Теперь попробуем проанализировать основные конструктивные недоработки в конструкции Ленева и направления, которые позволят сделать данный преобразователь высокоэффективным.


Прежде всего, вернемся к предыдущей схеме. В целом она отражает не только идею, но и саму конструкцию. И главный минус этой конструкции- постоянный угол наклона рабочих лопаток.
Естественно, что сам Ленев не мог предусмотреть всего сразу. Да и возможности провести нужный объем исследований и сделать необходимые выводы у него вряд ли имелись. Следствием явилось то что оптимальный режим работы устанавливался только для какой-то части лопаток, находящихся в середине потока. Лопатки в верхней части, имея скорость выше необходимой, входили в поток с отрицательным углом атаки, то-есть по сути тормозили выходной вал. На верхнем рисунке я показал это красными стрелочками. Нижние же лопатки, находящиеся в зоне максимальной скорости, имели уже слишком большой для этой скорости угол атаки, не могли использовать в полной мере возникающий потенциал, создавая турбулизацию потока. На схеме зона турбулизации обозначена красной стрелкой внизу.
Известно что устройства реактивного типа преобразования очень чувствительны к режимам течения, и отклонения от оптимальных параметров приводит к резкому падению КПД преобразования. Тем более что имеется еще и положительная обратная связь от качества сформированной стоячей волны на выходе из аппарата.
Таким образом для эффективной работы преобразователя необходимо устройство изменения угла атаки рабочих лопаток по высоте потока. Технически это не составляет большой проблемы, а вот закон, по которому должен меняться угол атаки, на первых порах, до наработки материала для аппроксимирующих рекомендаций, можно получить только из эксперимента.
Второй момент, о котором Ленев мог и не подозревать- это оптимальный шаг рабочих лопаток. Если посмотреть на всю "этажерку", мы увидим одну замечательную вещь: гидродинамически каждая предыдущая лопатка является как бы ПРЕДКРЫЛКОМ для следующей. Оптимальное расположение лопаток по длине и по углу опережения в потоке может дать значительное увеличение крутящего момента вследствие создания разрежения над передней по ходу движения ("нерабочей") поверхностью лопатки. Поиск оптимальных размеров- длительный и кропотливый процесс лабораторных исследований и испытаний, однако это работа, которая гарантированно даст качественный скачок эффективности преобразования.
Ну и несколько "пассивных" элементов: прежде всего это конструктивная минимизация внутреннего зазора между двумя рядами лопаток с целью предотвращения зарождения и развития турбулентных процессов в месте "излома" направления движения потоков. Следующее- оптимизация формы и размеров заборных элементов ограждения конструкции. Ну и наконец, обустройство оптимального сливного профиля, который позволит с максимальной эффективностью сформировать волну. Это может быть изогнутый лист, выполняющий функцию основания, и устанавливаемый в небольшое поперечное углубление.
Ну и наконец, эффективность (удельная мощность) такой установки возрастет, если она будет установлена не в узком канале, имеющем ширину самого устройства, а в потоке реки со свободным обтеканием устройства с обеих сторон. Такая гидродинамическая "стенка" для выходного потока не только создаст меньшее сопротивление выходящему потоку, но и начнет обжимать его с боков, поскольку статическое давление в ней выше, как бы сужая ширину выходящего канала. Это однозначно приведет к увеличению длины и амплитуды волны - а значит уменьшит сопротивление потоку на выходе из преобразователя.