Юный техник, 2012 № 12

Однако на деле никому до сих пор так и не удалось увеличить продолжительность полета аппарата хотя бы до четверти часа и уменьшить риск его полета. Он так и остался экзотикой. В серию недавно пошел лишь гидрорансц, позволяющий человеку подниматься над водой с помощью струй воды, выбрасываемых водометом.

СОЗДАНО В РОССИИ Раскинули крылья ветряки…

Правы люди, утверждающие, что электрические ветрогенераторы полезны. Но правы и те, что утверждают, что они вредят природе. Впрочем, обо всем по порядку.

Крупные ветряные электростанции, хотя и представляют меньшую опасность для экологии, чем традиционные источники энергии, все же оказывают влияние на изменение климата. К такому выводу пришли ученые из Университета штата Нью-Йорк, проанализировавшие работу «ветряных ферм» в Техасе за последнее десятилетие.

Выводы таковы: за это время среднегодовая температура в окрестностях поднималась на 0,72 градуса летом и 0,45 зимой. Причина тому — энергия, выделяемая вращающимися ветро генераторами, а также турбулентность, которая возникает в результате вращения роторов турбин. Она нарушает дневные и сезонные циклы циркуляции воздуха, объяснили ученые.

Ночью, когда массы холодного воздуха опускаются ближе к земной поверхности, лопасти турбин создают «воздушный штопор», в котором эти потоки перемешиваются с теплым воздухом. В местах компактного расположения ветрогенераторов образуются «устойчивые острова тепла», утверждает профессор Нью-Йоркского университета Лиминг Гоем.

Тем не менее, ветроэнергетика переживает бурное развитие в США и в других странах. Скажем, в Китае каждый день вводят в строй около 40 новых ветрогенераторов. Только за 2012 год суммарная мощность всех ветрогенераторов выросла примерно на 20 %, составив 238 ГВт. По прогнозам экспертов отрасли, к 2016 году их мощность вырастет еще, как минимум, вдвое.

Как снизить наносимый ими вред? Об этом, в частности, думают и исследователи нашей страны. Например, в Исследовательском центре им. М.В. Келдыша создают оригинальные конструкции не только для авиации и космонавтики. Одна из них — ветроустановка с машущим четырехлопастным ротором, лопасти которого могут быть изготовлены, например, из пенопласта. Перед началом работы две лопасти поднимают вертикально вверх, а две другие располагают горизонтально и направляют в противоположные стороны. Под воздействием ветра лопасти начинают описывать сложные траектории, напоминающие пространственные «восьмерки».

КПД установки увеличивается здесь за счет полного использования напора ветра, действующего перпендикулярно на плоскости сменяющих друг друга лопастей.

С выходного вала крутящий момент передается потребителю мощности. При шквальном ветре (21–25 м/с) расположенное под хвостовым оперением подвижное крыло переводит установку в положение, когда лопасти оказывают наименьшее аэродинамическое сопротивление ветру. Когда скорость ветра уменьшается, установка возвращается в рабочее положение.

Один из создателей новой конструкции, П.А. Богданов, построил такую установку у себя на даче в Подмосковье. При скорости ветра 10 м/с и размахе лопастей ротора 0,8 м электрогенератор дает электрическую мощность порядка 450 Вт.

Подобные ветряки подходят для районов с умеренным климатом и среднегодовыми скоростями ветра от 3 до 15 м/с, полагает другой разработчик новой конструкции, кандидат физико-математических наук Н.Н. Иванов. Ветроустановку можно использовать, например, для подъема воды из колодца. В переносном варианте она пригодится жителям отдаленных сел и деревень, геологам-поисковикам, чабанам, таежным охотникам и строителям. А смонтированная, например, на горном ручье или речке, установка с водонепроницаемым ротором будет работать как малая ГЭС, причем не только летом, но и зимой, подо льдом.

Еще одну оригинальную ветроустановку мне довелось видеть в г. Зеленограде. Ее создатели — сотрудники ООО «АС и ПП», которая занимается разработками и производством в сфере силовой электроники, альтернативной энергетики, возобновляемых источников энергии и энергосберегающих технологий.

Только за два последних года предприятием получено более десяти патентов на технические решения, воплощенные в разных разработках. Новая ветроустановка — одна из них.

Руководитель проекта Д.А. Дуюнов рассказывал мне об истории создания этой оригинальной ветроустановки. В свое время известный фантаст Александр Казанцев описал оригинальную ветроустановку, которую соорудили полярники на одной из зимовок. Умельцы разрезали вдоль пустую металлическую бочку, сдвинули немного половинки одну относительно другой и закрепили в таком виде на центральной оси. Ну, а саму ось поместили в подшипниках, чтобы могла свободно вращаться. Такая конструкция удобна тем, что ее не нужно разворачивать, словно флюгер, при изменении направления ветра.