2010 
Географический вестник 
2(13)
Метеорология и климатология
изысканий, 
когда потребности 
в 
приборах 
были 
значительны. 
Этим 
объясняется 
большое
количество производителей приборов и многообразие моделей.
По расположению ротора вертушки на оси приборы можно разделить на консольные (ось
неподвижна) и осевые (ось вращается); по расположению оси — с вертикальной и горизонтальной
осью.
Рассматривая эволюцию формы и размеров лопастного винта, необходимо остановиться на
оптимизации компонентного эффекта, инерционности и чувствительности прибора.
Компонентность — способность вертушки измерять местную скорость потока, направленную
под углом к оси вращения винта (ротора) вертушки, или проекцию вектора скорости на нормаль к
гидроствору [10; 14]. Компонентность может быть выражена либо в величинах погрешности при
заданной косине струй, либо в величинах угла, в пределах которого вертушка регистрирует скорость
с допустимой погрешностью.
Идеальная компонент-вертушка, ось которой направлена по нормали к створу, должна
будет в этом случае регистрировать проекцию скоростного вектора
и, = и` соз(а). 
(1)
Применяемые в настоящее время гидрометрические вертушки не являются в полной мере
компонентными. В косоструйном потоке они занижают значение проекции скоростного вектора.
Компонентность вертушек в значительной степени будет определяться следующим [Там
же]:
® — геометрическим шагом лопастного винта (увеличение шага ведет к ухудшению
компонентных свойств, но при этом повышается чувствительность);
е — диаметром лопастного винта (уменьшение диаметра ведет к улучшению компонентных
свойств);
® — величиной угла атаки лопастного винта (угол между вектором скорости потока и
нормалью к поверхности лопастного винта);
®е 
дисковым 
— отношением 
(отношение 
площади 
проекции 
винта 
на — плоскость,
перпендикулярную его оси вращения к площади круга);
е — углом закрутки (угол разворота лопасти);
®е — относительным диаметром (отношение диаметра винта к его гидравлическому шагу);
®е — относительной срезкой лопасти (угол, образуемый гранями лопастей в привершинной
части винта);
е — шероховатостью поверхности винта (которая определяется материалом и покрытием
поверхности);
®е — наличием разного рода струенаправляющих решеток, колец в поле действия винта.
Многообразие факторов предопределило большое разнообразие форм лопастных винтов
различных моделей вертушек. Соблюдение факторов оптимизации компонентности непременно
ведет к ухудшению инерционности и чувствительности прибора. Поэтому каждая модель вертушки,
по существу, реализует состояние теоретической базы в области гидромеханики и состояние
представлений об оптимальном соотношении компонентности с другими свойствами вертушки.
Ниже, на рис. 3, приводится модельный ряд лопастных вертушек конца Х1Х — начала ХХ в.
Развитие принципов 
формирования выходного сигнала гидрометрических вертушек
проходило следующие этапы и было Пагоп@$Пи в отдельных моделях.
1. Электрический принцип. Вращение лопастного винта передается посредством червячной
передачи на шестерню с электрическим контактом (при этом ось может быть подвижной с
червячной передачей либо неподвижной с червячной передачей в корпусе лопастного винта).
Контакт дает замыкание на массу через определенное число оборотов шестерни.
В вертушках данного типа (ГР-21М, ГР-55, вертушки Прайса О$С$ ТУРЕ АА МОрЕТ,
6200, 6210, 6215, 6240, 6245, Отта-У и ряд других моделей, снятых с производства, вертушка
«ЛАГУ» и др.) частота поступающих сигналов
пропорциональна числу оборотов лопастного винта и количеству зубьев шестерни между
замыканиями контакта.
Отечественные вертушки, к примеру, дают замыкание через 20 оборотов, вертушка Отта У
— через 25 оборотов, вертушки Прайса — через 5 оборотов или через 2 оборота. Преимуществом
данного принципа формирования сигнала является безотказность контактного устройства