升力－阻力結(jié)合式垂直軸風(fēng)力機(jī)

為解決達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)不能自起動(dòng)的缺點(diǎn)，在在一些小型風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)軸上加裝阻力式風(fēng)葉幫助起動(dòng)，加裝雙S式風(fēng)輪是簡(jiǎn)單實(shí)用的方案，在阻力型垂直軸風(fēng)力機(jī)欄目中對(duì)S式風(fēng)輪的工作原理有詳細(xì)介紹，雙S式風(fēng)輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊固，任何風(fēng)向都可起動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

圖1為一個(gè)加裝雙S式風(fēng)輪的達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)，也稱為Ｄ－Ｓ結(jié)合達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)，是升力－阻力結(jié)合式垂直軸風(fēng)力機(jī)。

無論是加裝雙S式風(fēng)輪或風(fēng)杯式風(fēng)輪都是同時(shí)應(yīng)用了升力風(fēng)力機(jī)與阻力風(fēng)力機(jī)的技術(shù)，故把這種風(fēng)力機(jī)稱之為升力-阻力結(jié)合型垂直軸風(fēng)力機(jī)。 升力-阻力結(jié)合型垂直軸風(fēng)力機(jī)雖然可以解決自起動(dòng)問題，但也帶來一些新問題。下面以直的升力葉片為例作簡(jiǎn)單分析：

為簡(jiǎn)化敘述把達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)的葉片稱為升力葉片，把S式風(fēng)輪或風(fēng)杯式風(fēng)輪葉片稱為阻力葉片，當(dāng)升力葉片風(fēng)輪直徑是阻力葉片風(fēng)輪的4倍時(shí)，升力葉片的葉尖速比超過3時(shí)阻力葉片的推力下降，隨升力葉片的葉尖速比繼續(xù)升高，阻力葉片慢于風(fēng)速會(huì)產(chǎn)生較大的阻力，使風(fēng)能利用系數(shù)下降。

如將升力葉片風(fēng)輪直徑改為阻力葉片風(fēng)輪的5倍以上可使升力葉片的葉尖速比運(yùn)行到5，但由于阻力葉片風(fēng)輪直徑的縮小，其起動(dòng)力矩會(huì)明顯下降，是有利又有弊。具體多少合適，最好是以實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果決定。

也有方案在升力葉片風(fēng)輪與阻力葉片風(fēng)輪間設(shè)離合裝置，在升力葉片風(fēng)輪進(jìn)入運(yùn)行后與阻力葉片風(fēng)輪脫離，使阻力葉片風(fēng)輪不拖后腿，但即使不拖后腿阻力葉片風(fēng)輪的存在也會(huì)明顯影響升力葉片風(fēng)輪的運(yùn)行，特別是對(duì)下風(fēng)面的升力葉片運(yùn)行影響較大，使風(fēng)力利用系數(shù)明顯降低；另一個(gè)問題是結(jié)構(gòu)復(fù)雜了。

所以升力-阻力結(jié)合型垂直軸風(fēng)力機(jī)也不是完美的方案，對(duì)于小型風(fēng)力機(jī)為了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易維護(hù)、生產(chǎn)成本低還是較好的選用機(jī)型，但在大中型機(jī)不太合適，除了上述問題外，龐大的S風(fēng)輪生產(chǎn)安裝都很麻煩，大風(fēng)調(diào)速，強(qiáng)風(fēng)保護(hù)都難以實(shí)現(xiàn)。

下面請(qǐng)觀看升力-阻力結(jié)合型垂直軸風(fēng)力機(jī)模型運(yùn)轉(zhuǎn)3D動(dòng)畫。