Що відбувається всередині фена Dyson на 110 000 обертів за хвилину (новини компаній)

Проєктуючи крильчатку для фена, інженери Dyson поставили на неї 13 лопатей замість звичних одинадцяти. Ці дві лопаті не додали ані потужності, ані потоку — вони підняли основний тон мотора вище за межу, яку вухо дорослої людини не розрізняє. Ця деталь видає логіку конструкції: головну роботу тут виконує повітря під тиском, а не нагрівач. Фахівці Ябко розібрали, що коїться всередині корпусу на 1800 обертах щосекунди.

Мотор завбільшки з монету — і 110 000 обертів як наслідок

У звичайному фені мотор сидить у голівці поруч зі спіраллю і крутить велику крильчатку на 20 000–30 000 обертів за хвилину. Dyson натомість переніс мотор у ручку. Інженерам вдалося створити двигун діаметром усього 27 міліметрів — розміром із монету.

Далі вступає в дію базовий принцип роботи турбомашин. Тиск, який створює крильчатка, залежить від колової швидкості кінчиків лопатей — добутку радіуса на кутову частоту обертання. Скоротити його означає втратити «важіль», і компенсувати це може лише кратне зростання обертів. Звідси й беруться 110 000 об/хв — плата за компактність. Витримати таку швидкість моторові V9 допомагають неодимові магніти та керамічний вал, утричі міцніший за сталевий.

Мотор у ручці змінив одразу три речі:

центр ваги опустився в долоню, і голівка перестала перетягувати кисть уперед;
у голівці звільнився обсяг під кільцеву щілину підсилювача повітря;
повітрозабір із фільтром переїхав до основи ручки — звідси вищий хват.

Тиск 3.2 кПа замість зайвих ватів

У характеристиках ці 110 000 обертів губляться: побутові фени продають за ватами — 2000, 2200, 2400. Supersonic споживає 1600 Вт і на цьому тлі виглядає слабшим. Проте вати описують споживання електрики, а не те, наскільки організовано вона стає рухом повітря: дешевий двокіловатний фен більшу частину потужності розсіює в спіралі, а потік віддає млявий.

Крильчатка на 13 лопатей із допуском 15 мікронів створює тиск 3.2 кілопаскаля — саме він визначає, чи проб’є струмінь щільне пасмо і дійде до коренів, чи розсіється по поверхні зачіски. У каталозі https://jabko.ua/gadzheti-i-drugoe/dyson/feni-dyson/ уся лінійка стоїть на цій самій платформі, і моделі, як пояснюють експерти Ябко, різняться радше насадками та сенсорами, ніж принципом роботи мотора.

Ефект Коанда: чому струмінь прилипає до вигнутої поверхні

Тиск відкриває фену доступ до явища, назву якому дав румунський інженер Анрі Коанда. Струмінь захоплює молекули з оточення, і коли поруч опиняється тверда поверхня, повітря з проміжку між нею і потоком виходить швидше, ніж встигає поповнюватися. Перепад тиску з двох боків згинає його і притискає до стінки.

До вигнутої поверхні потік прилипає охочіше, ніж до пласкої: кожна зміна кривини поновлює ефект, і за плавного профілю струмінь обгортає циліндр аж до розвороту на 180°. Працює це за двох умов:

ширина струменя не перевищує половини радіуса кривини поверхні — інакше потік одразу відривається від стінки;
тиск на виході тримає струмінь у формі.

Dyson будує на цьому механіку укладання. Airwrap створює обертовий вихор навколо циліндричного стрижня, і пасмо намотується на нього само, без механічного натягу. У насадці Flyaway та сама фізика заганяє короткі пухнасті волосини всередину зачіски — форму фіксує керований потік, а не перегрів.

Air Multiplier: 13 л на вході, близько 40 л на виході

Крильчатка проганяє через мотор до 13 літрів повітря щосекунди — скромна цифра як на такий клас. Подальшу роботу виконує геометрія голівки: потік іде крізь вузьку кільцеву щілину і ковзає по профілю під кутом близько 20°. Позаду кільця падає тиск, і зону розрідження миттєво заповнює навколишнє повітря.

Підсилювач додає до первинного потоку приблизно дві його частини, тож на волосся виходить близько сорока літрів за секунду. Важлива тут не тільки кратність: число Рейнольдса підсиленого струменя залишається нижчим за 2000, тобто течія тримається ламінарною. Звідси відчуття рівного потоку без поштовхів.

Дві додаткові лопаті заради тиші

Повернімося до крильчатки, з якої почалася розмова. Ротор генерує тон на частоті проходження тринадцяти лопатей: оберти за секунду множимо на їх кількість. За 110 000 об/хв виходить близько 23.8 кГц — вище за типовий поріг чутності у 20 кГц. Одинадцять залишили б цю частоту там, де вухо її ще розбирає. «Ми вивели один тон мотора за межі чутного для людини діапазону», — пояснював Джеймс Дайсон це рішення.

Повної тиші це не обіцяє: незалежні виміри дають 79–80 дБ проти 85–90 у професійних фенах. Різниця в 6–10 дБ на слух відчувається як удвічі тихіше, проте шум самого потоку нікуди не зникає — за межу чутності інженери винесли тон мотора, а не аеродинаміку.

Практична вигода ланцюжка розкладається за типами користувачів. Густе довге волосся сушить зв’язка «тиск плюс потік» — швидше і не підвищуючи температуру. Кучеряве волосся формують насадки на ефекті Коанда, що закручують завиток повітрям. Щоденне сушіння вимагає балансу між швидкістю й температурою. Консультанти Ябко радять починати саме зі сценарію сушіння: від нього залежить, яка модель лінійки виправдає себе.