Új lehetőség az áramlástechnikában
Ötletem lényege, egy olyan speciális rotor kifejlesztése, melynek lapjai mindig „ideális” szögben állnak az áramlás irányához képest, hogy mindig a maximális forgatónyomatékot hozzák létre. Kis módosításokkal sokféle módon, több területen is felhasználható. Mindegyik változatnak a lényege az, hogy egy a szerkezet középén álló fix ponttal 1:2 áttétellel vannak kapcsolva a rotorok, így a rotorlapátok a tengely körüli körülfordulás során fél fordulatot tesznek. Mivel körmozgást végez a rendszer, ezért a fordulatszáma egyszerűen és biztonságosan növelhető, amivel teljesítmény is nő. A rendszernek külön előnye, hogy ha a középső fix pontot elforgatjuk, akkor a rotor hatékony iránya nagyon gyorsan változtatható, így a később bemutatásra kerülő szélerőmű a hatékony irányát gyorsan a szél irányának a hatására, akár magától reagálhat a rendszer. Ugyan ez az előny a repülőnél is megjelenik, ott a hajtóműként felhasznált rotor iránya változtatható pillanatok alatt.
A rotor elképzelés lehetőséget adhat a szélenergia hasznosításának egy újabb módszerére. Ebben az elrendezésben a lapátok szélirányba állítását az áttételhez kapcsolódó vezérsík végzi, amely lehetővé teszi a gyors lapátállítást. Ennek a függőeleges tengelyű szélerőműnek számos előnye lehet a jelenleg használatosakkal szemben:
• nem szükséges áramlástani profilt kialakítani, a síklapok előállítása egyszerű, és olcsó
• a kerületi sebesség nem lehet nagyobb a szélsebességnél, a rendszer nem pöröghet túl
• a térségünkben jellemző kis sebességű és változó irányú szelet is jól hasznosítja
• a függőleges elrendezésből adódóan az erőátviteli és energiaátalakítási egység a földön elhelyezhető
• az átáramló levegő mozgási energiájának nagy részét hasznosítja
• az alacsonyabb rotorsebesség miatt halkabb működés
• a rotorlapátok nem veszélyeztetik a madarakat
A rotor alkalmas lehet fordított működésre is. Ekkor a rotort forgatjuk, és a keletkező erőt hasznosíthatjuk légi, vagy vízi járművek mozgatásához. A rotorrendszer előnye a lécsavarhoz képest, hogy az áramló közeget nem forgatja, az áramlás egyenletes, a tengelyre merőleges, légi járműnél történő alkalmazásnál nem kell a forgató erőt kiegyensúlyozni. További előny a az áramlási irány gyors megváltoztatásának lehetősége a tengelyhez kapcsolódó kerék elfordításával. Ez a lehetőség különösen kedvező lehet hajók hajtásánál, az erő irányát 360 fokban lehet gyorsan változtatni.
A rotor-elvnek még számtalan egyéb alkalmazása lehetséges. Így a forgóvitorlás tengerjáró hajóktól kezdve a vákuumszivattyúig sok célra használható. A következő ábra egy egylapátos rotort ábrázol.
A rajz térfogat-kiszorítás elve alapján működő szivattyút vagy fúvót ábrázol. Ez a felépítés rendkívül kompakt felépítést tesz lehetővé, a lapát által bejárt terület teljes egészében részt vesz a szállítandó közeg cseréjében, kisméretű szivattyúval is nagy lehet az átáramló mennyiség. A szivattyú egyszerű felépítésű, nincs szükség szelepekre, a szívó és nyomótér szétválasztását a lapát elvégzi. Az elkészült modell nagyszerűen bizonyítja a szivattyúelv működőképességét. Kialakítástól függően hasonlóan készülhet kompresszor, vákuumszivattyú, fúvó, légmotor, de elképzelhető ezen az elven működő belsőégésű motor
A rendszer meghajtásának talán leglátványosabb megoldása az, ha repülésre használjuk fel a szerkezetet. Ezért építettem egy négy hajtóművel rendelkező repülőgépet.
Ebben az eszközben, a rotorokat páronként egy nagy fordulatszámú szénkefe nélkül működő (brushless, bldc) motor működik. Ez a repülő megoldást jelenthet a sok problémát okozó VTOL, azaz helyből felszállni képes repülőknél, hiszen a napjainkban használt megoldásoknál rengeteg energiát felhasználnak a hajtóművek forgatására. A helyzet működés közben még nehezebb, egy masszívan felerősített és teljes gázzal működő hajtómű elfordítása rengeteg energia, és idő. A modellben rotoronként két lapát található, ezek biztosítják a felhajtóerőt.
Ezzel szemben az én megoldásomban a 4 hajtómű tolósugarának az iránya pillanatok alatt elfordítható, így lehetővé téve a gyors irányváltást, manőverezést. A modellem felszállni képes, továbbfejlesztésként az automata stabilizálást, irányítást fogom megoldani.
Megítélésem szerint ez a rotorrendszer számos területen alkalmazható, sok esetben jobb megoldást jelenthet, mint a széles körben elterjedt légcsavar.
