По расчетам профессора В. П. Ветчинкина, над нами проносится технически уловимой ветряной энергии примерно в сто раз больше, чем это нужно для покрытия всех энергетических потребностей нашей страны, тогда как вся технически уловимая гидроэнергия не покроет и половины потребностей.
Причина этого заключается в том, что ветродвигатели, несмотря на свое тысячелетнее существование, до недавних нор в огромном большинстве пригодны были для выполнения лишь самых грубых работ — водоснабжения и помола муки, то есть таких работ, самый характер которых допускает приостановку работы двигателя в любой момент и любое число раз.
Задача получения от ветродвигателя энергии, годной в первую очередь для приведения в действие сельскохозяйственных машин или станков в мастерских и для электрического освещения, надлежащим образом была разрешена только в нашей стране в связи с развитием авиации, установлением основных законов аэродинамики и с накоплением конструкторского опыта в области использования воздушных течений.
Теоретическими исследованиями Жуковского для создания нового тина ветряных двигателей занимались в Кучине ученики Николая Егоровича — Григорий Харлампиевич Сабинин и Николай Валентинович Красовский.
Красовский окончил авиационные курсы при МВТУ, будучи еще студентом училища, и пошел на войну 1914 года военным летчиком. Он отличался выдержкой и хладнокровием в военной обстановке. После демобилизации началась его работа в ЦАГИ по ветряным двигателям. Получив для опытов небольшой ветрячок американской системы, Красовский установил его на башне Аэродинамического института в Кучине, предполагая нагрузить двигатель водяным насосом.
Однако американский ветрячок оказался негодным для этой цели. Красовский решил взять ветряк с зубчатой передачей Люберецкого завода. Для разработки метода нагрузки ветряка и метода измерений Николай Валентинович пригласил Сабинина.
Сабинин, получив диплом инженера-механика, защитив отличный проект электрификации города Красноярска, в 1914 году был мобилизован как прапорщик запаса и послан на фронт. Когда Сабинин возвратился, Жуковский ему предложил заведовать аэродинамической лабораторией в Кучине, входившей в состав ЦАГИ.
Для Сабинина, электрика по образованию, эта задача не представляла труда. Первые испытания были проведены зимой 1920/21 года. С этого времени и начались в Советском Союзе систематические исследования но ветряным двигателям, далеко опередившие все то, что было сделано в этом направлении за границей.
Подобно тому как художнику само течение жизни приносит материал его поэтических созданий, Сабинин начинал творчески действовать везде, куда вовлекала его новая жизнь, запросы практики, народного хозяйства, бытовые нужды или культурные потребности человека. Истинный рыцарь техники, он готов был сражаться во имя ее совершенства с любым врагом. Видя, что Красовский никак не может найти способ регулировать двигатель, а возрождавшееся в Советской стране сельское хозяйство требует совершенного ветродвигателя, он немедленно занялся ветряками.
При испытании ветряков в Кучине Сабинин обнаружил, что обычные анемометры — приборы для измерения скорости ветра — не годятся для этой цели. Тогда он начал изучать их и нашел, что действительная скорость ветра иная, чем показывают приборы. Создав теорию вращающихся анемометров, Сабинин указал, как измерять действительную скорость ветра. Эта теория была опубликована в первой книге научных трудов ЦАГИ, а через семь лет аналогичная работа появилась в Германии уже под фамилией О. Шренка с приложением диаграмм, кривые которых очень цохожи на кривые в диаграммах русского автора.
Красовский отличался большой энергией и инициативой. Начав свою работу, по предложению Жуковского, с проектирования шестилопастного ветряного колеса, рассчитанного по «вихревой теории», Красовский вскоре сделался энтузиастом использования энергии ветра, посвятив всю свою жизнь исключительно этому делу.
На основе теории Жуковского Красовский доказал преимущества быстроходных ветряных двигателей. Его работы определили основное направление деятельности в этой области. Одновременно Красовский изучил положение дела у нас с крестьянским ветряком. В результате появилась его статья статистического характера, показавшая, какое огромное значение имело использование энергии ветра в мукомольном деле. Неутомимо пропагандируя выгодность быстроходных ветряков, Красовский начал проектирование их, не видя, однако, хорошего решения регулирования.
В это время как раз Сабинин в своей теоретической работе предложил регулировать работу ветряного двигателя при помощи стабилизаторов, прикрепленных к свободно сидящим на махах лопастям. Красовский ухватился за идею Сабинина и со свойственной ему энергией начал проектировать быстроходный стабилизаторный ветряк с лопастями в 2,5 метра диаметром. Скоро этот опытный ветряк начали строить. Когда была готова первая лопасть, конструкторы поднялись на башню, чтобы на ветру посмотреть, как будет поворачиваться лопасть при разных «углах атаки» под влиянием стабилизатора.
Хотя проектировать размеры стабилизатора и его расстояние от лопасти пришлось наугад, лопасть послушно подчинялась стабилизатору. После этого успешного опыта ветряк был собран и поставлен на башне. Дождавшись умеренного ветра, решили пробовать. Красовский отпустил рычаг регулирования, стабилизаторы начали провертываться, лопасти плавно установились «на ход», ветряк начал медленно разворачиваться, увеличивая число оборотов, и стал работать с большой скоростью. Все шло отлично, и можно было поздравить друг друга с успехом.
Но когда Красовский нажал рычаг остановки, к удивлению конструкторов, ветряк не остановился.
Недоумевая, почему стабилизаторы не повертывают лопастей, конструкторы покинули башню и стали напряженно искать причину неудачи.
Прошло несколько дней. Как-то, возвращаясь из Москвы в Кучино, Сабинину пришла в голову мысль: а не центробежные ли силы действуют на лопасть? Достав пз портфеля бумагу, тут же в вагоне Сабинин прикинул формулы и цифры. Оказалось, что центробежные силы не уравновешены, что они значительно больше аэродинамических сил, действующих на стабилизатор.
Тут же пришла, однако, и мысль: на штанге, перпендикулярной к лопасти, поместить грузы, центробежные силы которых уравновешивали бы центробежные силы лопасти.
В тот же день лихорадочно возбужденный Красовский в кучинских мастерских заказал штанги и грузы. Рабочие назвали их «огурцами». Это название так и утвердилось за ними.
При испытании ветряка с грузами он послушно останавливался при нажиме рычага. И все испытания ветряка на кучинской башне прошли прекрасно.
В это время газеты сообщили, что осенью 1923 года в Москве откроется первая сельскохозяйственная выставка. Красовский решил поставить на выставке новый ветряк с динамо-машиной. Предложение Красовского было принято Коллегией ЦАГИ. Отдел ветряных двигателей ЦАГИ немедленно приступил к делу. Были подобраны люди для проектирования; во главе стал Красовский и в качестве его помощника — Сабинин. Нелегкой была задача за два месяца небольшому коллективу спроектировать и построить ветроэлектрическую станцию с диаметром лопастей ветряка в 6 метров на башне 25 метров высоты!