Лопасть пропеллерного ветроколеса

 

Использование: в ветрогидроэнергетике. Сущность: лопасть содержит профиль с хордой, направленной под углом к плоскости вращения ветроколеса, а толщина профиля определяется по определенной математической зависимости. 1 ил.

Изобретение относится к ветрогидроэнергетике и авиации.

Известна лопасть пропеллерного ветроколеса, содержащая профиль, установленный под углом к плоскости вращения ветроколеса.

Недостатком этой лопасти является то, что вершина поверхности ее профиля превышает поперечную проекцию хорды, что ведет к ненужному увеличению лобовой поверхности и, в результате, к вредному аэродинамическому сопротивлению.

Целью предлагаемого изобретения является снижение коэффициента аэродинамического сопротивления.

Цель достигается тем, что наибольшая толщина профиля определяется из соотношения: C = 2/3 B sin ϕ, где С - наибольшая толщина профиля; В - длина хорды профиля; ϕ - угол между хордой и плоскостью вращения ветроколеса (угол установки).

На чертеже показан профиль лопасти ветроколеса.

Профиль лопасти содержит переднюю плоскость АВ, заднюю поверхность от точки А к точке Д и затем В. Точка А является носовой, точка В - хвостовой. Линия АР является траекторией точки А или плоскостью вращения. Линия ВЕ является траекторией точки В и параллельна линии АР. Линии АЕ и РВ являются поперечной проекцией хорды АВ. Угол между хордой АВ и линией АР является углом установки лопасти. Линия СД образует максимальную толщину профиля лопасти, которая определяется по формуле C = 2/3 B sin ϕ, т.е. находится в прямой зависимости от длины хорды и угла установки лопасти и является предельно оптимальной. Всякое ее увеличение или уменьшение ухудшает аэродинамику лопасти, так как в первом случае увеличивается лобовая поверхность, во втором снижается подъемная сила. Точка С откладывается на 1/3 длины хорды от точки А.

Работает лопасть следующим образом.

Поток воздуха, набегающий на переднюю плоскость АВ, отдает ей часть своей энергии и приводит во вращение лопасть. При этом лопасть рассекает воздушный поток, который обтекает ее. При движении потока по задней поверхности лопасти от точки А к точкам Д и В создается аэродинамическое сопротивление, но так как толщина лопасти СД, определенная по приведенной формуле, является предельно оптимальной, то и сопротивление оказывается предельно малым, за счет чего и достигается поставленная цель.

Формула изобретения

ЛОПАСТЬ ПРОПЕЛЛЕРНОГО ВЕТРОКОЛЕСА, содержащая профиль, установленный под углом к плоскости вращения ветроколеса, отличающаяся тем, что, с целью снижения коэффициента аэродинамического сопротивления, наибольшая толщина C профиля определяется из соотношения C = 2/3·B·sinϕ, где B - длина хорды профиля; ϕ - угол между хордой и плоскостью вращения ветроколеса.

РИСУНКИ

Рисунок 1