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Catamarã de vento. Transporte pessoal

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Apesar do equipamento quase completo dos navios com motores térmicos, os construtores navais ainda têm esperança de criar uma embarcação totalmente operacional movida a energia eólica. Somente nas últimas décadas surgiram veleiros com regulagem, controle e retração automatizados de velas, navios eólicos com propulsores rotativos, veleiros com velas-asas rígidas e com velas serpentinas...

Uma parcela considerável da participação na criação de tais estruturas pertence tradicionalmente a modeladores que criam novas turbinas eólicas incomuns. Na edição de hoje da revista há a descrição de uma turbina eólica de desenho original com dispositivo de propulsão combinado.

A principal vantagem do acionamento combinado é sua menor dependência da direção do vento em relação ao rumo. É verdade que isso não significa de forma alguma que um navio movido pelo vento será capaz de seguir um curso para a esquerda quando o vento sopra diretamente em seu nariz. Neste caso, a embarcação eólica, tal como qualquer veleiro, terá que virar - em zigue-zague, expondo o lado direito ou esquerdo ao vento. No entanto, em todos os outros percursos a embarcação eólica comporta-se bastante bem, desenvolvendo uma velocidade comparável à a velocidade dos veleiros tradicionais.

O dispositivo de propulsão da turbina eólica proposta é uma combinação de uma hélice e uma hélice cinematicamente conectada a ela. O vento gira o rotor, a partir do qual a rotação é transmitida à hélice - e o barco começa a se mover.

Estruturalmente, o wind rover é um catamarã com casco de compensado; na ponte que liga os cascos, um rotor de hélice é montado verticalmente em dois rolamentos de esferas, que é conectado à hélice por meio de um eixo flexível (cabo em bainha Bowden). Este último é projetado para uma velocidade de rotação relativamente baixa da hélice e, portanto, possui um diâmetro aumentado e pás estreitas e finas.

De forma puramente geométrica, o vingrotor consiste em dois semicilindros voltados um para o outro com lados côncavos e deslocados um em relação ao outro por um raio. Sua rotação ocorre devido a duas forças aerodinâmicas - a diferença de pressão nas pás côncavas e convexas e a força reativa obtida quando o ar flui pelo canal entre dois semicilindros.

A carcaça do wingrotor é cortada em plástico fino e bastante rígido - astrolon. Cartão fino - cartão e até papel whatman - também é adequado, mas para aumentar a rigidez e melhorar a resistência à água devem ser impregnados com verniz - de preferência parquet.

A concha é fixada com cola sobre quatro molduras recortadas em placas de tília com 4 mm de espessura, sendo toda esta estrutura reforçada com ripas de pinho de secção transversal em forma de lágrima. Uma hélice deste projeto é suficientemente rígida para suportar vento e cargas centrífugas durante sua rotação.

O rotor é fixado ao flange da unidade de rolamento. Este último consiste em uma caixa de rolamento usinada em duralumínio, um par de rolamentos com diâmetro externo de cerca de 20 mm e uma tampa. Na extremidade livre do eixo do conjunto do mancal, é feito um furo ao longo do diâmetro do cabo flexível do eixo; O cabo é fixado no furo por soldagem.

A hélice da turbina eólica é de quatro pás, com pás estreitas, seu diâmetro é de 168 mm. O parafuso é feito de chapa de duralumínio com 3 mm de espessura; o perfil da lâmina é convexo-côncavo, com frente arredondada e parte traseira pontiaguda. O ângulo de instalação das pás (passo da hélice) deverá ser selecionado de forma independente, aumentando-o gradativamente durante os testes de mar.

A hélice é fixada no eixo de popa entre uma porca e um girador com furo roscado. O eixo em si está localizado na madeira morta; Em sua parte frontal é feito um furo para um eixo flexível, onde o cabo é fixado por solda.

Os cascos dos catamarãs são feitos de compensado. As molduras e a travessa são cortadas em compensado de 5 mm, as laterais externas, o fundo e os decks são feitos de compensado de 3 mm. As faces internas e as quilhas são cortadas inteiramente em compensado de 5 mm. É mais conveniente montar os cascos em uma rampa simples - um bloco plano de madeira com ranhuras nas quais as armações podem ser fixadas com pequenas cunhas. Após a instalação das esquadrias, os gabaritos de papelão da lateral, do fundo e do deck são ajustados à esquadria - após determinar sua configuração exata, são recortados blanks de compensado, que são fixados nas esquadrias com cola epóxi.

A ponte que liga as carcaças e é a base do conjunto de rolamento da hélice é colada com resina epóxi de diversas camadas de compensado com espessura total de cerca de 10 mm e um par de blocos de madeira. A ponte é conectada às carcaças por meio de quatro parafusos com rosca M5; Para isso, ripas de bétula com porcas embutidas são coladas nas caixas.

Na parte traseira do catamarã existe outra ponte em ripas de pinho com secção de 50x15 mm - nela está fixado um suporte de popa de duralumínio.

Catamarã movido a energia eólica com propulsão combinada (clique para ampliar): 1 - casco do catamarã; 2 - ponte central; 3 - flange da unidade de rolamento; 4 - conjunto mancal do rotor; 5 - eixo traseiro; 6 - suporte de madeira morta; 7 - hélice; 8 - pena de direção; 9 - madeira morta; 10 - wingrotor

Casco do catamarã (vista refletida direita, esquerda): 1 - fundo (compensado s3); 2 - placa externa (compensado s3); 3 - deck (compensado s3); 4 - saliência nasal (tília); 5,6,7 - esquadrias (compensado s5); 8 - lado interno (compensado s3); 9 - travessa (compensado s5)

Vingrotor: 1 - molduras (tília s4); 2 - ripas de reforço (pinho, ripas 24x12); 3 - shell (papel astrolon, pressspan ou whatman)

Conjunto de mancais da hélice: 1 - carcaça do mancal; 2 - pino; 3 - flange; 4,6 - rolamentos; 5 - eixo propulsor; 7 - carcaça do eixo flexível; 8 - cabo de eixo flexível; 9 - tampa da carcaça do mancal

Popa: 1 - eixo de popa; 2 - porca giratória; 3 - hélice; 4 - porca de suporte; 5 - corpo; 6 - cabo de eixo flexível; 7 - carcaça do eixo flexível

É melhor lançar uma turbina eólica em tempo de vento, quando o rotor gira facilmente sob a influência do fluxo de ar. A embarcação eólica se move mais rápido no vento do golfo - quando a direção do vento é perpendicular ao curso do barco. No entanto, a embarcação eólica também pode navegar em proa curta - quando o vento sopra de lado para frente - em um ângulo de 30 a 45 graus em relação à direção do movimento.

Autor: I. Terekhov

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