится этой лопастью из-за аэродинамических вещей, то раскачка произойдёт даже без резонанса, просто по принципу автогенератора. Если лопасть на другой стороне не ставить, то в этой цепи обратной связи будет как минимум одно дополнительное ослабление\аттенюация колебаний где-то в 2 раза, что помогает против вибраций. 🧐 для многих хилых лопаток и диска с лопатками такое объяснение вроде бы срабатывает, но есть конструкции, где это не столь критично. кроме того, цветные сплавы боятся вибраций из-за склонности к росту трещин и вообще малой сигма минус первой.🧐

[@sibedir]

О, здорово. Только сегодня утром посмотрел ролик у Александра Малькова об альтернативной энергетике. Там он вскользь упомянул про эти 3 лопасти. И тут вы 👍

[@Agent_Schmied]

Так это же заговор иллюминатов.

[@bibki]

Скинь ссылку пожалуйста

[@Evgeny2004]

@@bibki kzbin.info/www/bejne/g6bKYWSHmZJ3qsk

[@sibedir]

@@bibki да ютуб ссылки удаляет обычно (то удаляет, то нет). Просто в поиске ютуба введи "Александр Мальков". Видео "Победим ли мы отключения электроэнергии с помощью ВИЭ и РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ГЕНЕРАЦИИ?" от 25.12.2022. Три дня назад.

[@VladVinetskiy]

Спасибо! Теперь буду спать крепче. Никак не мог понять, почему оно так. Впрочем, не понял и после ролика.