Первый пост темы: Toxik Post: #381116 От:15.07.2012 (17:38) Речь в ветке пойдет о портативном генераторе, который вполне по силам построить своими руками, мощность обещает быть приличной.
Кайт - тяговый воздушный змей, используемый в экстремальном спорте. Не так давно увлекся я этим спортом, так при хорошем ветре купол может разогнать "всадника" до 80 и более километров/час. Приличная скорость, приличная мощность, которую можно ощутить на собственной шкуре. Естественно, голова начала кубатурить, как использовать это для получения халявного электричества, за исключением нескольких нюансов, идея созрела 😀
В прошлом веке НАСА разрабатывали гибкое и легкое крыло, для спасения космических аппаратов, "побочным продуктом" этих исследований стал кайт NASA. По сути, плоский кусок тряпки, с привязанными к нему стропами. Изготавливается буквально за вечер, и повторяли его уже тысячи любителей, в том числе я пару раз делал.
Отличительной особенностью этого крыла является то, что не летать оно не может - достаточно малейшего дуновения ветерка, чтобы поднять такой змей в воздух. Потом, правда, в спортивных целях кайты трансформировались, и стали больше походить на парапланы на стропах, но это для спортивных целей, а для реализации этой идеи, пожалуй, большего ничего и не надо.
Чуточку теории, поскольку способ извлечения энергии из воздушного змея весьма специфичен... Значит, если встать задницей к ветру, то все, что видишь - ветровое окно. Причем, прямо спереди - его центр (чем ближе к центру, тем больше тяга кайта), а сверху, справа, слева - края ветрового окна. Там подъемная сила, создаваемая кайтом минимальна, и достаточна только для того, чтобы удерживать змей в воздухе. Верхняя точка ветрового окна - зенит. Запущенный змей, без управления, без перекосов, стремится занять это положение, при этом тяги змей почти не развивает.
Так же, тяга змея возрастает с увеличением его скорости, относительно ветра, если ветра маловато, тягу можно "намахать", заставляя змей летать в окне. Обычно используется движение по синусоиде, или восьмерки (вертикальные и горизонтальные) - чтобы стропы не перепутались.
Последний необходимый термин - кайтлуп, "мертвая петля", описываемая змеем, так же, дает тягу, но используется в кайтинге ограниченно, ибо перепутывает стропы - приходится делать кайтлуп в другую сторону (и получаются те самые восьмерки). Но для извлечения электроэнергии из энергии кайта - то, что доктор прописал.
Итак, электростанция представляет из себя два кайта, соединенных общей стропой, переброшенной через ролик. Кайты, будучи запущены, постоянно "крутят кайтлупы" в одну и ту же сторону. с земли, от блочка, через который стропа переброшена, будут эти кайты выглядеть как огромное ветряное колесо, вернее, только его лопасти, без ступицы. (мощность-то как раз и снимается с концов лопастей, тогда как ступица, часть лопасти рядом с ней расположенная и мачта обычных ветряков толку мало дают, скорее, дополнительное сопротивление оказывают, попросту, парусят).
Но, при внешнем отдаленном сходстве с ветряком, эта пара кайтов будет името больше степеней свободы. Кайт, находящийся в зените будет иметь гораздо меньшую тягу, нежели кайт, пролетаюший в глубине ветрового окна, и кайт, спускающийся вниз, так же, будет иметь большую скорость и тягу, чем тот, что поднимается вверх, т.е. кайты будут попеременно друг друга перетягивать (связаны-то они общей стропой, перекинутой через блок)... Вот с этого блока мы и будем снимать энергию! В самом простом варианте - он насажен на вал генератора, который крутится то в одну, то в другую сторону, правда, придется дать возможность генераторному блоку свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, чтобы стропы не перепутались после нескольких кайтлупов. Более сложный вариант - передача с 2 обгонными муфтами, чтобы вращение с блока в разные стороны преобразовывалось во вращение вала генератора, в одну сторону, но это - вполне решаемая механическая задача 😀
Синхронность вращения кайтов решается просто - их стропные системы соединены отрезком стропы, ограничивающей радиус кайтлупов. Тут нужно покумекать, но я знаю, куда и как примерно ее нужно привязывать, чтобы она взяла "управление" системой на себя. Это можно реализовать без вспомогательных механизмов и электронных систем управления.
Что имеем, и чем это лучше традиционных ветряков?
1. Мачта - не нужна, станция получается компактной и мобильной.
2. К слову о мобильности, кайты не имеют жесткого каркаса, и в сложенном состоянии оба, вместе со стропой, уместятся в маленьком рюкзачке. Наземная же часть станции по размерам будет даже меньше бензогенератора соответствующей мощности, т.е. станцию, киловатт на 10 вполне сможет перевести обычная легковушка в багажнике, а установить и получать электричество уже через 10 минут - один человек..
3. Я писал именно про кайты НАСА из-за их простоты и дешевизны, главным образом. Изготовить за выходной пару таких кайтов, размером по 10-12 метров квадратных, под силу даже человеку, никогда прежде дела с кайтами не имевшему, и обойдется это дело по деньгам - в пределах 1000 деревянных за кайт.
4. Работать будет только один кайт в каждый момент времени, но отдаваемая им энергия сопоставима с ветряком такой же площади, такого же радиуса как кайтлупы, и "задранного" на такую же высоту. Т.е., примерно 20 метров на 30-40 метровой мачте, с площадью в 10 (а то и 20, 40) метров квадратных - вполне "взрослый" ветряк - построить что-то аналогичное, но "традиционное", да еще за такие деньги - вряд ли это возможно.
5. Наса - однослойный кайт. Как я уже писал, летать он начинает даже при самом минимальном ветре - 1-2 м/с уже достаточно. Следовательно, и электростанция сможет работать практически с одинаковой эффективностью в любой ветер. Тем более, что компактность кайтов в сложенном виде и дешевизна позволяют иметь в запасе 2-3 комплекта кайтов со стропами, разного размера. Совсем слабо дует - запустил 20 метровые змеи, обещают сильный ветер - 5 метровые, но в "киловаттах" потерь нет.
Наконец, если предусмотреть возможность крутить генератор и от ДВС, на случай полного штиля, который пусть и очень редко, но бывает, ну, плюс аварии, или время, пока одни кайты на другие меняются, то энергию такая станция сможет вырабатывать практически постоянно 😀
З.Ы. ПИСАЛ В МАШИНЕ, РИСУНКАМИ ДОПОЛНЮ, НО ПОЗЖЕ, КОГДА ДО НОРМАЛЬНОГО ИНЕТА ДОБЕРУСЬ.
Во, уже ближе к телу! Спасибо. Очень благодарен.
Относительно катания, я не имел в виду обязательно кайтинг с прыжками ( на доске и т.п), но просто не уточнил. Я вот все давно мечтаю собрать особливый такой катамаран для прогулок, но что-то все время мне хотелось кайт запрячь. а теперь , если "а-ля Наса"-змей состряпать - уже более реально получается..
Надо, конечно со стропами проработать еще вопрос. А "скока стоить"? так скть. И "ихде купить можно"?
Там в две стропы насколько далеко от кайта все сходится?
И - все-таки, может что подберется? к примеру - рояльная струна? ( как дикое предположение) или т.п. ?
Лески толстые сильно тянутся...
В основном, мне понравилось более всего то, что можно использовать тягу динамического ускорения, а не просто статическую тягу паруса. С двумя кайтами это уже будет солидно по тяге. Не совсем только понял - от вращения или от переменного натяжения снимать с привода мощность?
Для катамарана НАСА не годится - будет летать до первого падения в воду - намаешься. Два кайта - опять же, ни к селу ни к городу, катамарану потребуется киль, чтобы "зарезаться" в воду, в общем, геморроя, пожалуй,больше, чем толку. У меня и кайт есть (правда "сухопутный"), и катамаран туристический, но объединять что-то мысли не возникает... Управлять будет тяжело, сложнее, чем просто с парусом.
А "скока стоить"? так скть. И "ихде купить можно"?
Где кайты продают, там и стропы. Иной раз можно и метражом, но я не связывался.
И - все-таки, может что подберется? к примеру - рояльная струна? ( как дикое предположение) или т.п. ?
Лески толстые сильно тянутся...
У меня на кайте стропы из дайнимы. 2.5 мм диаметром, 275 кг на разрыв (силовые), управляющие по 1.5, и 170 кг держат. И не тянутся. Если найдешь что-нибудь сопоставимое по характеристикам, и более дешевое, чем купить специальную стропу - тебе самодельщики памятник поставят. Но это - про силовые стропы, к подкуполке требования куда меньше. Там, например, шнур для жалюзи используется, рыболовные плетенки, ну и т.д.
В принципе, до покупки настоящего кайта я катался на НАСЕ, со стропами из тонких туристических шнуров по 12 метров - сносно, но совсем не то, что "фирма".
С двумя кайтами это уже будет солидно по тяге.
А чем плох один, вдвое большей площади??? Для перемещения тушки из пункта А в пункт Б два кайта НЕ НУЖНЫ, второй будет только путаться. Да и вообще, когда стартанул и едешь, кайт относительно тебя "висит" на одном месте, еще и подруливать приходится, удерживая его там. Восьмерки и синусоиды - это только если ветра совсем мало, чтобы кайт не упал, ну и для старта, когда у тебя скорость равна нулю, а усилие для первоначального рывка требуется большое.
Для электростанции два кайта нужны потому что во-первых, она никуда не едет, а во-вторых, пока один кайт "работает" отдавая энергию, второй "подтягивается", т.е. приводится в боевую готовность, и, в-третьих, они друг-другом управляют.
Не совсем только понял - от вращения или от переменного натяжения снимать с привода мощность?
Кайты на одной стропе, общей. "середина" ее переброшена через блок. Когда один кайт "перетягивает" другой, блок крутится, потом, когда кайты меняются - крутится в другую сторону. Чтобы стропы не запутывались, конструкция с этим блоком может свободно поворачиваться вокруг своей оси.
Про привод - понял. Спасибо. А как они друг другом управлять будут автоматически?
Насчет катамарана - "зарежется" даже без киля. Гарантирую. Просто конфигурация поплавков особая. Если наса будет летать - почему бы ему не потянуть катамаран? Ну а вдруг упадет- так то не настолько типично же по ситуации... Можно хоть 20м2 забацать и "подкинуть" на высоту. Никакой парус не сравнится.
А под каким углом позволяет ходить наса?
Кайты на одной стропе, общей. "середина" ее переброшена через блок. Когда один кайт "перетягивает" другой, блок крутится, потом, когда кайты меняются - крутится в другую сторону. Чтобы стропы не запутывались, конструкция с этим блоком может свободно поворачиваться вокруг своей оси.
Получается что генератор должен то же вращаться на какой то поворотной опоре,что бы избежать перехлёстывания строп кайта?А это проводит к ползунковым контактам-для стятия энергии.
sg3 Пост: 394246 От 28.Sep.2012 (12:03)
Ветер стих.Кайты упали на землю?Запутались стропы?
Это не аргумент.
Вы просто не представляете какое счастье- сидеть без света и ...поднимать кайты при повседневных (слабых ветрах)по утрам...
Думаю ребятишки идут именно по этому счастливому пути.
_________________ \"Настоящий изобретатель обязан принести идею, полномасштабный действующий опытно-промышленный образец, и деньги на внедрение (с откатом).\"
Гибрид кайт+кат возможен, и видео сие доказывает [ссылка]
Другое дело, что НАСА для этой цели вряд ли подойдет. Во-первых, "подкинуть" его с катамарана у вас не получится, чтобы запустить кайт нужно растянуть все 4 стропы, дать ветру заполнить оболочку, и только потом он взлетит. С двух катамаранов - реально, и то проблематично, с одного - хватите горюшка, поверьте мне. Лучше купить клапанный парафойл, или, лучше, балонник (можно и БУ подобрать, сезон закончился - многие оборудование менять будут).
Кроме того, у НАСА достаточно низкое аэродинамическое качество - заредаться против ветра, даже на суше, на ней тяжело. На катамаране ИМХО - невозможно. Кроме того, кайт "на флюгере" - в верхней точке - почти не тянет, а НАСА - пусть не сильно, но тянет, и будет постоянно стремиться катамаран по ветру стянуть.
Для катамарана я бы мог посоветовать параску, но ее тоже с воды хрен поднимешь((( Хотя, с другой стороны - самый удобный в обращении кайт.
Получается что генератор должен то же вращаться на какой то поворотной опоре,что бы избежать перехлёстывания строп кайта?А это проводит к ползунковым контактам-для стятия энергии.
Схема "генератор вращается" хороша для маленьких генераторчиков, с небольшим моментом инерции. Ну, к примеру, пара кайтов, простейшая система мультипликации (велосипедные колеса, звездочки, цепи), генератор от авто, маленький аккумулятор, инвертор 12-220. Этакий набор "электротуриста".
В бОльших установках нужно так все организовывать, чтобы генератор стоял на месте, и крутился постоянно в одну сторону, т.е. для снятия мощности с кайтов нужно отдельно городить механизм.
..что-то мне говорит, что они друг друга уравновесят в переходный момент тяги... может и ошибаюсь..., тут чисто интуитивная мысль...
Ну и? Потом-то один кайт наберет скорость и влетит в центр ветрового окна, а другой - выйдет в самый край. Одинаковой тяга будет именно что, один момент.
Ветер стих.Кайты упали на землю?Запутались стропы?
Упали, стропы запутались? Маловероятно. Так же маловероятно и то, чтобы НАСА упали. Это - самые легкие воздушные змеи, один слой ткани легкой, несколько веревок - все. И охрененная площадь, и постоянное движение относительно воздуха. Полный, абсолютно полный штиль, бывает редко, при 1 м/с НАСА самостоятельно взлетает, а держаться в воздухе, если ей не давать остановиться (что и предлагается) - и при меньшем может. Электричества давать вряд ли будет (и ни один ветряк не даст), но уронить ее - та еще задачка.
Это не аргумент.
Вы просто не представляете какое счастье- сидеть без света и ...поднимать кайты при повседневных (слабых ветрах)по утрам...
Думаю ребятишки идут именно по этому счастливому пути.
Гравио, да успокойся ты! Не собираюсь я обеспечивать фермеров дешевыми ветряками - это же твой хлеб отбирать🤢🤢🤢
Просто понимаешь, воткнуть в землю палку, высотой метров тридцать-пятьдесят - уже проблема, а если еще и пропеллер на верх привинтить, так ваще ужос, что за палочка должна быть - под напором ветра не гнуться, не ломаться.
Высота, скажем, Останкинской башни - 540 метров. И это, пожалуй, предел. Даже такие "столбики" в массовом порядке никто не сможет ставить. А размотать пару километров веревки - легко, и дешево. А на такой высоте ветер куда стабильнее и сильнее...
Если уж совсем про "взрослые" установки говорить, так на высоте выше 8 км и ветры дуют взрослые, и скоростями в 100 м/с никого не удивишь. И дуют они постоянно. Я не говорю, что запустить кайты на такую высоту просто, но это - возможно. И энергии там - уйма. Экологически чистой, возобновляемой, никем не используемой.
В перспективе, предлагаемая установка сможет до них "добраться", хотя работать начнет и от более скромных размеров - с автомобильным генератором, к примеру.
Гравио, да успокойся ты! Не собираюсь я обеспечивать фермеров дешевыми ветряками
Фу ...отлегло!!
Тогда - продолжайте.
Хотя для экологически чистой энергии вполне хватает и Народной МикроГЭС.
Тут некоторые идиоты кричали что лопасть - больше мол энергии утилизирует...
Не пробовали лопастной кайт?
...хотел бы я посмотреть на подобного идиота...на лопастном кайте.
_________________ \"Настоящий изобретатель обязан принести идею, полномасштабный действующий опытно-промышленный образец, и деньги на внедрение (с откатом).\"
Жаль, что НАСА для катамарана не подходит...😕 Я было обрадовался.. Ведь заманчиво - ни мачт , ни гика, ни вант...зато какая площадь и никакого опрокидывающего момента. Остается покупать надувник... но это уже другая история.
Относительно "Кайт-генератора" - у меня есть идея по приводу:
если ось генератора будет осью вращения перекладины, концы которой вращаются вслед за кайтами, то никаких токосъемников не потребуется. Статор ( с установкой) всего-лишь поворачивается как флюгер, а устроить соосное вращение перекладины - не проблема.
Есть еще вариант - не вращение шкива, а качание оси вращения перекладины. (к примеру - воду качать напрямую).
Мало представляю вообще - как на двух стропах будет крутиться перекладина? стропы сходятся на перекладине в один трос? а к перекладине приходят врозь? ведь иначе управление потеряется...
Хотя для экологически чистой энергии вполне хватает и Народной МикроГЭС.
Видео можешь снять, где она у тебя работает? Я могу, на котором кайт летает.
если ось генератора будет осью вращения перекладины, концы которой вращаются вслед за кайтами, то никаких токосъемников не потребуется. Статор ( с установкой) всего-лишь поворачивается как флюгер, а устроить соосное вращение перекладины - не проблема.
Есть еще вариант - не вращение шкива, а качание оси вращения перекладины. (к примеру - воду качать напрямую).
Так толком и не понял, что предлагаешь, но есть одно большое НО.
Кайт - змей, он с землей соединен с помощью стропы, или нескольких строп. "Гибкие нити" из теоретической механики, и усилие он создает ВДОЛЬ НИТИ. Для него естественно тянуть, а не крутить, и не качать.
Чтобы перекладина в любом проявлении начала работать, ее размер должен быть сопоставим с длиной стропы, а тогда - весь смысл городить установку с кайтами пропадет.
Пример - кайтлуп. "мертвая петля" на кайте - он перекручивает свои стропы, и после этого прекрасно летает и управляется. И не стремится перекладину-палку качать - ее вполне комфортно держать руками. Хотя тянет - будь-будь.
Если не понял, то откуда "НО" ?
Двух строп на кайт хватит? Они не должны сходиться в одну точку? - тогда на перекладине имеем два впуска на шкивах ( роликах). С одной и другой стороны перекладины. Мы не привязываем стропы, а впускаем. Они могут туда-сюда тянуться через шкив. Если перекладине дать посередине ось вращения, она будет вслед за стропами вращаться вместе с кайтами, а вот тянущие усилия будут приходиться на шкив привода, ось которого и есть ось вращения перекладины. Просто перекладина на своем подшипнике (опоре) на валу, а шкив - на том же валу оси жестко. Вал - в своих подшипниках. Это и есть привод. С вала уже снимается попеременное вращение в обе стороны.
Преимуществом "кайт-генератора" считаю динамическую тягу. Статическая требует большей площади змея.
А как сбрасывают тягу "этажерок" ( типа "трамвай") ?? Я про статическую тягу. Уж очень понравилось на картиночке - высоко, дружно, "тянем -потянем" - сбросим...
НАСА так можно же запрячь? а вот как тяга сбрасывается?
Нужно на одной запускать, две - лишку. "вторая стропа", если ее так назвать можно, управляющая - но тянется она от кайта к кайту, чтобы они летали по окружности, подруливая друг друга.
Мы не привязываем стропы, а впускаем. Они могут туда-сюда тянуться через шкив. Если перекладине дать посередине ось вращения, она будет вслед за стропами вращаться вместе с кайтами, а вот тянущие усилия будут приходиться на шкив привода, ось которого и есть ось вращения перекладины.
Т.е по сути, важна-то не перекладина, а система из нескольких блоков, суть которой - она может свободно вращаться, а усилие передается на "центральный" блок, который вне зависимости от положения кайтов находится на месте. Примерно такую систему и хотел городить, только у меня вышло интереснее, когда конечная ось (и ось генератора) - вертикально, чуть позже объясню почему.
А дальше, на валу вращающемся попеременно, пара обгонных муфт, "схватывающихся" в разные стороны. Одна вращает привод генератора, вторая его же, но через паразитную шестерню. Получается, что вал генератора крутится всегда в одну сторону, достаточно добавить на него маховик, чтобы "провалы" в тяге скомпенсировать, и будет свет 😀
Теперь про то, почему придется вал генератора вертикально ставить. Во-первых, ветер в разные стороны дует, нужно чтобы система привода свободно крутилась относительно вертикальной оси.
Во вторых, и это важнее, если "свободная" перекладина будет вращать шкив, расположенный с ней на одной оси, то шкив будет закручивать перекладину в противоположую сторону. И закрутится быстрее перекладина, чем шкив, потому как ее почти ничего не держит, кроме, разве что, мизерной составляющей от натяжения строп. Нужно обязательно в конструкцию закладывать какой-то "противовес", или "фиксатор", т.е. перекладина имеет 2 фиксируемых положения, и когда кайты меняются местами, дважды за цикл, перескакивает с одного положения в другое.
Я практически о том же самом и "городил". Просто не закладывал, что вал генератора вертикальный, не до того было в разбирательстве со стропами.
Значит, достаточно "одной таблЭтки"? (стропы).
НУ а как же происходит взаимное подруливание между кайтами?
Рязанец Пост: 394384 От 29.Sep.2012 (13:19)
....................
А как сбрасывают тягу "этажерок" ( типа "трамвай") ?? Я про статическую тягу. Уж очень понравилось на картиночке - высоко, дружно, "тянем -потянем" - сбросим...
НАСА так можно же запрячь? а вот как тяга сбрасывается?
Рязанец Пост: 394875 От 01.Oct.2012 (18:05)
я не для динамической системы спрашивал, а для статической, без "нырков", а просто "тяга вверх", как на рисунке у "этажерки".
Ну, это надо тогда сечение крыла менять, типа сложил-подтянул-раскрыл-отпустил и снял энергию. Сложно это.
"Рисовать" восьмерки наверно проще.
Меньше деталей - меньше ломаться будет (мой батя (с)).
НУ а как же происходит взаимное подруливание между кайтами?
Собственно говоря, перед кайтами-то будет несколько строп, как положено, но потом они сходятся ДВЕ, потом в одну точку. Вот, к одной из ДВУХ строп и будет привязываться соединительная, управляющая. Когда она натягивается, то выгибает эту стропу, что эквивалентно натягиванию ручки управления на себя, т.е. кайты начинают подруливать навстречу друг другу. И подруливают, пока соединительная стропа не ослабнет, т.е. фактически, она будет всегда натянута ровно настолько, чтобы оба кайта летали по кругу, на одинаковом удалении друг от друга.
А так, кайты настроены на автозенит (т.е. если запускать их по одиночке, они будут стремиться занять точку "нейтральное положение" на картинке выше). Там тяга минимальна. Длина стропы подбирается так, чтобы кайт, пролетая нижнюю часть круга, захватывал зону максимальной тяги. Естественно, нижний кайт будет "перетягивать" стропу, а верхний - подтягиваться.
я не для динамической системы спрашивал, а для статической, без "нырков", а просто "тяга вверх", как на рисунке у "этажерки".
В принципе, то же самое. Просто разматывается трос, когда кайты взлетают, т.е. в зоне максимальной тяги. А сматывается - когда уже взлетели, т.е. в зоне минимальной.
Суть-то примерно та же, что и в моей конструкции, только у меня геморроя меньше, а рабочее время, в сравнении с временем простоя - больше.
Прикольно. Вот запускаем мы "этажерку", допустим, при отрыве до зенита они имеют тягу. А потом что? - они в зените, мы их тянем назад, а они начинают рваться вверх. Любой змей так поднимается в затишье - бежишь на ветер - он и поднимается... Что-то не стыкуется ...
может угол атаки меняется? - тогда понятно будет - подняли, угол сбросили, мотаем обратно , кайт опускается. у земли опять - угол восстановили, кайт потянул, трос крутит вал, делая работу.
А вот как из зенита "вынуть" змея без этого? - не могу понять...
Рязанец, да сделай ты, наконец, кайт НАСА, позапускай, "ручками" почувствуй, что да как - большинство вопросов сами отпадут!
"угол атаки", если что, измеряется относительно перемещения воздуха. И ясен пень, что в глубине ветрового окна, ветер будет бить о кайт под бОльшим углом, а на краю - обтекать под очень острым.
Начнем подтягивать кайт с края окна - он вылетит за край, ближе к зениту, при этом не упадет, но и тяги большой не создаст.
Начали стравливать - кайт снесло ветром к центру окна, стропы натянулись, он начал взлетать и ускоряться - тяга возросла.
Вздергивать его тупо вверх - неэффективно, лучше заставить двигаться относительно воздуха в центре окна, тяга будет больше. Есть проект, где кайт взлетает, двигаясь восьмерками - КПД будет в разы больше, чем если просто запускать его, а потом подтягивать. У меня - кайт движется по окружности, КПД - тоже больше, а движение проще. Не нужна тамошняя система из компа и веб-камер, которые определяют положение кайта, и подруливают им.
sg3 |
Post: #394002 - Date: 27.09.12(09:40)
