Хвосты, руление, защиты ветряка от сильных ветров
 

Валера, покажи здесь формулы расчета хвоста, а я по ним экселевскую табличку сделаю для быстрого расчета и здесь положу.

Левая часть уравнения.
Сила на винт в Ньютонах(P)= 0,5*1,23*площадь винта в кв.м *скорость ветра в квадрате.
Момент (M) приложен к центру поворота ветроголовки в Нм = Р*расстояние от центра поворота до центра винта в метрах (смещение оси винта) .
Работа при повороте головки на 90 градусов (Пи/2) = М*1,57
Правая часть уравнения должна равняться левой части.
Правая часть
Работа при подъеме хвоста = mgh
m вес в кг
g - 9,81 сила тяжести
h - высота подъема точки в центре тяжести
h= расстояние в метрах от центра поворота шкворня хвоста до центра тяжести * sina (синус угла наклона шкворня)
Хотя мне не очень понятно, почему не тангенс, хотя они близки

У меня вот хвост резко складыватся, и долго не раскладывается угол сложенного хвоста примерно 60градусов, генератор перестает вырабатывать ток, до такой степени винт сбавляет обороты, видимо надо упор сделать градусоов на 45-50, чтобы винт продолжал делать полезную работу - все это происходит при 17-23 м/с надавно был ураган деревья падали

Добавлено через 4 минуты
Спасибо за формулы, табличку в ближайшее время сделаю, как осмыслю все тобой сказанное. Мне интересно сделать более эффективный хвост, может добавлю гидравлический амортизатор и пружину, т.к. сложеный квост не хочет поддерживать обороты ветряка и и раскладываться на нужный угол, когда это можно было бы использовать, у мяня 10А амперметр зашкаливает при урагане, складывается хвост ток падает до нуля потом снова и так циклически происходит при урагане, а можно же сделать чтобы всегда 10А выдавал :)

Я сам еще толком не разобрался, но уверен, с пружиной можно сделать. Вспомни динамометр, вешаем 1Н, пружинка отвисла на 2см, подвесили 2Н, провис на 4. Вроде и тут так должно быть, не резко менять положение. Будем над этим работать.

Дима хвост сам возвращается, под своим весом без пружин? Я так понял что ветряк (генератор) всегда отклонён на какой то градус, чем сильнее ветер, тем больше отклонение?

да возвращается под своим весом, но я считаю что поздно возвращается, да отклонен на небольшой градус, у меня где то 3-5 градусов

Меня гложут сомнения, что хвост будет плавно уходить от ветра. Тут равенство сил, и как они совпадут, хвост уйдет. Я еще не испытывал, и это только интуитивно. Пружина, да, может плавно отклонять. Надо поспрашивать тех, кто не раз делал такой хвост. Допустим, Миколу.

Я как раз такой и не делал. Делал другие но похвастаться не чем. Видимо как ни крути а придется испытывать и проверять все. Ближе к зиме наверно займусь этим.

Дима, ты хорошо переводишь, посмотри http://www.thebackshed.com/windmill/Docs/Furling.asp

Ребята,может кто поможет разобраться с( УВОДОМ ХВОСТА) и перевести расчеты? : http://www.thebackshed.com/Windmill/Docs/Furling.asp

Goga65,
http://translate.google.ru/translate...%2FFurling.asp

Valeriy, Благодарю,но не все ясно.,Вы к своему ВГ хвост считали или от "балды"?

Считал по формуле Владимира.
http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=67

Ребята,кто может помогите конретно хвост посчитать: d=1.5м,на ветер 20м.с. Р=300Вт(если нужно)?

Для полтораметрового в принципе не нужна защита, и на мой взгляд 20 м/с это перебор. защита к этому времени уже не понадобиться.
Могу только на амортизаторе помочь.

Goga65, вчитайтесь, вдумчиво. Там все понятно. Еще раз привожу Владимира.
Рассмотрим механизм работы косого шкворня. срабатывание всей схемы аналогично работе винтовой резьбы. При работе винтовой пары соблюдается равенство работ произведенных моментом вращающим винт и винтом работающим на встречное усилие. Таким образом момент приложенный к оси винта в нашем случае зависит от ветра и хорошо отражен таблицей , которую я привел , таблицу , ессна , надо поправить на порядок , как точно заметил Виктор Афанасьевич , дай ему Бог здоровья. Т.к. перемещение винта линейно зависит от угла , то не имеет значения какой угол расмматривать для сравнения работ , исходя из этого мы будем рассматривать угол 90 градусов для удобства вычислений , 90 градусов это П/2 радиан. Зная что в начальномй состоянии центр тяжести хвоста удален на 2 метра и вес хвоста 50 кг , при срабатывании защиты на 90 градусов работа проделанная при подьеме центра тяжести хвоста равна 500*2sin а , где а - угол наклона шкворня , работа проделанная головкой (со второй стороны уравнения) будет равна моменту из таблици помноженому на П/2, таким образом общее уравнения для расчета наклона шкворня имеет следующий вид:
М*П/2=500*2sin а
решив уравнение для любого момента из таблици относительно угла а получим угол наклона шкворня для срабатывания защиты на ветре , соответствующем этому моменту.

Еще один "болгарин"
 

Констуировал ВГ из болгарского мотора,но не довел до завершения т. к. получался очень тяжелый,для тонкой мачты,сейчас пробую закончить констукцию.Пробую сделать мультипликатор(1:3,5) из шкива(по моему от стиральной машины) и ролика(выточенного из салинблока ВАЗ 2108),диаметр винта 1,9м (помогите рассчитать хвост-практически)

Хвост можешь начинать делать из расчёта: Длина хвоста не меньше радиуса винта, а площадь оперения 10-15% от ометаемой поверхности винта. А для дальнейших расчётов нужно будет знать расстояние от оси крепления мачты до плоскости паралельной винту и плоскости перпендикулярной винту. Другими словами координаты точки крепления винта относительно оси мачты.

Сергей, Вот зарисовал размеры крепления ВГ.

Goga65,По фоткам видно, что у тебя есть возможность сместить шкворень влево. То есть увеличить расстояние 9см. Это хорошо. Если у тебя хвост уже готовый, нужно его взвесить. В месте крепления хвоста взяться рукой 1. А кончик хвоста положить на весы, цифра 2. И тогда я быстенько всё прикину.

Сергей, Не Серега,шкворень врядли смещу,разве отрезать и переварить,а хвост завтра взвешу

А я своего болгарина на днях пытался нвайти, не тут то было. Зимний вариант мастерской- это просто склад забытых с лета вещей!

Попробуем посчитать то что есть, но нужен вес. А потом со всем определимся. Тему переношу в расчёт хвоста...

Сергей, Взвешав хвост как ты говорил.-6 кг.+- 50гр.(при поддержке рукой -вес меняется)

Шкворень придётся отрезать полюбому. Нужен второй угол. Дальше, возможно заодно придётся переносить точку крепления шкворня, что-бы была возможность регулировки утяжелением хвоста. И ещё, укажи расстояние где планируешь прицепиться хвостом к шкворню...

Сергей, Пока обрезать не буду(на чехе этот угол гдето 5-7 градусов),ты посчитай при каком ветре сработка будет?-проверим,а потом ежели то переделаем-будет и теория и практика(если бы не снег на крыше,он уже крутился на ветру)

Да, видал ролик на ЮТБ то там винт вертелся по часовой стрелке,а хвост был справа(смотря на винт),я на форуме читал что для такого расположения хвоста-винт должен крутится против часовой стрелки?! Как правильно,кто подскажет?

Вот уж бред какойто.

baysun, Бред в чем?

Goga65, если винт вращается по часовой стрелке (если смотреть на него спереди), то увод должен делаться влево. Это и определяет положение хвоста. Объяснение здесь очень простое: при экстренном развороте винт начинает сильно изгибаться из-за гироскопических сил (которые почему-то принято недооценивать, а зря! Они очень значительны), при этом существует опасность зацепления лопастью за мачту (если лопасть или ступица винта недостаточно жёсткая). При правильном направлении разворота ветряка при складывании хвоста, - винт должен стремиться наклоняться вверх, во всяком случае, сила прецессии на нижней лопасти - должна иметь направление не в сторону мачты, а от неё. Этим всё и определяется.

Александр,А можно немножко поподробнее. Гироскоп пока оставим, здесь более мение понятно. А вот в этой прецессии не совсем. Ведь поворот оси вращения нашего "волчка" происходит перпендикулярно оси мачты, так что если смотреть со стороны винта и он уходит скажем вправо, то изгибающие нагрузки на лопасти находящаяся справа от мачты должна уменьшаться, а на те что слева увеличиваться. То-есть испытывать дополнительную нагрузку от разворота из за вот этих вот сил прецессии. Но причём здесь верх и низ? Объясни пожалуйста?

Значит, не понятно.
Прецессия - это свойство гироскопа и не может быть отделено от него. Если винт вращается по часовой стрелке (при этом он образует диск гироскопа), то при попытке повернуть его вправо относительно вертикальной оси - он будет стремиться наклониться вниз. Это и есть самая, - что ни на есть, - прецессия. Соответственно, при развороте влево - диск винта будет хотеть наклониться вверх. Мы же смотрим на винт спереди? Надеюсь, верх от низа как-то (хоть это и неимоверно сложно, я понимаю...) можем отличить?
Что же до изгибающих нагрузок, то они не уменьшаются ни при каких разворотах. Они только увеличиваются. Потому что они в разы превосходят центробежные и аэродинамические силы лопастей. И наша задача - выбрать направление складывания так, чтобы винт не мог зацепить мачту.
Это легко проверить на простейшей модели: достаточно взять тонкий жестяной диск и, насадив его свободно на вязальную спицу, привести во вращение. Вращая в ту или другую сторону этот диск и пытаясь при этом его разворачивать относительно вертикали, - можно всё увидеть собственными глазами и, соответственно, понять.

Александр, То что на рисунках из : http://www.thebackshed.com/Windmill/Docs/Furling.asp -винт крутится против часовой стрелки?

Там не нарисовано направление вращения, но должен вращаться против часовой.

Александр, Значит я делаю не правильно. Я где то вычитал и записал,что все наоборот,и чеха своего(но он работает и хвост "играет"),и сейчас второго болгара,я рамку сварил не правильно-лопастя у меня вырезны для вращения по час. стрелке,и резьбы на закрутку.

Goga65, Ну, это же малютки. Им это пофигу. Их можно вообще не уводить. А вот как только ветряк становится большим, вот тут и начинается... Ветряк Виктора Афанасьевича все помнят? Вот там этот эффект проявлялся аж дважды: первый раз, когда лопать задела за мачту и слегка пострадала, и второй раз, когда ветряк разрушился с отлетанием лопастей...
Рекомендую провести эксперимент с жестяным диском, о котором я говорил выше. Это лучше всяких теорий.

Goga65,Я обязательно это проверю. Диск, пусть даже из пластика, в центре болт с гайкой и всё это в дрельку с регулируемыми оборотами. Должно что-то показать...

Сергей, Даже и дрель не нужна. Просто продеть в отверстие тонкую ось, а само отверстие пусть будет свободным. Рукой толкнул в нужную сторону и можно наблюдать все эффекты.
А если на дрель сажать, то выгодно на эластичном подвесе. Скажем, вместо оси - жёсткая пружинка, например, от старой раскладушки. Очень наглядный демонстрационный прибор получится.

Вот уже и проверил:i_am_so_happy:... Подтверждаю при левом вращении и повороте влево, диск приближается к условной мачте фото 1. При левом вращении и повороте вправо, диск удаляется от условной мачты фото 2.:pardon:

Блин, ну вот, и у меня неправильно сделан ветряк. :scratch_one-s_head:
Как говорится: все не учесть, ошибок не избежать.
Летом перделаю, перенесу хвост в другую сторону, и смещение винта в другую - все зеркально по горизонтали.

Только хотелось бы уточнить, вправо поворот, если смотрим на винт спереди , то левая часть винта приближается, а правая часть винта удаляется - так? А то относительность поворота можно из разных точек считать и право превратится в лево :))