Ветряки будущего печатают плоскими — а они сами превращаются в лопасти: ученые придумали совершенно новый способ производства лопастей для ветрогенераторов

Учёные из Университета Конкордия (Канада) предложили необычный способ упростить и удешевить производство лопастей для вертикальных ветрогенераторов — с помощью технологий 4D-печати.

Суть метода в том, что лопасти сначала создаются не в готовой изогнутой форме, а как плоские композитные заготовки. Затем, после изготовления, они сами «принимают» нужную форму — изгибаются без пресс-форм и сложной механической обработки.

Ключевой трюк — в так называемом обратном проектировании. Учёные начинают не с производства, а с расчёта итоговой формы лопасти. После этого они подбирают структуру материала: как будут уложены слои углеродного волокна и эпоксидной смолы. Когда заготовка отверждается и остывает, внутри композита возникают внутренние напряжения, которые и заставляют её изгибаться строго заданным образом.

Получается своего рода «саморазворачивающаяся» лопасть — без дорогих форм, штампов и сложного оборудования.

По результатам испытаний такие композитные лопасти оказались примерно на 80% легче традиционных алюминиевых аналогов, при этом почти полностью повторяли их аэродинамическую форму. В лабораторных тестах турбины с новыми лопастями вращались даже быстрее, чем с металлическими, что может повысить эффективность генерации энергии.

Исследователи отмечают, что технология особенно перспективна для небольших вертикальных ветрогенераторов — например, тех, что устанавливают на крышах зданий или в городской среде. В перспективе подход может пригодиться и в других отраслях, где нужны лёгкие и сложные по форме композитные детали.

©  iXBT