Warum haben Windmühlen und Windräder nur 3 Flügel? Fliegt nicht einfach so eine Menge Luft durch? Warum z. B. keine 5 (oder mehr)?
wenn du alte amerikanische Filme ansiehst, siehst du oft Windräder die aus 100 oder mehr Blättern bestehen. Der Grundgedanke war, dass man da doch am meisten Wind fängt, dabei bilden sich aber recht viele Wirbel.
Also ist man z.B. bei Propellern auf wesentlich weniger Blätter umgestiegen.
Die 3 ist ein Kompromiss aus unterschiedlichen Anforderungen in Abwägung des Zugewinns an gewonnener Energie.
zun einen soll die Zahl ungerade sein. Der Wind bläst nicht in allen Höhen gleich, oben so gut wie immer stärker. Bei einer geraden Anzahl von Blättern ergibt sich so eine Unruhe die sich auf das Lager überträgt und dann dessen Laufzeit verkürzt. Beim Schiffbau (vor allem bei U-Booten) hat sich herausgestellt, dass gerade Anzahlen von Blättern an der Schraube vom Wirkungsgrad schlechter sind und mehr Lärm erzeugen.
Aber wieso nicht 5 oder 7? Gibt es doch auch bei Schiffen. Das hat mit der Wirtschaftlichkeit zu tun. Es gibt einen theoretischen maximalen Wirkungsgrad von knapp unter 60%. Das dreirädrige Exemplar kommt auf knapp über 30%, das fünfrädrige ist noch immer von den 60% entfernt. Wenn man noch die Faktoren Stärke von Turm und Lager, Ausfallswahrscheinlichkeit und Wartungsintensität, Erhaltene Energie und Ausfallswahrscheinlichkeit mit einbezieht ist es vernünftiger zwei Windräder mit drei Blättern hinzustellen als eines mit mehr Blättern.
Ein anderer Nebeneffekt ist, dass mehr Blätter die Zwischenräume zwischen den Blättern senken. Das erhöht die Chance dass das Blatt einen Vogel oder eine Fledermaus trifft.