Винт изменяемого шага самолета

Нет никакого преимущества в высокой скорости ротора после определенной точки

Преимущество в скорости конца ротора достигает максимума около 80 м/с, а предельный выигрыш в энергоэффективности падает до 0 примерно при 110 м/с. Почему я говорю об этом? Потому что это говорит нам о том, как мы хотим проектировать роторы для высокоскоростных ветров. Вместо более легкого ротора, предназначенного для движения по ветру, нам нужен более тяжелый и крупный ротор, рассчитанный на постоянный износ. Кроме того, существует определенная точка длины ротора на высоких скоростях, при которой мы теряем окупаемость инвестиций. Чем выше скорость ветра, тем быстрее движется ротор, тем быстрее движется внешний наконечник. Поэтому, чтобы внешний наконечник не поднимался слишком высоко, было бы более эффективно использовать меньшие лопасти при сильном ветре.

Ветряные турбины уже могут выдерживать сильные ветры

Согласно Википедии, обычная скорость выживания составляет 60 м/с (134 мили в час), в то время как некоторые турбины рассчитаны на скорость до 80 м/с (180 миль в час). Турбины блокируют свои роторы при более высоких скоростях ветра, чтобы предотвратить повреждение. Коммерческие модели, на которые я смотрел, имеют тенденцию блокироваться ниже 30 м/с; что на 67 миль в час и ниже, чем скорость ветра на вашей планете. Высокая скорость выживания означает лишь то, что монтировку и лопасти не снесет ветром определенной скорости.

Что вам нужно, так это изменение высоты тона

Изменение шага позволит лопасти турбины изменять угол по отношению к ветру. Есть документы, предлагающие электронные алгоритмы управления шагом ротора, которые могут фиксировать скорость ветра до 50 м/с (111 миль в час, достаточно хорошо для вашего мира). Причина, по которой вам нужен переменный шаг, заключается в том, что изменения скорости ветра (от 60 до 100 миль в час) охватывают широкий диапазон. Эффективное производство на скорости 60 миль в час не требует такого же шага, как эффективное производство на скорости 100 миль в час.

Насколько я могу судить, ветряных лопастей с переменным шагом в продаже не существует. Было несколько примеров исследований .

Тем не менее, многие самолеты имеют винты с изменяемым шагом . Например, такой винт есть у военно-транспортного самолета C-130 Hercules из США. Ваша конструкция турбины будет похожа на пропеллер самолета с роторами переменного шага с электронным управлением. Обратите внимание, что на рисунке ниже каждый ротор имеет круглое крепление к ступице. Это позволит ему поворачивать угол между лезвием и встречным ветром.

Заключение

Винты самолета, очевидно, могут успешно регулировать свой шаг при скорости ветра выше 60-100 миль в час, которую вы предлагаете. Алгоритмы управления шагом для оптимизации производства энергии были предложены в литературе. А турбинные установки уже могут выдерживать скорость ветра до 180 миль в час. Объедините эти три концепции, чтобы разработать успешную систему высокоскоростного ветра.

Краткий ответ: Да.

Посмотрите на некоторые варианты по этой ссылке . Я думаю, вас интересует Windspire.

«Эта турбина высотой 30 футов и шириной 4 фута вырабатывает 2000 киловатт в час при скорости ветра 12 миль в час и может выдерживать ветер до 105 миль в час».

Он также красивый и компактный, что делает его еще более подходящим для сценария, который вы описываете. Вы, вероятно, захотите масштабировать его для своих целей. Нет особых причин, по которым вы не могли бы сделать их намного, намного больше, не ставя под угрозу их способность справляться с вашими высокими скоростями ветра.

Учитывая, что пропеллеры самолетов вращаются значительно быстрее, чем ветряные турбины, но не разлетаются на части, я думаю, вы должны быть в состоянии соорудить ветряную мельницу, равную скорости вашего ветра.

Но как скучно. Вместо этого сделайте ветряные турбины по образцу реактивных двигателей! Те идут очень быстро. Я смог найти только один.

https://www.youtube.com/watch?v=ygBsb5FKyOo

Вы можете утверждать, что радиальная избыточность лучше удерживает его вместе при сильном ветре вашего мира. И это круто выглядит!

Замените лезвия

Безумно легко. Вы идете в Clipper Windpower и говорите: «Эй, ребята, я хочу ваши коммерческие готовые промышленные ветряные мельницы, но у меня очень странное атмосферное давление и скорость ветра».

Почему Клипер? Потому что до недавнего времени Clipper был частью UTC (United Technologies), крупного аэрокосмического конгломерата. А так их ролодексы еще будут полны контактов от...

Кто является ведущим производителем пропеллеров в западном мире, производившим их для всего, от Spirit of St. Louis до усовершенствованного E-2 Hawkeye*. Будьте уверены, гребные винты Hamilton Sundstrand не будут иметь никаких проблем с вашей скоростью ветра.

Обе компании легко разработают для вас новую лопасть ветряной мельницы, которая «привинчивается» к их стандартным концентраторам и системам управления, а программному обеспечению управления запасами даже не нужно знать, что оно находится на другой планете. То есть новых багов нет.

* 8-лопастной винт, хотя и является избыточным с точки зрения аэродинамики, является кратным предыдущему 4-лопастному винту, и это значительно упрощает переписывание программного обеспечения радара, поскольку поворотный купол и другие радарные системы должны учитывать собственные тени винта).