О динамике вертушки Дарье

Рассматривается актуальная для создания возобновляемых источников энергии задача динамики ветроустановки с вертикальной осью вращения (вертушки Дарье). Уравнения, в зависимости от величины момента инерции подвижной части установки, записываются в переменных: «курсовой угол» и «угловая скорость», «курсовой угол» и «угол атаки» и т.д. В качестве модели рабочего элемента вертушки Дарье с вертикальной осью вращения используется аэродинамический маятник - прямоугольная пластинка, жестко закрепленная на державке. Пластинка движется в воздушной среде со скоростью V. Пластинка закреплена ортогонально державке на расстоянии r от неподвижного цилиндрического шарнира O, а ее точка закрепления совпадает с геометрическим центром пластинки. Предполагается, что аэродинамическое воздействие испытывает только пластина. В качестве центра давления принимается точка A пересечения равнодействующей плоской системы аэродинамических сил с плоскостью пластинки. Предполагается, что точка A совпадает с точкой закрепления пластинки. Обсуждаются условия существования автовращений, естественная классификация ветроустановок по отношению их скорости вращения к скорости воздействующего на них ветрового потока. Определены точки смены характера поведения ветроустановки при увеличении осевого момента инерции.