Геликоидная турбина (от греч. «геликс» – спираль и «эйдос» – вид) – оригинальная турбина, созданная Александром Горловым.

Внешний вид турбины представлен на рис.1. Турбина имеет три спирально закрученные лопасти и под действием потока воды способна вращаться в два-три раза быстрее скорости течения. Изобретение обладает высокой эффективностью преобразования энергии. Ее КПД в три раза выше, чем у обычных турбин. При этом турбина способна вырабатывать энергию при слабых потоках жидкости, что делает возможной построение гидроэлектростанции без использования плотины, только за счет скорости течения.

По сути турбина представляет собой ротор Дарье, изобретенный еще XIX веке. Вращающий момент создается подъемной силой, возникающей на двух или трех тонких изогнутых несущих поверхностях, имеющих аэродинамический профиль. Подъемная сила максимальна в тот момент, когда лопасть с большой скоростью пересекает набегающий воздушный поток. Роторы Дарье применяются для преобразования энергии ветра – в различных ветродвигателях. Преимуществом ротора в качестве генератора является тот факт, что направление его вращения неизменно, какое бы направление ветра ни было. Однако, обычно, используются две лопасти, а не три, как у турбины Горлова. Еще одним отличием турбины является закрученность лопастей. Загиб лопасти вокруг вертикальной оси успешно преодолевает старый изъян прямолопастных роторов, связанный с неизбежным периодическим срывом пограничного слоя, резко увеличивающим лобовое сопротивление крыла. Действительно, изогнутая по спирали лопасть пересекает границу критического угла атаки не одновременно всей длиной, а плавно втягиваясь в нее небольшим сегментом. При этом точка срыва потока будет скользить вдоль поворачивающегося крыла, смещаясь по вертикали.

 Особенности конструкции позволяют проектировщику уменьшить диаметр с одновременным увеличением длины без потери мощности турбины.

В чем преимущества «турбины Горлова»? Ее КПД в 2-3 раза выше, чем у любой другой, работающей в свободном потоке, без плотины. Вращается она равномерно, без пульсаций и вибраций. В отличие от обычных многотонных металлических турбин речных и приливных электростанций, пластиковая геликоидная имеет очень небольшие размеры (диаметр — 1 м, длина — 84 см) и весит всего 35 кг. Для получения требуемой мощности можно использовать любое количество таких турбин, насаженных на вал электрогенератора. Поверхность рабочего колеса имеет специальное эластичное покрытие, снижающее трение о воду и исключающее налипание водорослей и моллюсков.

Исследования с целью определения оптимальных параметров и совершенствования конструкции турбины проводились в лаборатории энергетики воды и ветра Северо-восточного университета, а затем — в лаборатории Мичиганского университета. В 1996 г. испытания опытных образцов были перенесены в производственные условия: три месяца они проработали во время приливов и отливов в морском канале Кейп-Код близ Бостона, показав высокую надежность и эффективность работы.

В 2001г. Александр Горлов получил премию Томаса А. Эдисона за свое изобретение "Геликоидальная турбина Горлова”. Проект первой в мире океанской электростанции уже разработан под руководством А. Горлова. Она будет сооружена во Флоридском проливе, где берёт начало Гольфстрим. Пассаты непрерывно нагоняют в Мексиканский залив огромные массы воды. В результате значительной разницы уровней залива и прилегающей части Атлантического океана возникает гигантский водяной поток, устремляющийся в сторону океана. На выходе из залива его мощность составляет 25 млн м3 в секунду, что в 20 раз превышает суммарный расход воды во всех реках земного шара. Предполагается, что металлическую платформу из готовых секций с оборудованием для выработки электроэнергии погрузят на глубину и закрепят с помощью якорей. Оборудование одной секции состоит из 16 турбин, жёстко соединённых торцами и образующих вертикальную конструкцию длиной 13м. Электрогенератор в водонепроницаемой оболочке установлен на её верхнем конце. При вращении турбин генератор вырабатывает ток мощностью 38 кВт. Для проектируемой станции мощностью 140 МВт потребуется более 50 тыс. турбин и около 3700 электрогенераторов.

В последние годы в ряде зарубежных стран, особенно в Канаде, начали заниматься разработкой ветродвигателя с ротором Дарье, предложенным во Франции в 1920 г. Этот ротор имеет вертикальную ось вращения и состоит из двух – четырех изогнутых лопастей (рис. 1). Лопасти образуют пространственную конструкцию, которая вращается под действием подъемных сил, возникающих на лопастях от ветрового потока. В роторе Дарье коэффициент использования энергии ветра достигает значений 0,30 – 0,35. В последнее время проводятся разработки роторного двигателя Дарье с прямыми лопастями (рис.1 б, в). Главным преимуществом ветроустановок Дарье является то, что они не нуждаются в механизме ориентации на ветер. У них генератор и другие механизмы размещаются на незначительной высоте возле основания. Все это существенно упрощает конструкцию. Однако серьезным органическим недостатком этих ветродвигателей является значительное изменение условий обтекания крыла потоком за один оборот ротора, циклично повторяющееся при работе. Это может вызывать усталостные явления и приводить к разрушению элементов ротора и серьезным авариям, что должно учитываться при конструировании ротора (особенно при больших мощностях ВЭУ). Кроме того, для начала работы их требуется раскрутить.