Как работает транспорт, способный двигаться при помощи ветра?
Ветромобиль BlackBird своими внешними очертаниями немного похож на реактивный самолет с таким же названием. Он представляет собой тележку из легких материалов, которая стоит на колесах. У ветромобиля наверху есть огромный винт, который связан цепным приводом с задними колесами. Этот винт поддерживается двумя большими стойками. Пилот ветромобиля полулежит, словно гонщик спортивного болида, и может при помощи руля правой рукой управлять передними колесами. Левой рукой он управляет углом установки лопастей.
Скептики утверждали, что ничто не может двигаться по ветру, используя его энергию, и при этом обогнать ветер. Потому что как только транспорт начнет обгонять скорость ветра, то для него в инерциальной системе координат ветер прекратится, и неоткуда будет брать энергию для дальнейшего движения. Поэтому ветромобиль должен замедлиться и сравняться со скоростью ветра, после чего ветер снова будет подгонять тележку вперед.
Изобретатели утверждали, что все-таки есть способ заставить двигаться объект быстрее ветра, ведь парусные суда при движении галсом способны быстро маневрировать даже при потоке ветра, направленном под углом к направлению движения. Затем они создали миниатюрную модель ветрохода и продемонстрировали, как он движется по беговой дорожке и начинает обгонять ее.
Блогер Дерек Мюллером, ведущий канала Veritasium, провел испытания ветромобиля на дне высохшего озера Эль-Мираж и снял на видео о том, как BlackBird смог ехать по ветру и в итоге превысил скорость попутного ветра.
Оказалось, что никакого противоречия с законами физики нет, и ветромобиль удачно использует принципы механики и механизм привода, который изначально был заявлен как главное условие такого сверхветрового транспорта.
При начале движения ветер дует в ветромобиль сзади, разгоняя его. В этот момент колеса начинают крутиться, приводя в движение лопасти винта. Винт работает как фен, то есть он создает поток воздуха навстречу ветру. Ветер продолжает толкать BlackBird вперед еще сильнее, а лопасти начинают ускоряться от передаваемого им крутящего момента от колес. Лопасти создают толкающую силу, которая отталкивается от потока ветра, и создает дополнительное ускорение.
Таким образом ветромобиль разгоняется все быстрее, и в итоге его одновременно толкает и ветер сзади, и сам пропеллер толкает его вперед. Так ветромобиль начинает ехать немного быстрее скорости ветра, которая и привела его в первоначальное движение. Рекорд, установленный изобретателями: 2,8 скорости попутного ветра.
Если бы создатели ветромобиля не стали бы его делать похожим на самолет BlackBird, а выполнили бы его в виде корпуса из полого конуса, устремленного вершиной по направлению движения, то они бы смогли достичь более впечатляющей скорости движения по ветру и быстрее него.
Здесь вы сами можете убедиться в том, что это действительно работает:
