Nietypowe łopaty turbin o poziomej osi obrotu

Poruszając się po kraju spotkać można wiele „dużych” turbin o poziomej osi obrotu. Najczęściej posiadają one trzy łopaty o dość charakterystycznym kształcie. W rzeczywistości różnią się profilami i kształtami ale różnice te nie są specjalnie zauważalne.
Na tym tle turbiny o pionowej osi obroty są dużo bardziej różnorodne. Oczywiście istnieje cała gama mniejszych turbin o innej ilości łopat.

Nietypowe łopaty posiadają turbiny wykorzystujące efekt Magnusa.
Niemiecki fizyk i chemika H.G. Magnus zbadał to zjawisko w 1853 roku. Zjawisko powoduje między innymi "zakrzywienie" toru uderzonej piłki, czy wpływa na tor obracającego się pocisku artyleryjskiego.
W zjawisku powstaje siła prostopadła do kierunku ruchu, działającej na obracający się walec lub inną bryłę obrotową, poruszającą się względem płynu (np. cieczy lub gazu).

Anton Flettner  (niemiecki naukowiec) w 1926 roku zbudował turbinę, w którym wykorzystał efekt Magnusa. Łopaty turbiny zastąpiono ściętymi stożkami wykonanymi z blachy, zamontowanymi tak, aby mogły obracać się wokół swoich osi. Do obrotu stożków użyto silników elektrycznych. Wiatrak miał 20 metrów średnicy, a każdy ze stożków miał długość 5 metrów oraz średnicę zmieniająca się od 72 cm do 90 cm. Z tego co mi wiadomo turbina była bardzo nowoczesna, nie spełniała jednak pokładanych w niej oczekiwań.

Potencjalnie ten rodzaj wirnika powinien mieć wyższą sprawność przy małych prędkościach
wiatru, większą odporność na wiatry o dużej prędkości. Wirnik obraca się około 3 razy wolniej niż w konwencjonalnych rozwiązaniach. Turbina rozpoczyna pracę przy wietrze o prędkości około 3m/s maksymalna prędkość obrotowa wirnika nie przekracza 6 obr./min. Dzięki powyższym cechą turbina powoduje podobno mniejszy hałas i jest bardziej bezpieczna dla ptaków.
Wadę turbin wiatrowych z efektem Magnus'a jest pobór prądu niezbędny do napędu walców.

Taka turbina znajduje się we wsi Pagórki koło Elbląga.
Turbina białoruskiej konstrukcji dla firmy ENECO typ ACOWIND A-63 o mocy 1,2 MW, zamiast łopat posiada obracające się walce, które napędzane są ze zmienną prędkością obrotową, przez silniki elektryczne umieszczone wewnątrz piasty. Wirnik powstał w Polsce w Zakładach Remontów i Produkcji Sprzętu Lotniczego z Bielsko-Białej. Miała powstać farma – skończyło się na prototypie – od kilku lat nic się nie dzieje. Byłem tam dwa razy – zrobiłem sobie fotki. Gdyby działał byłby sporą atrakcją dla miłośników OZE.

Sama koncepcja jest podobno słuszna Flettner przebudował żaglowiec Buckau na tak zwany rotorowiec. Statek miał dwa wielkie cylindry (16 metrów wysokości i 2,8 metra średnicy) wykorzystujące efekt Magnusa do napędu śrub.

Przy okazji znalazłem film z testów tego rotorowca:

Obecnie znaleźć można wiele takich konstrukcji – z moich ulubionych to niemiecki E-ship 1 (na filmie: http://www.youtube.com/watch?v=2pQga7jxAyc)
Tutaj świetny artykuł o starych amerykańskich rotorowcach http://www.graptolite.net/usa/rotor.html
A to jachcik
https://www.youtube.com/watch?v=xyYvq_x55sI

Zainspirowane rotorowcami samoloty osiągały siłę nośną większą o około 10 razy od samolotów  z identyczną powierzchnią skrzydeł.

Wracając do turbin, od około 2005 roku pojawiło się kilka wariantów turbin wykorzystujących efekt Magnusa, walce i stożki ustępują stożkom ze świderkami.
Poniżej odsyłacze do kilku przykładów.
Prototypy
https://www.youtube.com/watch?v=fdpT2B8CMEw
https://www.youtube.com/watch?v=xC9DYd_LVaQ
Świderkowa – chroniona patentami \
https://www.youtube.com/watch?v=eu1z7uL4tlE
https://www.youtube.com/watch?v=HQ1U4Dr3HdQ
Cała farma:
https://www.youtube.com/watch?v=lmMiRleMafA

Model samolotu
https://www.youtube.com/watch?v=acXvl-8xrBM
Prototyp podniebnej konstrukcji – w oparciu o efekt
https://www.youtube.com/watch?v=Ne_aEa__svo
I dla rozrywki kilka przykładów prezentacji efektu
https://www.youtube.com/watch?v=Bsibe4OV0no

Piłka - https://www.youtube.com/watch?v=23f1jvGUWJs
https://www.youtube.com/watch?v=YIPO3W081Hw

Prezentacja z LO w Polsce https://www.youtube.com/watch?v=h2BB9cTMgfc

Podobne – może wyraźniejsze
https://www.youtube.com/watch?v=OuEPLqHnx8U