Akord píše:... integrál momentu podél otáčky ukotveného profilu kolem externí osi je nenulový. Stejne jako pro lopatku Savoniuse. ...
Pod integrálem momentu si většina lidí, včetně mně, nedokáže představit nic konkrétního. Takže bude lepší, když budeme nadále používat nějakou přehlednější terminologii.
Takže máme vodorovný nosník s lopatkami na koncích, a ten je uprostřed napíchnutý na svislé ose, takže nám reprezentuje rovnoramennou páku. Kolmo na nosník fouká vítr, vliv nosníku neuvažujeme.
1.) tlakový systém - lopatky jsou proti větru "naplocho", aby kladlu větru odpor, vítr působí
tlakem. Jedna z lopatek, třeba ta pravá, klade větru větší odpor, než ta levá, třeba díky tomu, že jsou prohnuté a nebo je jedna z nich zastíněna - nosník se začíná otáčet kolem své osy a lopatky si vymění svoje pozice. Pokud i po přetočení je odpor pravé lopatky větší, než levé, tak otáčení pokračuje. Takže takhle pracuje například anemometr a nebo Savonius, který má ještě vylepšení v tom, že část tlaku větru převádí na "zadní" plochu protilehlé lopatky.
2.) vztlakový systém - lopatky (častěji se mluví o křídlech nebo čepelích) se staví proti proudu vzduchu hranou a hnací silou je
vztlak, který vzniká tím, že vzduch má po jedné straně lopatky delší cestu, než po druhé. Tím, že je navíc lopatka trochu "šejdrem", vzniká na jedné straně tlak nahuštěním vzduchu, a na druhé podtlak jeho zředěním, čemuž se říká vztlak. Ten se snaží křídlo posunout zhruba kolmo na plochu křídla.
U vztlakového profilu tedy existuje náběžná a úběžná hrana a k dosažení vztlaku se tedy křídlo musí pohybovat vůči vzduchu
správným směrem - proto letadla nemívají zpátečku. Symetrický profil křídla má mnohem menší vztlak, navíc pro něj u rotoru typu Darrieus není žádný důvod. Proč, to se pokusím nějak srozumitelně vysvětlit v dalším.
Je známo, že vztlak je princip mnohem "mocnější", než tlak. Přesto to trvalo poměrně dlouho, než se začal u větrných strojů prosazovat. Důvodem je hlavně to, že ke vzniku vztlaku je nutné, aby byl profil obtékán dostatečně vysokou rychlostí a přitom aby nebyl proud vzduchu rozviřován ničím, co je poblíž. Rozdíl mezi využíváním tlaku a vztlaku vynikne nejlépe při pohledu na větrná kola z amerického západu, která mají co největší plochu pro využití tlaku, a "řídké" vrtule současných větrných elektráren, které využívají vztlak.
Ale zpátky k našemu nosníku, tentokrát se vztlakovými čepelemi na koncích. Tvrdím, že pouhá síla větru je neroztočí. Pokud mají "správný" profil, tedy takový, který jim zaručí co nejvyšší účinnost, tak vítr fouká na jednu zepředu, což je správně a vzniká na ní sice malý, ale přece jenom vztlak, který se snaží nosníkem pootočit. Současně ovšem fouká na druhý profil "zezadu", takže je sice těžké říci, co tam vlastně vzniká, ale pro dobrou vůli řekněme, že sice mnohem menší, ale taky vztlak. Takže se nosník přece jen začne otáčet. Velice neochotně a pomalu, ale začne. Ovšem žádná sláva, právě tím pootočením se oba vztlakové profily začaly natáčet proti větru svými plochami a ze vztlakových profilů se stávají profily, kladoucí pouze odpor, tedy profily tlakové, a navíc nevhodně pro tento účel tvarované, které velice rychle spotřebují tu trošku dodané energie, takže nosník se zastaví.
Jak to tedy vůbec může fungovat? Fígl je právě v té rychlosti pohybu čepelí. Musejí se vzduchem pohybovat tak rychle, aby vznikal vztlak. Čím rychleji se pohybují, tím větší vztlak vznikne. Motor točí vrtulí v nehybném vzduchu a vzniká vztlak, který táhne letadlo dopředu, tím se křídla pohybují nehybným vzduchem a vzniklým vztlakem je letadlo taženo vzhůru, takže "letí". Tady vydáváme energii na docílení vztlaku, který využíváme na "něco jiného". Když roztočíme Darrieův rotor v nehybném vzduchu motorem, vznikne i na jeho listech vztlak, ovšem my ho chceme paradoxně využít na roztáčení téhož rotoru tak, abychom z něj mohli odebírat výkon. Zvyšováním otáček zvětšujeme vztlak, ale žádným natočením profilů se nám nepodaří nějaký výkon z nehybného vzduchu získávat. Ať točíme, jak točíme, vždycky tam budou nějaké ztráty. Teprve když nám do toho začne z nějaké strany foukat vítr, dostaneme se do plusu, a to tím většího, čím větší ten vítr bude. Listy se totiž budou pohybovat vždycky nějakou rychlostí
vůči vzduchu. Ty, které poběží zrovna "po větru" rychlostí vlastní, nižší o rychlost větru, ty "protiběžné" ovšem rychlostí vlastní, vyšší o rychlost větru. Dokonce i listy, které poběží "kolmo" na vítr, budou mít tu svoji rychlost, pochopitelně plus-mínus něco. Nevypadá to příliš reálně, ale praxe opravdu potvrdila teoretické předpoklady, a takhle je skutečně možné nejen uhradit ztráty, ale dokonce skutečně odebírat výkon, navíc větší, než při použití srovnatelně velkého tlakového systému.
Alespoň tolik jsem cítil za nutné dodat k této problematice.
Zdravím - poota
