Idémaskinen


Stabil drakturbin!

Posted in Energiteknik av Robert Wensman på 28 april 2010
Tags: ,

En ny uppföljning av mitt projekt som går ut på att bygga en så kallad drakturbin.

Det senaste experimentet var som sagt ett misslyckande. Drakarna höll sig bara flygande i ett tiotal sekunder, och jag spekulerade en del i varför. Nu har jag hunnit småtänka på detta, och kommit på att problemet antagligen ligger i att jag missuppfattat vissa aerodynamiska principer. Jag inbillade mig på något sätt att drakarna som flyger nära navet får extra lyftkraft i något som liknar markeffekten när flygplan flyger nära marken. Men plötsligt så insåg jag att det kan vara precis tvärtom. Om man håller två papper fritt i luften, och blåser mellan dem, så dras de till varandra. Kanske är det den effekten som gör att drakarna när de kommit tillräckligt nära navet, liksom tappar sugen och landar. Att de helt enkelt sugs ner. Med detta i åtanke så såg jag över drakarnas placering.

Tidigare har jag valt konfiguration A, eftersom jag inbillar mig att den maximalt använder navets storlek, vilket kan vara av betydelse speciellt när man vill ha många drakar som flyger en bit utanför navet. Men om min hypotes nu stämmer, att drakar som ligger utmed navet riskerar att dras ner, så bör man istället använda en konfiguration där drakarna står ut mer ifrån navet, som till exempel B eller rentav C.  Hade drakarna flugit högre så hade kanske detta inte haft betydelse på samma sätt, men i de här experimenten är jag begränsad av att min ”vindtunnel” inte är så stor.

Sagt och gjort, jag trädde om alla drakarna efter den nya konfigurationen (vilket inte tog mer än någon minut eftersom jag bara lindar draglinorna runt en knopp på drakarna). Jag blev genast optimistisk över den nya konfigurationen när jag såg hur drakarna låg mot navet i deras viloposition. Detta var inte avsiktligen, men i vilopositionen så bildade de redan en slags skruv som gick i rätt riktning för att kunna starta turbinen. Det kändes plötsligt som att pusselbitarna började falla på plats.

Jag sprang ner i tvättstugan och testade, och mycket riktigt kunde drakturbinen starta helt på egen hand, och snurrade med rejäl fart utan att visa tecken på att stanna. Heureka! Jag tänkte fånga denna första flykt på film, men så klart så tog precis batteriet slut i kameran. Hade man kunnat vänta sig något annat? Lite senare gick i alla fall jag och Neo ner och gjorde följande filmer:

Nästa video visar en flygning som är över en minut, och som väl demonstrerar att den här typen av turbin inte stannar i första taget.

Man kan notera att några av stagen som håller upp drakarnas vingprofiler måste ha gått sönder någon gång under experimentet, eller när jag lagt navet på någon drake. Så smältlim och buntband har tydligen sina begränsningar, och skumgummiprofilerna var mer robusta. Samtidigt tycker jag mig se på den ena filmen att draken som är byggd med skumgummi flyger i en lite annorlunda bana jämfört med de övriga drakarna. Det kan i och för sig bero på att den draken samtidigt inte har någon ordentlig ”ryggrad” utan är mer sladdrig i formen.

Så, detta avslutar den första etappen i mitt drakturbinsprojekt. Jag har visat att det med ganska enkla medel går att bygga en drakturbin, som håller sig stabil. Jag har också visat att en sådan drakturbin kan fås att starta helt på egen hand, utan någon knuff. Eller som man säger på latin: quod erat demonstrandum.

Visionen med drakturbinen är så klart att placera två sådana här motroterande drakturbiner runt kroppen på ett luftskepp, som sedan får åka högt upp i luften för att skörda vindenergin. Man kan använda supraledande generatorer för att göra dem lätta nog. Men man kan också fundera över om denna teknik skulle kunna förbättra de landbaserade vindkraftverken. Med tanke på att ”bladen” inte väger någonting, så inbillar jag mig att man skulle kunna bygga ett kraftverk av ungefär samma proportioner som dagens medelstora vindkraftverk, men sedan ersätta den vanliga propellern med en drakturbin med massvis med blad, kanske så många som 16 stycken. Generatorn skulle kunna göras supraledande för att kunna hantera den ökande kraften. Jag tänker mig att en sådan turbin borde generera bra mycket större vridmoment, och därmed kraft om man jämför med dagens propellrar. Men återigen, detta är inte mitt expertisområde, så jag är inte riktigt säker på dessa saker.

Jag inbillar mig också att den här typen av vindkraftverk kan fås betydligt tystare än ett konventionellt, samt att det i största allmänhet borde se trevligare ut, lite som en stor blomma. Jag vet inte om slagskuggorna skulle bli mindre irriterande från denna sorts kraftverk än ett konventionellt? Tack vare de många bladen kan man i alla fall plocka upp lika mycket energi utan att turbinen behöver snurra så fort, vilket kan skapa en mer behaglig rörelse att betrakta. Kanske man kan tillverka drakarna till stor del i genomskinlig plast för att minska slagskuggor?

Nästa steg för mitt drakturbinsprojekt skulle vara att demonstrera att drakarna kan flyga betydligt längre från navet än vad de gör i min nuvarande prototyp. För detta är ju en förutsättning för att kunna skapa drakturbiner med den svepyta jag tänker mig. Men om man förlänger draglinorna så blir turbinen samtidigt glesare. Någon dag om jag känner för lite hantverkande, så kanske jag bygger en uppsättning med 4 drakar till så att jag får totalt 8 drakar på turbinen. Man kan också börja fundera på olika sätt att mäta den kraft som jag lyckas generera med denna turbin, och se om man på något sätt skulle kunna jämföra den med andra sorters propellrar. Men det får bli en annan dag, just nu känner jag mig ganska nöjd med mitt byggprojekt hittils.🙂

4 svar to 'Stabil drakturbin!'

Subscribe to comments with RSS eller TrackBack to 'Stabil drakturbin!'.

  1. MrPerfect72 said,

    Dags foer FMEA?
    G-krafter
    Turbulens
    Trassel
    Underhaall
    Lina gaar av
    Reva i drakens tyg
    Drake gaar soender
    Orkan


    • Japp, dessa är saker jag funderat på.

      Eftersom drakarna driver sig själva genom luften så borde inte g-krafter i sig vara något problem. Däremot så måste den del av navet där draglinorna är förankrade vara designat för att tåla den dragkraft som drakarna alstrar.

      Vad gäller turbulens så håller den hygrotork som jag testar med definitivt ingen vindtunnelkvalité, så vi kan redan nu veta att den har viss tålighet mot turbulens. Turbinen verkar också tåla att man vrider den något så att flödet kommer snett, eller att någon drake sticker ut utanför. Naturligtvis finns det en gräns där den säckar ihop, men den verkar tämligen robust. Jag skulle kunna göra en ny film för att undersöka lite var gränserna går.

      Sedan vad gäller trassel. Orsaken till att navet är så långt på bilderna är just för att hålla över och underdel separerade, för att undvika att värsta sortens trassel ska kunna inträffa. Men man behöver tänka på andra saker också, bland annat måste alla ytor vara glatta, och det får inte finnas några skarpa hörn någonstans, vare sig på drakarna själva eller på navet som kan fånga upp en draglina och på så vis påbörja ett trassel. Skulle trassel trots detta ändå inträffa, så har man först ett antal automatiska sekvenser som körs i syfte att försöka ”skaka loss” trasslet. T.ex. kan man försöka dra in drakarna och släppa ut dem igen kontrollerat, för att se om det hjälper. Man behöver nog också en nödmekanism som gör att man kan släppa en drake som är intrasslad. I värsta fall måste man ta dit personal som får försöka reda ut trasslet.

      Vad gäller underhåll så misstänker jag att drakarna måste bytas ut med jämna mellanrum, men det borde inte vara en så stor kostnad. Men kanske man kan minska behovet av detta genom att se till att drakarna tål UV-strålning. Båtfolk som seglar har antagligen en bra idé om vad det kostar att byta ut segel, och hur man skyddar dem.

      Om en lina går av så att en drake börjar flyga konstigt så släpper man den nog. Det vill säga man kapar eller hakar loss de övriga linorna så att draken får flyga iväg fritt. Tack vare att draken är mjuk så är det ju ingen katastrof om den ramlar ner, till skillnad från turbinbladen från dagens snurror. Man kan också eliminera andra drakar av andra orsaker. Om man till exempel redan släppt en drake, kan det vara bra att släppa motstående drake för att balansera upp turbinen.

      Jag skulle misstänka att små revor eller skador på drakarna har ytterst liten betydelse för deras flygegenskaper. I min drakturbin så är det knappast någon millimeter precision, eller ens centimeterprecisions på vissa av drakarnas mått. T.ex. deras krökningar är bara tillhöftade. Så det är nog sällan akut att åtgärda den här typen av fel.

      Vid en orkan kan man tänka sig att man främst har en mekanism för att veva in drakarna helt eller delvis. Om trumman som drakarna är fäst vid är delad i två delar, en för de främre draglinorna och en för drakens bakre draglina, då kan man veva in drakarna på ett elegant sätt genom att rotera dessa delar i två riktningar. Om man av någon anledning inte kan få in en drake och det råder storm eller orkan, så kan man använda släppmekanismen och eliminera draken.

      Om man av någon anledning släppt drakar, så måste servicetekniker klättra upp och installera en ny. Men man kan också fundera över om man kan ha en uppsättning extradrakar i navet som kan vevas ut och användas i väntan på detta. Eller så kör bara turbinen på minskad effekt tills den kan få underhåll.

      Om man har två motroterande turbiner på ett luftskepp så kan man kanske inte använda en mekanism för att släppa drakarna lika ofta. Dels så flyger de högre, så att det blir svårare att förutsäga var drakarna faller ner, och kan ställa till oreda i samhället. Dels så kommer drakar som släpps från den första turbinen att kunna trassla in sig i den andra. Här får man därför arbeta mer med att försöka veva in drakarna när de trasslat in sig, och sedan veva ut dem igen, eller möjligen ha ytterligare någon mekanism som hjälper till att lösa trasslet. Så detta blir lite mer av en utmaning. Vad man behöver göra är att studera olika fall av trassel, och försöka se likheter, och sedan tänka ut om man kan komma på en enkel mekanism som kan reda ut trasslet.


  2. Jag har förresten en ny idé, mitt nästa experiment blir nog att bygga ett mindre nav, men återanvända samma drakar. Detta kan testa om det gör någonting om drakarna är väsentligt mycket större än navet. Kanske man kan göra något enklare den här gången, som t.ex. bygga navet av två små petflaskor.

  3. erik said,

    Häftigt! Har du sett Kitegen? Ett företag som också håller på med ”drakturbiner”.


Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s


%d bloggare gillar detta: