0,04 0,08 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28 0,32 0,36 Я

Рис. 180. Характеристики воздушного гребного винта

т.е. коэффициенты kg и к принимают вблизи Л = 0,35 нулевое значение. Коэффициент полезного действия, согласно формуле (131), равен нулю для Л = О и для kg = О, следовательно, между значениями Л = О и Л = 0,35 он имеет максимум. Для того чтобы сравнить экспериментальную кривую (?7, Л) с теоретическим коэффициентом полезного действия ?7т [формула (121)], следует сначала выразить коэффициент нагрузки с» через kg и Л. Как нетрудно видеть.

е., =

Подставляя это значение в формулу (121), мы можем вычислить значения т]т, соответствующие отдельным значениям Л, и таким путем построить теоретическую кривую {т]т, Л). Эта кривая показана на рис. 180 штрихами. Мы видим, что действительные значения rj довольно близки к теоретическим значениям т]т всюду, за исключением области значений Л, близких к Ai, где rj приближается к единице, а т] - к нулю.

Более подробные сведения о воздушных гребных винтах можно найти в кни-

Ар = pw(v -

а скорость v, определяемая формулой (116), будет равна

« = «-!

Подставляя эти значения Ар и в равенство (132), мы получим:

Li=TTr-vAp = TTrpw(v-y. (133)

Легко доказать, что эта мощность имеет при заданных значениях v и г максимальное значение тогда, когда позади ветряка разность v - w равна

гах: Юрьев Б . Н ., Воздушные гребные винты, Москва 1934; Ветчинкин В. П. и Поляхов Н. Н., Теория и расчет воздушного гребного винта, Москва, 1940. (Прим. перев.)

См., например, Betz А., Windenergie und ihre Ausnutzuhg durch Windmiihlen. Gottinden, 1926; помещено также в Naturwiss. т. 15 (1927), стр. 905; далее N о е t Z1 i п и ., Die stromungstechische Grundlagen der Windkraftmaschinen, Denkschrift 2 der Reichsarbeitsgemeinschaft «Windt», Berlin-Steglitz, 1941.

Ь) К ветрякам применимы такие же рассуждения, как и к воздушным винтам. Ветер, т.е. поток воздуха, проходя через ометаемый лопастями ветряка круг, изменяет свое состояние: давление в нем уменьшается на некоторую величину Ар. Этому уменьшению давления соответствует возникновение мощности

Ll = тгг • v Ар; (132)

некоторая часть этой мощности, зависящая от величины коэффициента полезного действия лопастей, передается на вал ветряка. В формуле (132) v по-прежнему означает осевую скорость, с которой поток проходит через сметаемый ветряком круг. Для дальнейших вычислений применимы формулы § 19 с той только разницей, что теперь скорость позади ветряка меньше, чем до ветряка. Следовательно, теперь величина w имеет отрицательное значение. Для того чтобы иметь дело с положительными величинами, будем писать -w вместо w; тогда формула (113) примет вид:

Betz А., Z. f. d. gesamte Turbinenwesen, т. 17 (1920), стр. 307.

следовательно, при

Это максимальное значение мощности равно

Й 2 Ч Ll max = lTr pv .

Для того чтобы получить представление, в какой мере ветряк использует мощность ветра Lq, может служить коэффициент использования

Мощность Lq легко подсчитать. Предположим, что ветряк не оказывает никакого сопротивления движению ветра. Тогда через площадь круга, сметаемого ветряком, в одну секунду протекает масса воздуха pirr-v. Так как кинетическая энергия единицы массы равна i?;, то мощность

Lo = pwrv\

Следовательно, максимальное теоретическое значение коэффициента использования равно:

.1 max 16 А с:по£;

Qmax = 27 0,5926.

Понятие коэффициента полезного действия для обычных ветряков не имеет никакого смысла, так как энергия ветра имеется в неограниченном количестве. Об экономичности ветряка можно судить только по произведенным затратам на единицу получаемой мощности. Иногда несовершенная конструкция, но зато дешевая, может быть выгоднее конструкции аэродинамически совершенной, но дорогой по своей стоимости. Однако по-иному обстоит дело с ветряками, устанавливаемыми на самолетах для приведения в движение каких-либо вспомогательных механизмов энергией встречного ветра. В этом случае тяга ветряка S уменьшает мощность пропеллера самолета на величину Sv, следовательно, теперь понятие коэффициента полезного действия имеет вполне определенный смысл. Этот коэффициент равен