Koło TechnoZONE znów odleciało konkurencji z wiatrem.

Troje naszych uczniów z koła naukowego TechnoZONE wygrało regionalny Turniej Maszyn Wiatrowych, który odbył się 25 marca 2023 r. w Jarosławiu. Konkurs polegał na stworzeniu turbiny wiatrowej o ściśle podanych rozmiarach, która napędzana była silnym strumieniem powietrza wygenerowanym przez specjalny tunel aerodynamiczny. W ten sposób powtórzyliśmy sukces z ubiegłego roku.

Nasza drużyna z kl. 3bT w składzie: Martyna Gruszka, Kacper Bielawski i Mikołaj Pękala zbudowała turbinę o nowatorskiej i skomplikowanej konstrukcji. Budowa, testy i regulacja trwały ponad miesiąc. Wirnik został zaprojektowany na wzór turbin gazowych, jakie spotyka się w generatorach prądu w elektrowniach. Wymusiło to zbudowanie układu kierowniczego, który równomiernie i łagodnie zmieniał kierunek strumienia powietrza, aby pod optymalnym kątem zaatakował wirnik.

Turbiny były badane na specjalnym stanowisku pomiarowym, umożliwiającym pomiar:

• prędkości obrotowej pod obciążeniem,
• maksymalnej mocy,
• moment obrotowy przy zatrzymanym wale.

Praktycznie nie da się skonstruować turbiny, która wygrałaby jednocześnie we wszystkich tych konkurencjach. Np. jeśli urządzenie jest w stanie osiągnąć wysoką prędkość obrotową, to moment obrotowy jest niski. Poza tym ilość punktów za kolejne miejsca zmieniała się nieliniowo (jak w skokach narciarskich). Dlatego bardzo trudno jest w tym konkursie zaprojektować optymalną konstrukcję. Może się okazać, że np. awans drużyny z siódmego miejsca na szóste, spowoduje spadek innej drużyny z miejsca drugiego na trzecie.

W tym roku organizatorzy konkursu zmienili nieco jego warunki techniczne na stanowisku pomiarowym, względem ubiegłorocznej edycji. Spowodowało to utratę mocy, szczególnie turbin dyfuzorowych, czyli takiej, jak nasza. Dawało to szansę na dobre wyniki turbinom o bardzo prostej konstrukcji.

Konkurs odbywał się w dwóch rundach. Po pierwszej rundzie nasz zespół prowadził, ale bardzo niewielką ilością punktów nad drugą drużyną. W dodatku, gdyby w drugiej rundzie dziesiąta drużyna tylko nieznacznie poprawiła swój moment obrotowy, to spadlibyśmy na drugie miejsce. Dlatego w przerwie nasza ekipa dokonała kilka modyfikacji swojej turbiny: zwiększyli jeszcze bardziej kąt wygięcia każdej z 24 łopatek kierowniczych i za pomocą taśmy klejącej wygładzili tor powietrzny przy wlocie dyfuzora.

Jeśli maksymalna moc z drugiej rundy była lepsza, niż w pierwszej, to pozostałe dwa parametry również były aktualizowane w tabeli wyników. I tu pojawiało się niebezpieczeństwo, że prędkość obrotowa i moment przy zatrzymanym wale mogły być gorsze, niż w pierwszej rundzie. A wtedy, mimo wyższej mocy, drużyna spadała w ogólnej punktacji. Dlatego drużyny nie miały obowiązku przystępować do drugiej rundy.

Pod sam koniec turnieju nasi rywale z drugiego miejsca wyprzedzili nas. Stres był ogromny, bo tylko jedna drużyna miała awansować do finału. Na szczęście zmiany, które wykonaliśmy podczas przerwy, okazały się decydujące i nasza turbina wyraźnie poprawiła swoje parametry we wszystkich trzech konkurencjach.

Na koniec chcemy wyrazić podziękowanie za pomoc, bez której nie udałoby się nam osiągnąć tego sukcesu. Jesteśmy wdzięczni panu Jackowi Ochabowi, dyrektorowi Centrum Kształcenia Zawodowego, za udostępnienie pomieszczeń, sprzętu i narzędzi. Pan Sławomir Łakomy był opiekunem drużyny ze strony CKZ, wykonał prace spawalnicze i nadzorował prace warsztatowe. Nieoficjalnym, czwartym członkiem drużyny był Patryk Pocica z kl. 3adL, nauczył nas szpachlowania i pomógł w wykonaniu gładkiej powierzchni wewnętrznej dyfuzora. Natomiast Jakub Stanula-Kaczka z kl. 4bT przygotował modele 3D kilku podzespołów, w tym nowego wirnika na finał ogólnopolski. Hubert Gawle z kl. 3bT zaopatrzył nas w perfekcyjnie przyciętą blachę ze stali nierdzewnej, z której wykonaliśmy rdzeń dyfuzora.

Sponsorem, który sfinansował zakup wszystkich materiałów i narzędzi jest pan Sławomir Bielawski, prezes firmy Duet. Skorzystaliśmy również z uprzejmości Podkarpackiego Centrum Innowacji w Rzeszowie, gdzie wydrukowaliśmy na dużej drukarce 3D wirnik (jego druk trwał ponad 4 doby). Dziękujemy panu Łukaszowi Szubartowi za pomoc w jego modelowaniu. Skala zaangażowania tych wszystkich osób i ciężka praca drużyny świadczy o bardzo wysokich wymaganiach stawianych przez organizatorów konkursu.

Życzymy naszym uczniom sukcesów w finale, który odbędzie się 24 kwietnia 2023 r. w Warszawie.