Power Electronics

Ветроход Blackbird: самая нелогичная машина, которая работает!

Ветроход движется быстрее ветра, который его толкает.
Выглядит не логично. Однако факт есть факт!
Видео на английском. Однако можно войти в настройки и включить комментарии на английском. Затем ещё раз зайти в настройки и включить перевод комментариев на русский.


Обратите внимание на ленточку, указывающюю направление ветра и привязанную к штанге на носу ветрохода.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Измерение не корректно, штангу нужно вывести далеко в сторону. Сейчас ленточка находится в потоке, заторможенном ротором и корпусом тележки. Ребятам нужно теорию винта от Можайского изучить. Однако результат все равно хороший, осталось приделать ориентацию ротора на ветер.

Без торможения потока в роторе невозможно получить работу - не может он двигаться быстрее ветра. Даже со скоростью ветра не может. Только торможение потока в роторе может онный крутить в нужном направлении.

Кстати, результат не сильно ухудшится, если заменить ротор парусом с ометаемой площадью.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Пусть медленнее набегающего ветра,я о другом.Парусники против ветра ходят ведь галсами.Если заставить кораблик ходить по кругу при неизменном направлении ветра. Прошел против ветра,завернул,дальше по ветру гораздо веселее.Еще разворот,и так далее.Только успевай паруса переставлять.В поле консервативных сил.Да,он опирается при этом на воду,когда против ветра.
Почему это не работает для маленького магнитика в поле большого на отталкивание ? Чтобы он зигзагами приближался к большому против сил отталкивания? В чем принципиальное отличие двух сил ?

_________________
один дурак может задать столько вопросов,что сто мудрецов не ответят.

Поэтому я и посоветовал включить комментарии с переводом. Ленточка всего-лишь индикатор. Ребята независимо измеряли скорость ветра и скорость ветрохода. Но эффект и в самом деле связан с винтом. Если на место винта поставить парус, то при прямолинейном движении по ветру такого не получишь. Придется двигаться галсами.

Дело в том, что движение осуществляется не за счет толкания как с парусом, а за счет привода на колеса от вращающего винта. А винт, в свою очередь, может вращаться как от попутного, так и от встречного ветра.
Многие этого не понимают из-за парусного стереотипа в голове.

Разгон ветрохода ограничен лишь парусным эффектом винта. Т.е. будет рагоняться до тех пор, пока усилие вращение на колеса не уравновесится парусным торможением от встречного ветра. В данном ролике скорость ветрохода превысила скорость ветра в 2.8 раза. В принципе все банально просто, но у народа сносит крышу.

Плюс сами авторы ролика постоянно наводят "тень на плетень".

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Переход от встречного к попутному это переход через 0 для относительной скорости ветра в роторе, причем переход не ключевой, а плавный и длительный - при относительной скорости возле 0 и работа ротора близка к 0.

Но допустим используется работа винта на реверсе, т.е. колеса крутят винт, а он толкает тачку? Это сверхединичность?

Некий эффект таки возможен. Винт выполняет двойную функцию - как парус с эквивалентной ометаемой площадью и как крутильщик колес для нивелирования сопротивления качения тачки. При этом отбор энергии от ротора лишь незначительно уменьшает эффект паруса.
Но незыблемо одно - ни парус, ни ротор, не выдадут работу, не отобрав энергию от ветра. А для этого ветер нужно тормозить в роторе/парусе. А при этом невозможно движение скорее ветра.
И даже при соблюдении этих правил, от ветра можно отобрать лишь около 60% энергии. Это как закон сохранения

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Ветер это прекрасная вещь,но к сожалению не постоянная.
В случае электростатических сил отталкивания или магнитных,
там по другому вектора распределения сил строятся,или в чем
все таки принципиальная разница ?

И еще, почему у этих ветряков обычно по три узких лопасти ?
А сколько ветра бесплатно пролетает между ними,почему шире
не делают ?

_________________
один дурак может задать столько вопросов,что сто мудрецов не ответят.

Это кажущееся ощущение от незнания теории винта. В дотеоретическую эпоху великий Леонардо вообще спираль нарисовал для прототипа вертолета. Однако теория и практика показали, что для работы винта в практическом диапазоне скоростей совсем не важна ширина лопасти и выбирают ее в основном из соображений прочности. Лишняя ширина дает лишнее сопротивление вращению.
Если кратко, то на реальных скоростях важна не площадь лопасти, а площадь, ометаемая ей. Причем чем меньше лопастей, тем выше КПД, т.к. каждая лопасть создает возмущение в потоке для своей соседки. Число лопастей могут увеличивать по следующим соображениям:
- распределить тягу по лопостям из соображений их прочности;
- снизить амплитуду вибраций от возмущения потока окружающими винт элементами, что приводит к росту частоты с уменьшением амплитуды;
- повысить КПД винта в области очень низких скоростей.
Последнее часто используется в ветряках, чтобы обеспечить старт при низких скоростях ветра.

Кстати, в продаже можно найти ветряки с одной лопастью, но стартовые характеристики у них хреновые. Рядом со мной трудится многократный чемпион СССР и мира в одном из направлений авиамоделизма - были у него призовые модели с одной лопастью.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Вообще по этому поводу дебаты в англоязычном интернете идут достаточно давно. По крайней мере с 2006 года.
По английски принцип обозначается аббревиатурой DWFTTW - Physics and directly downwind faster than the wind
Страница в википедии.

Более старое и детальное видео

Здесь видно, что на старте (обратите внимание на флюгер) колеса заставляют вращаться винт в сторону ротивоположную той, в которую он должен бы крутится в случае отсутствия внешнего воздействия.
Похоже тут и винт и парус в одном флаконе.
При этом, разумется, система не является вечным двигателем. Энергия черпается из ветра и если ветер убрать, то колесница остановится.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.

Магнитные силы отталкивания это не ветер, никогда не остановятся.
Пока не выдохнется,размагнитится магнит.

_________________
один дурак может задать столько вопросов,что сто мудрецов не ответят.

А это ?

_________________
один дурак может задать столько вопросов,что сто мудрецов не ответят.

Что это? Вы не думали что конструктора при изготовлении бытовых вентиляторов могут решать несколько задач, среди которых сопротивление вращению может не входить даже в тройку главных.

_________________
Площадь Ленина это произведение, длины Ленина на ширину Ленина.

Та думали конечно...
А вы такое видели ?

А лопасти старинных ветряных мельниц ? И ведь работают же,
зараза.Зерно мелют.Могли бы и тряпку натянуть.но не натягивали.

_________________
один дурак может задать столько вопросов,что сто мудрецов не ответят.

Это:
- малый шум;
- простота технологии;
- дешевизна материалов.
Выше говорил, что площадь или число лопастей увеличивают для очень малых скоростей воздуха. В данном случае нужно разогнать неподвижный воздух.
Вас не убеждает мировая практика ветрогенераторов? А вертолеты?
Отдельно можно говорить о гребных винтах, там свои проблемы: прочность и кавитация - в воде развивается гараздо больший упор на единицу площади, а резкий перепад давлений вызывает разрушающую кавитацию. Но если найти применение с малым упором, винт будет подобен авиационному, например для педального велопривода.
Кстати и у воздушных винтов тоже есть проблемы - скорость конца лопасти не должна приближаться к скорости звука.
Не видели. Однако прочностные характеристики такого крыла только как эксперимент для малой авиации при малых скоростях.

_________________
Время - лучший эксперт. ОНО может блестеть так же, но золото дольше.

Говорунов видел ещё и не таких. А где демонстрация пятикратного превосходства?

Лопасти старинных мельниц состояли из деревянного каркаса на который натягивалась парусина. Изменяя долю каркаса закрытого тканью, можно было настраивать мельницу под силу ветра. Это во время работы. Если же мельница не использовалась, то ткань снималась вообще.

_________________
"Древние украли все наши лучшие идеи!"
- Марк Твен.