Ветряные двигатели немецкого и голландского типа очень несовершенны. С ними куда больше хлопот, чем с водяными двигателями. Человек должен сам устанавливать их крылья в рабочее положение и выводить их из-под удара ветра, когда он становится очень сильным. Ведь ветер непостоянен: он дует то с одной, то с другой стороны, ослабевает, мгновенно разражается бурей. Человеку приходится все время следить за ветром.

Немецкий и голландский ветродвигатели очень громоздки. Они сделаны целиком из дерева, поэтому трение вращающихся частей очень велико. Ветряки могут работать только при определенной силе ветра. Лучше всего для них ветер средней силы, дующий со скоростью 7-8 м в секунду. Слишком сильный ветер опасен: он может сломать крылья. Ветер, который проходит меньше 4 м в секунду, слаб: он не может привести их в движение. Но зато эти ветряки очень просты.

Сооружение их не требует большого уменья.

В Америке был изобретен ветряк, который сам, автоматически, устанавливается против ветра и автоматически выключается, если ветер становится очень сильным. Он работает и при легком ветре, скорость которого 2 м в секунду. Ветряк называется многолопастным.

Рисунок. Ветряк многолопастный

Главная часть его - ветряное колесо - имеет много крыльев-лопастей. Число лопастей бывает не меньше 18. Сзади ветряного колеса на головке ветродвигателя установлен руль, похожий на плоскую лопату. Руль устанавливает ветряное колесо против ветра. Головка ветродвигателя, как и в ветряке голландского типа, поворачивается во все стороны. Сбоку ветряного колеса на головке имеется еще маленький щит, тоже как плоская лопата. Щит оберегает колесо от сильного ветра. Это тот же руль, но только меньшего размера. При слабом и среднем ветре работает большой руль и устанавливает колесо против ветра. Если ветер усиливается и угрожает поломкой, маленький щит автоматически выводит колесо из-под ударов ветра. В бурю ветряное колесо поворачивается ребром к ветру, колесо, щит и руль складываются, как листы книги, и ветродвигатель останавливается. Когда ветер стихает, особая пружина или груз возвращают установку в прежнее рабочее положение. Благодаря такому устройству ветряное колесо вращается равномерно, несмотря на изменение силы ветра. Это очень важно. Ведь машины, которые ветряк приводит в движение, не могут работать рывками: то быстрее, то медленнее.

Многолопастный ветряк американского типа весь металлический - штампованный. Имеется несколько конструкций, устройство всех их почти одинаковое.

Много ветряков американского типа установлено на нефтяных промыслах для выкачивания насосами нефти из скважин, в сельской местности для водоснабжения, орошения и осушения. Имеются заводы, которые производят выпуск ветряков американского типа.

Рисунок. Модель многолопастного ветряка

Изготовление модели многолопастного ветряка:

Ветряное колесо можно сделать из тонкой жести или из английского картона. Можно взять две почтовые открытки, склеенные вдвое. Но самое прочное колесо получится из жести. Вырежьте из большой консервной банки квадрат 130х130 мм, найдите центр его и четко обозначьте. Из центра прочертите четыре окружности: первую радиусом 10 мм, вторую радиусом 25 мм, третью радиусом 45 мм и четвертую радиусом 60 мм:

Рисунок. Начинаем изготавливать ветряное колесо

Большую окружность разделите на 18 равных частей. От отметок проведите к центру прямые линии до пересечения с самой маленькой окружностью. Вырежьте кружок по большой окружности и надрежьте по линиям. Получится 18 лепестков - будущие лопасти ветряного колеса. Часть жести между первой и второй окружностями вырежьте, как показано на рисунке:

Рисунок. Заготовка для лопастей ветряного колеса

Сделайте это осторожно, не спеша, чтобы не отрезать лопасти совсем. В отверстия, вырезанные между лопастями, будет проходить ветер, который дует в середину колеса. Если этих отверстий не сделать, ветер будет давить на колесо и тормозить вращение.

В середине лопастей, на третьей окружности, проколите отверстия тонким шилом. Все лопасти поверните наискось слева направо и слегка выгните. Наклон всех лопастей должен быть совершенно одинаковый. Чтобы лопасти не разгибались в работе, согните в кольцо кусок тонкой проволоки длиной в 300 мм и вставьте в отверстия лопастей:

Рисунок. Лопасти ветряного колеса

Теперь нужно изготовить вал и укрепить его в центре колеса.

Если модель не будет разборной, конец вала можно просто припаять. Наша модель сделана разборной. Ветряное колесо надевается на вал и снимается. Сделано это так. На задней стороне колеса, в средине, прибит деревянный брусок размером 15х15х20 мм. В центре бруска сделано отверстие такого диаметра, в которое с большим трением входит конец вала. Отверстие в бруске должно точно совпадать с центром колеса.

Для вала возьмите печную проволоку диаметром 1-1,5 мм, длиной 80 мм. Отступив на 45 мм от одного конца, согните на ней колено глубиной 5 мм и шириной 8-10 мм. Второй конец проволоки загните колечком:

Рисунок. Вал

Руль.

Вырежьте из картона полоску размером 50х80 мм. Разметьте ее, как показано на рисунке ниже, и вырежьте.

Рисунок. Заготовка руля

Печную проволоку длиной 160 мм согните посредине и заострите концы напильником. Привяжите середину проволоки к рулю:

Рисунок. Руль

Головка ветродвигателя.

Заготовьте дощечку 10х40х40 мм и брусок 10х15х40 мм. В дощечке найдите центр и просверлите отверстие диаметром 5-6 мм. Около одной кромки дощечки прибейте брусок (рис. 89).

Рисунок. Головка ветродвигателя

Из жести от консервной банки вырежьте две полоски: 10х40 и 10х30 мм. Более длинную полоску прибейте посредине бруска с внутренней стороны. Вторую полоску прибейте к кромке основной дощечки напротив первой. Эти жестяные полоски будут стойками вала. Проделайте в них на высоте 20 мм от низа дощечки отверстия такого диаметра, чтобы вал свободно вращался в них.

Башня.

Нужны две дощечки: одна 10х30х30 мм, другая 15х100х100 мм и четыре планки 5х10х360 мм. На обеих дощечках найдите центры. В центре меньшей дощечки сделайте отверстие диаметром 5 мм.

Рисунок. Башня

Одни концы планок прибейте к кромкам меньшей дощечки, а другие концы - к кромкам другой дощечки. Сначала прибейте концы планок одним гвоздем, затем установите башню так, чтобы верхняя дощечка стояла прямо и чтобы все четыре планки шли от нее с одинаковым наклоном, и сколотите башню окончательно. Сделайте в планках по четыре отверстия и переплетите тонкой бечевкой, как показано на рисунке.

Передача.

Вращение ветряного колеса и вала модели передается вниз, насосу. На главном валу у нас уже есть колено. Нужно сделать еще шатун и шток. Из кусочка проволоки выгните цифру 8. На конце проволоки длиной 320 мм сделайте колечко. Сцепите это колечко с петлей заготовленной восьмерки:

Рисунок. Передача

Из тонкой жести или бумаги сверните трубочку диаметром 10 мм, длиной 60-70 мм. Эта трубочка изображает в модели насос.

Укрепите ее на самой средине нижней доски башни.

Если сделать модель раза в три-четыре больше, можно сделать и действующий водяной насос с поршнем и трубами.

Сборка модели.

Поставьте головку ветродвигателя на вышку и скрепите их гнездом от радиоприемника или штепсельной розетки. Если гнезда нет, согните вместо него жестяную трубочку.

Головка не только должна прочно держаться на башне, но и легко поворачиваться на ней. Прежде чем закрепить трубочку или гнездо, нужно добиться, чтобы головка при вращении ни за что не задевала.

В стойки головки вставьте коленчатый вал с шатуном. Шток пропустите через отверстие гнезда и нижний конец опустите в трубку - насос. На конце вала укрепите ветряное колесо. Сзади ветряного колеса на головке ветродвигателя установите руль. Стоит теперь дунуть на ветряное колесо, и оно начнет вращаться.