Ветер

Особенно наглядный пример влияния ветра на климат дает нам Бразилия. В этой стране Южной Америки круглый год дуют юго-восточные пассаты. Они приносят из Атлантического океана влагу на нагретую почву Бразилии, и там растет самая пышная растительность мира. Непроходимые бразильские леса с цепкими лианами и великанами-деревьями поражают всех путешественников.

А вот вам другой пример. Во внутренние области Африки (а они находятся на том же расстоянии от экватора, что и Бразилия) ветры не приносят влаги. И здесь кругом голая пустыня. Солнце выжигает всё живое.

В нашей стране юго-западные ветры также приносят тепло и влагу от морей.

Ветер делает и еще одно великое дело — он очищает воздух, которым мы дышим. В самом деле. Воздух портится везде и всюду, каждый день и каждый час. Он портится от дыхания людей и животных (человек и животные выдыхают углекислоту, вредную для организма), от тления трупов, испарений болот, от дыма фабрик и заводов. Ветер уносит от жилых мест этот испорченный воздух, а взамен приносит чистый воздух полей и лесов. Даже в комнате вы открываете ежедневно окно или дверь, чтобы «проветрить» комнату. Значит, и здесь вы не обходитесь без помощи ветра.

Важна и разнообразна деятельность ветра на земле. Каждодневно и каждочасно производит ветер огромную механическую работу. Мы уже сказали о том, что ветер приносит к нам влагу. Помимо этого, ветер производит много другой механической работы в природе. Достаточно сказать хотя бы о том, что не кто иной, как ветер, приводит в движение огромные массы воды в морях и океанах, благодаря чему возникают различные морские течения, которые опять-таки воздействуют на климат различных стран. Например, известно, что течение Гольфстрим согревает северо-западную часть европейского материка настолько, что на Кольском полуострове климат значительно мягче и теплее, чем, скажем, в Якутской ССР, хотя эти районы расположены на одном расстоянии от Северного полюса. А ведь первопричина Гольфстрима — северо-восточные пассаты близ экватора. Эти ветры вызывают так называемое экваториальное течение, которое нагоняет очень много воды в Мексиканский залив. Отсюда избыток воды идет сначала вдоль восточного берега Северной Америки, а затем у берегов Флориды выходит в открытый океан и достигает европейского материка. Только за один час Гольфстрим проносит через Флоридский пролив около ста миллиардов тонн воды! Это превышает выход воды в Волге в 3 тысячи раз.

Из приведенных примеров видно, какую огромную работу производит ветер на земле.

Значит, ветер — это энергия, и притом энергия даровая. А ведь ветра в природе, особенно в некоторых областях, хоть отбавляй! Человек понял это давно и дал этой энергии красивое название — голубой уголь.

Какова же энергия голубого угля? Насколько она велика? И каковы особенности, отличающие ее от других видов энергии?

Энергия голубого угля огромна. Было подсчитано, что энергия ветра во всем мире превосходит энергию годового потребления каменного угля в пять тысяч раз!

Велика энергия ветра в нашей стране. В каждой области у нас дуют ветры со средней скоростью не менее трех, трех с половиной метров в секунду. Особенно постоянны сильные ветры в районах Балтийского моря, на Камчатке, у Каспийского моря. Если бы удалось полностью использовать энергию ветров этих мест, например, превратить их в электричество, то на каждом квадратном километре там можно было бы получить от шестидесяти тысяч до одного миллиона киловаттчасов электрической энергии в год!

По расчетам ученых, энергия ветра превышает энергию всех видов ископаемого топлива в два с половиной раза!

Таким образом, голубой уголь занимает первое место по мощности своих запасов. Более того. Энергия ветра просто неистощима. До тех пор, пока на земле будет светить солнце, будут существовать и ветры.

Голубой уголь находится всюду. Его не нужно доставать из шахты, он всегда под руками. Надо только научиться использовать его для своих нужд, заставить ветер служить человеку. Для передачи такой энергии не нужно дорогостоящих линий передач, ее можно «улавливать» прямо на месте — в любом районе земли.

Ветер служит человеку

Попытки использования ветра человеком известны очень давно.

С незапамятных времен люди пользовались ветром для передвижения по воде. На судах закреплялись большие полосы прочной материи, так называемые паруса. Ветер надувал паруса и гнал судно вперед. Чтобы можно было управлять ходом такого корабля, на нем устанавливали много парусов самых различных форм и размеров. Управление парусными судами требовало от моряков большого умения.

С изобретением пароходов большие парусные корабли стали не нужны, но и сейчас на воде часто можно видеть небольшие парусные суда — яхты и большие парусные лодки.

Зимой физкультурники используют ветер для быстрой езды под парусами на коньках и лыжах.

Происхождение ветряных мельниц также теряется в глубокой древности. Трудно сказать, кто и когда построил первую ветряную мельницу. В истории народов об этом нет каких-либо точных записей. Однако известно, например, что китайцы уже не одну тысячу лет пользуются ветряками самого простого устройства. А в Египте, около города Александрии, ветряные мельницы очень давней постройки сохранились до настоящего времени. Ученые считают, что каменные башни этих мельниц были построены около трех тысяч лет назад. Эти древние ветряки строились таким образом, что могли работать только при каком-нибудь одном направлении ветра. Ими пользуются и сейчас.

Когда точно появились первые ветряки в Европе, неизвестно. Но уже в 1105 году один французский монастырь получил от короля разрешение на устройство ветряной мельницы.

Рис. 14. Старейшая ветряная мельница в Европе.

С тех пор ветряки широко распространились по всем европейским странам. Много было ветряков и в древней Руси.

Главное применение ветряных мельниц — перемалывание зерна в муку.

Основная часть такой мельницы — ветровое колесо, состоящее из четырех или шести крыльев, закрепленных на горизонтальном валу.

При ветре в четыре-пять метров в секунду ветровое колесо мельницы вместе с валом начинает вращаться. От вала вращение через пару конических шестерен передается жернову, перемалывающему зерно. С изменением направления ветра крылья мельницы (вместе с ее крышей или вся мельница) с помощью несложного приспособления поворачиваются в наветренную сторону.

Первое значительное усовершенствование ветряных мельниц было сделано во второй половине прошлого века. Крылья ветряков стали делать из металла, более узкие и меньших размеров (три — шесть метров длины). Некоторые типы ветродвигателей стали иметь значительно большее число (до шестидесяти четырех) этих узких металлических крыльев (или лопастей), так что они образовали сплошной круг (рис. 15). Благодаря этому ветряки стали работать при слабых ветрах (два с половиной — три метра в секунду).

Рис. 15. Многолопастный ветродвигатель конца прошлого века системы инж. Давыдова.

Был предложен целый ряд различных типов ветродвигателей. По конструкции ветрового колеса и потому, как расположено оно в потоке ветра, их можно разбить на четыре группы: карусельные, барабанные, роторные и крыльчатые.

Устройство двигателей карусельного и барабанного типов ясно видно на рисунке 16.

Рис. 16. Ветродвигатель карусельного (слева) и барабанного (справа) типов.