1598005429-afd80cdf49ba7e5f6ece6b974d8fd3c4 (811213), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Его момент инерции ЛХ„=т,ге=4 10э (1,25)'=6,2 10' кгмэ где г„— радиус момента инерции, принятый равным 1,25 м. Размеры корпуса соответствуют макету, рассчитанному на получение мощности 0,5 — 1 кВт. Практически момент инерции корпуса будет меньше расчетной цифры, так как часть его массы находится на меньшем радиусе от оси корпуса, чем принято в расчете (1,25 и). Отношение моментов инерции щита и корпуса ЛЕ„1М„=З,З7.
10'!6 25 10з 50 Расчет показывает, что угловая скорость колебаний щита и, следовательно, оси, к которой ои жестко прикреплен, примерно в 50 раз меньше скорости угловых колебаний Рис. 10. Кяяематяческая блок-схема уетровства для преобразования эяергяи ветровых веля в зыби в элевтроэвергяю ! корпуса.
Практически это означает, что ось будет неподвижна и щит мо'кет использоваться в роли стабилизатора. Наличие неподвижной оси в принципе позволяет применить любую из известных систем для преобразования колебаний корпуса во вращение, необходимое для работы обычного электрического генератора.
Подразумевается желательность применения ннзкооборотного электрического генератора, поскольку в этом случае проще будет обстоять вопрос с редукцией. Вполне возможно применение и гидравлических систем. Однако англичане, получив некоторый опыт эксплуатации подобных систем, пришли к выводу о необходимости нх весьма квалифицированного обслуживания, что очень усложняет и удорожает эксплуатацию. Можно обойтись и без гидравлики, применив чисто механическую систему преобрааоваяня.
Кинематическая блок-схема устройства для преобразования энергии ветровых волн и зыби в электрическую энергию представлена на рнс. 10. Устройство представляет собой прочный металлический корпус в форме цилиндра или любой другой формы, например, в виде еутки», т. е. поплавка Солтера, преобразующий,энергию поверхностных волн в качку корпуса. Корпус 1 имеет две боковины (щекп) 2 и 8 с втулками 4 и 6, через которые проходит сквозная ось 6, герметизпрованная с обеих сторон сальниками 8 и Я. Ось 6 поддерживается подшипниками 10 и 11, находящиьшся ва втулках 4 и 6.
Кроме того, имеется трубчатая ось 7, свободно сидящая на оси 6 внутри корпуса 1 на участке между шестернями 16 и 21. Внутри корпуса 1 на осп 6 установлены две жесткие стойки 12 н 18, на которых укреплены оси шестерней 14 н 16, являющихся частями двух планетарных редукторов Л и П (левого и правого). Левый редуктор (Л) состоит из шестерен 16, 18 н 17. Шестерня 17 имеет жесткую связь с корпусом, а выходная шестерня 16 связана со входом автоматической муфты 18 посредством трубчатой оси 7. На этой же оси сидит маховик 1Я. Правый редуктор (П) состоит на шестерен 14, 20, 21 и 22. П!естерня 22 жестко связана с корпусом, а выходная шестерня 21 со входом автоматической муфты 28, выход которой связан трубчатой осью 7 с маховиком 1Я. П1естерня 20 — промежуточная.
Маховик 18 соединен с редуктором 24, вьгходной вал которого подан на генератор электрической энергии 26. С выходящими наружу корпуса концами оси 6 жестко скреплены прочные штанги 26 и 27, нижние концы которых жестко связаны со щитом 28, находящимся в воде ниже корпуса. В нижней части корпуса расположен балласт 20, необходимый для настройки собственной частоты колебаний устройства под спектральный максимум частоты поверхностяых волн в районе его установки.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЦИОЛКОВСКОГО И КОККЕРЕЛЯ К. Э. Циолковский з 1935 г. предложил несколько конструкций преобразователей для использования энергии волн, основанных на различных физических принципах. Он называл их моторамн. Некоторые из заложенных в них идей были реализованы в наши дни. Вот как описывает Циолковский одно из подобных устройств (рис. 11). «Перейдем теперь к описанию наиболее оригинального способа использования и укрощения волн. Возможно, что он уже был предложен когда-нибудь до меяя: ведь трудно сказать что-нибудь новое.
Представим себе нечто вроде плавающей дверной петли огромных размеров (рис. 11, а). Под влиянием волнения она принимает следующие формы (рис. 11, б), т. е. периодически изгибается вокруг своей оси. Этим мы и польауемся для,извлечения нз движения волн работы и их укрощения, Рив.
11. Преобразователь зпергвп поверхпзвтпых воли К . Э. Цполковввогз Петли приводят в колебательное двн»кение приложенные к ням стержни (рнс. 11, в). Последние с помощью зубчатых полос вращают зубчатое колесо всегда в одну сторону; саин они вследствие наклонности зубцов (рис. 11, г) скользят в противоположную сторону. Вто приспособление работает только пря одном направления качания стержней. При обратно»« направлении ход кх холостой.
Но на той же оси могут быть расположены другая пара стержней, зубчатых полос и колеса, но с обратным наклоном зубцов, что дает возможность колесам и оси вращаться благодаря инерции маховика, насаженного на ту же ось. Тогда при движении зубья колес с треском соединяютсн с зуоьями стержней.
Как велика может быть получаемая таким путем работа, насколько она ослабляет волнение и насколько экономична машина, — может показать только опьгт. Возможно, что этн волноломы смогут быть использованы не только для укрощения волнения, по и как даровая энергия при движении судов и для других целей, Огромные суда — плоты — приюты для аэропланов н дирижаблей среди океанов — могли бы быть полезны также и для погибающих от бури судов» '», »х в 70-х годах в печати появились сообщения о «плоте» Коккереля. Известный английский изобретатель Кристофер Коккерель предложил устройство для использования энергии волн, внешнпй вид которого должен «напоминать корабль со сломанной кормой.
Кораолестроптелв проектируют суда, чтобы такого ие случилось. Мы же от- »» Г(и««лов«вий 11. Э. Волнолом в пзвлечопв«зпзргпп вз морских волн. — В«стн. »п«ипз, 1935, рб 4, с. 298.-366. Цзт, по: 7(и«»в« . гиий 7«. 9. Собр. соч. Мл Наука, 1964, т. 4, с. 362 — 364, толкнулись от противоположной идеи». Идея та же, что и у Циолковского, чтобы судно ломалось на волне, точнее, изгибалось на особых шарнирах. Вот как описывает конструкцию Коккереля Дэвид Росс: «Сооружение, известное как плот Коккереля, представляет шарнирную цепочку понтонов.
Для уд бства все зовут ее „пл т". Первоначально предполагалось, что отделглнлй людульный плот составят семь понтонов... В настоящее время модульный плот составляют три, иногда даже два п итона. Проектная линяя из таких модулей может достигать 1000 км. Плот принимает очертания поверхности моря. Передний понтон свободно движется вверх и вниз, подчиняясь колебаниям волн.
Движения второго понтона более ограничены, ибо поверхность вод под ним становится более пологой после того, как большую часть энергии волны перехватит первый понтон. Третий понтон в цепочке вдвое длиннее первых двух и относительно устойчивее. Таким образом, трио движется в различных фазах, что составляет функциональный принцип конструкции. Каждое шарнирное крепление через два длинных шатуна и специальные рычаги соединено г поршнями внутри гидравлических цилиндров. Движение плота заставляет поршни, двигаясь вперед и назад, перекачивать жидкость в изолировшшой замкнутой системе...
Протекая по трубе, она попадает на гидравлический мотор... Свою знергиго оп (мотор) передает генератору, вырабатывающему электричество» ". Итак, плот, составленный пз трех, и иногда даясе двух понтонов. Чем эта система отличается от «петля» К. В. Циолковского? Практически ничем, она также состоит из двух звеньев — понтонов. Существенно отличается механизм передачи энергии от колеблющихся звеньев плота к генератору электрической энергии. Коккорель применяет гидравлическую передачу, зто — вполне современный способ решения задачи.
Но гидравлическая передача требует пввлпфицпрованяого обслу;ппваипя. Сам КоккеРель счптает, что «люди, на попечения которых все это окажется, будут не высококвалифицированными гидравликами в белых костюмах. Поэтому хотелось бы, чтобы система, как и старые паровые двигатели, была простой в эксплуатации. Все, что для нях требуется, — это гаечный ключ; что же касается гидравлической системы, то и песчинка может вывести ее из строя. Решает практика. '«Росс д. Энергия воли.
Лл Гпдрзметзопздат, 1981, с. 71. Лучше пользоваться примитивнейшей техникой, если бяа надежнее» ". В 1978 г. Коккерелю удалось сделать действующий макет «плота» из двух звеньев (установлен в Соленте) мощностью 1 кВт. Вто был первый случай получении в Англии электрической мощности с помощью волн. Преобразование энергии волн с помощью «петли» или «плота» основано на относительных перемещениях соседних частей корпуса: что-то вроде килевой качки судна с отломанной кормой. Длина плота должна быть близка к длине поверхностных волн. В этом случае он работает наиболее эффективно.
Сообщается, что при волнах длиной 100 м с периодом около 8 с при высоте 10— 12 м механический коэффициент полезного действия плотя близок к 100%. Цифра эта уменьшается с увеличением длины волн по отношению к длине плота. В пределе, при очень длинных волнах, когда асе составные части плота располагаются на одной прямой, относительные перемещения звеньев плота отсутствуют и энергия не вырабатывается. В этом заключается одна иа особенностей подобных преобразователей. Но все суда кроме килевой качки обычно испытывают еще и бортовую. Бортовая качка может с успехом-испольаоваться для преобразования энергии волн в электриче скую энергию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
