プロペラが受ける力測定器

風力発電機で、プロペラの角度と起電力を測定したところ、プロペラの角度が水平方向から60度のところで、起電力が最大値をとった。そもそもプロペラは水平方向の風の流れから、鉛直方向の力を取り出すことで、モータの回転軸を回転させる。
そこで、プロペラのはね一枚が、どのぐらいの力を受けているのかを測定する装置を開発した。水平方向からの風の流れに対して、はねは鉛直方向にどれだけの力を受けるだろうか？　はねの角度が何度のときに受ける力が最大になるのだろうか？

一般に板を風から力を受けると、あらゆる方向に力をうけ、回転のモーメントも発生するが、プロペラがモータの回転に与える力は鉛直方向のみである。設計思想としては、板を3次元空間で固定するのには、３点で支えることがまず必要である。板の角度を可変にするために、板の中心線を回転軸とするように、アルミの棒を通した。３点目のアルミの棒の支柱の位置を動かすことで、板の角度を調節できるようにした。板は３本の棒を鉛直方向にすべるようになっている。
板の角度とその時の鉛直方向に受ける力の関係を求めることが目的であるが、角度は最初から厳密に固定されているわけではない。風をあてたとき、板の角度と受ける力が釣り合うまで待ってから、双方の値を測定する。

今後の予定

１．風速を変化させたときの板の角度と鉛直方向に受ける力を測定する
２．揚力に関しても、同じような実験の設定をする