Когда и кто первый построил ветряной двигатель, точно не известно.

В Египте еще и сейчас можно встретить остатки старинных ветряных мельниц. Ученые считают, что египетские мельницы были построены больше двух тысяч лет назад. В Европе ветряные мельницы появились и XII веке.

На рисунке показана очень старая ветряная мельница. Она называется немецкой или "козловой". Крылья ее укреплены на деревянном домике, в котором установлены мельничные жернова.

Рисунок. Немецкая козловая ветряная мельница

Домик стоит на подставке козлах, поэтому и вся мельница называется козловой. На козлах мельницу можно повернуть в любую сторону и поставить крылья против ветра. Если крылья не будут поставлены против ветра, они не будут вращаться.

Крылья прочно скреплены с валом и повернуты все в одну сторону. Ветер давит на крылья, сталкивает их со своего пути и заставляет вращаться вал. Вместе с крыльями вращается вал. От вала при помощи передачи получают движение рабочие установки: мельничные жернова, песты-толкачи и др.

Крылья ветряка устроены так. На вал насажены крестообразно брусья а. Они называются махами. К махам прикреплены небольшие поперечные бруски б - иглицы.

Pисунок. Как устроены крылья ветряка

С одной стороны маха иглицы выдаются на одну четверть своей длины, а с другой стороны - на три четверти.

Концы иглиц скреплены рамкой в - "обвязкой".

Короткие концы иглиц обшиты дощечками, а длинные концы - щитами из дранок или рамками с натянутой парусиной.

При сильном ветре часть дранок снимается. Этим уменьшается поверхность крыла.

В бурю мельница поворачивается так, чтобы крылья стояли ребрами к ветру.

Ветряная мельница немецкого типа встречается и теперь почти во всех странах.

Небольшие модели ветряных мельниц нетрудно сделать самому.

Их крылья будут вертеться на ветру, совсем как настоящие.

Рисунок. Модель ветряка немецкого типа

Изготовление модели ветряка немецкого типа:

Вал.

Вырежьте брусок размером 15х15х90 мм. Проделайте в нем насквозь два отверстия диаметром 5-6 мм. Это можно сделать так. Положите брусок на стол, отметьте от конца 10 мм и в этом месте просверлите или прожгите отверстие насквозь. Поверните брусок на другую сторону, отмерьте от того же конца 15 мм и проделайте второе отверстие. В эти отверстия будут вставлены махи крыльев; поэтому их нужно сделать под прямым углом друг к другу. На другом конце бруска найдите на торце центр. Весь брусок до второго отверстия закруглите. Вал должен получиться диаметром 10 мм:

Рисунок. Вал модели ветряка

Крылья.

Выстрогайте две палочки размером 5х5х360 мм. Вставьте их в отверстия вала так, чтобы с обеих сторон палочки выступали одинаково. Эти палочки-махи должны прочно сидеть в отверстиях:

Рисунок. Палочки-махи модели ветряка

Теперь сделайте сами крылья. Вырежьте из картона полоску размером 50х150 мм. На узкой стороне отметьте по 7 мм с обеих сторон.

Отметки соедините прямыми линиями с противоположными углами и по этим линиям обрежьте картон. Получилась лопасть одного крыла.

Рисунок. Лопасть одного крыла модели ветряка

Положите ее на лист картона и обведите карандашом. Когда вырежете, получите вторую лопасть. Так же сделайте еще две лопасти. Края полосок надрежьте поперек до махов, на расстоянии 20 мм надрез от надреза. Надрезы одной стороны должны быть между надрезами другой стороны.

Надрезанные лопасти привяжите суровой ниткой к махам. Узкие части лопастей должны быть слева от маха. Когда привяжете все лопасти, изогните слегка их широкие части все в одну сторону. Ближе к валу изгиб должен быть больше, дальше от вала - меньше. Вал с крыльями показан на рисунке:

Рисунок. Вал модели ветряка вместе с крыльями

Головка.

Вал с крыльями устанавливается на так называемой головке ветродвигателя. Вырежьте дощечку размером 10х60х60 мм.

Рисунок. Головка ветродвигателя

Разметьте ее, как показано на рисунке выше, и просверлите два отверстия диаметром 8-10 мм. Два маленьких бруска, один размером 10х15х40 мм и второй 10х25х40 мм, прибейте сверху дощечки. Из жести вырежьте полоску 10х40 мм и прибейте ее посредине меньшего бруска с внутренней стороны. На высоте 6-8 мм над бруском проткните в полоске отверстие диаметром 1,5 мм.

Остов.

Остов - это башня, на которой укрепляется головка ветродвигателя с валом и крыльями. В остове внизу помещается мельница, толчея, маслобойки, насосы. В нашей модели остов самый простой. Сколачивается он из дощечки размером 15х100 х100 мм и четырех планок 5х10х180 мм. В дощечке найдите центр и просверлите отверстие диаметром 10 мм. С боков дощечки прибейте около углов концы планок.

Другие концы планок прибейте к дощечке головки ветродвигателя.

Рисунок. Сборка остова ветродвигателя

Нужны еще две круглые палочки длиной 80 мм и 120 мм. Меньшую палочку вставьте наглухо в отверстие нижней доски остова. Она будет осью, на которой остов можно поворачивать. Вторую палочку прибейте к той же доске сбоку. Она будет поворотным брусом - рычагом. Прибить ее нужно прочно на той стороне, где на головке помещается брусок с жестяной полоской.

Подкосы.

На подкосах (козлах) устанавливается остов ветряка. Они должны быть устойчивыми. Для верхней площадки козел нужна дощечка размером 10х30х30 мм. Найдите центр ее и просверлите отверстие диаметром 8 мм.

Рисунок. Дощечка для верхней площадки козел

Четыре планки размером 5х10х100 мм прибейте концами сбоку этой дощечки. Выпилите еще две планки 10х30х180 мм и сбейте их накрест.

Рисунок. Планки

Две планки 10х30х75 мм прибейте снизу верхней планки крестовины, чтобы она хорошо стояла на столе. В центре крестовины просверлите отверстие диаметром 8 мм и прибейте к ней концы планок верхней площадки так, чтобы отверстия в дощечке и крестовине приходились точно одно над другим.

Рисунок. Подкосы

Передача и рабочая установка.

Вращение крыльев и вала нашей модели передается толчее. Передача - канатная.

Рисунок. Передача канатная

Все части толчеи показаны на рисунке:

Рисунок. Все части толчеи

Прежде всего нужно сделать стойки для вала толчеи. Вырежьте два бруска А размером 15х15х80 мм и отметьте на них середину. Из жести вырежьте две полоски размером 10х40 мм и прибейте их к середине брусков. Вставьте бруски между планками остова на высоте 60 мм от основания и прочно укрепите их. Жестяные полоски должны быть изнутри. Они будут стойками вала толчеи. Проделайте в них отверстия диаметром 1,5-2 мм, точно одно против другого.

Из фанеры выпилите кружок диаметром 20-30 мм и два кружка диаметром на 5 мм больше. Большие кружки можно вырезать из картона. Сложите кружки так, чтобы центры их совпали, и сбейте или склейте вместе. Это шкив Б для канатной передачи. Круглая палочка диаметром 10 мм и длиной 35 мм будет валом. На расстоянии 5 мм от конца вала врежьте один зуб (кулачок) длиной в 5 мм. Второй зуб врежьте с противоположной стороны на расстоянии 10 мм от конца вала. Вместо деревянных зубьев можно вбить гвозди. На другой конец вала прибейте шкив. В центре шкива и в центре свободной стороны вала вбейте по гвоздю без шляпок. Вал установите на стопках. Концы жестяных стоек загните вниз: они не дадут валу болтаться из стороны в сторону.

Для пестов-толкачей нужны два бруска В размером 10х10х110 мм и две полоски жести размером 40х20 мм. Жестяные полоски загните под прямым углом и прибейте к брускам на расстоянии 75 мм от одного конца.

Для установки толкачей в модели нужно сделать ящик. Две планки Г 10х30х50 мм поставьте рядом, с промежутком в 11-12 мм. Сверху наложите и прибейте две планки Д размером 5х10х35 мм. Этот "ящик" установите па доске остова под валом толчеи. Вставьте толкачи и отрегулируйте так, чтобы вал при вращении надевал зубьями за жестяные полости толкачей и поднимал то один, то другой.

Сборка модели:

У нас готовы отдельно крылья с валом, остов с толчеей и козлы. Нужно все собрать.

Вал с крыльями положите на стойки головки ветродвигателя. В отверстие жестяной полоски стойки вставьте гвоздь и вбейте его в центр вала крыльев. Конец жестяной полоски загните вниз. Чтобы вал нe сваливался в стороны, забейте в переднюю стойку два гвоздя: один с одной стороны вала, второй с другой стороны.

Остов мельницы установите на козлы. Соедините шкив вала толчеи с валом крыльев тонкой резинкой или ниткой. Модель готова, и ее можно испытать на ветру.