Перейти к содержимому

Фотография
* * * * * 2 Голосов

Гидро- и аэродинамика яхт


Сообщений в теме: 5762

#2276 IgorVPonomarev

IgorVPonomarev

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 3 052 сообщений
  • Из:П-Камчатский
  • Судно: Конрад 25

Отправлено 23 мая 2014 - 16:31

ИгорьК, плюс тебе за упорство. :D


  • 0

#2277 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 668 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 23 мая 2014 - 17:32

... Re: "Вот я и думаю себе, а что будет, если" Понятно. Рискну предположить, что Вы постоянно все примериваете к бесшвертовому Dart-18.

Не только. Многое примериваю к бесшвертовой доске.

 

Поясню свою концепцию именно в этих терминах. Я полагаю, что самую большую гидродинамическую поверхность, которая может создавать большое боковое усилие, надо загонять до упора на корму. Вот насколько конструктивно можем, настолько назад и загонять. У Dart-18 этой поверхностью являются рули, вот они и стоят на корме. Если рули, не дай бог, сдвинуть вперед, то Dart-18 перестанет быть стабильным на курсе.

На Дарт основная часть бокового усилия создаётся корпусом, он же - самая большая гидродинамическая поверхность. По мере разгона сдвигается назад, сама собой, при этом уменьшается, а нагрузка на рули быстро растёт. На курсовую устойчивость грех жаловаться, по крайней мере на тех скоростях, до которых удавалось его разогнать. Пожалуй основная проблема в том, что с ростом дифферента на корму и нагрузки на рулях он тупо начинает тормозить. Задавливать носы матросом на трапеции не пробовал - не было в наличии ни нормального матроса, ни трапеции. Но полагаю, что делать это можно лишь на сравнительно гладкой воде: один раз на бакштаге подветреный корпус начал уходить под волну,  и так туда и уходил, пока катамаран практически не остановился - ощущение острое, но не приятное. Любопытно, что практически до остановки кат оставался на курсе, не выказывая никакой тенденции к рысканию, хотя центровка в эти секунды вроде бы менялась кардинально. В общем, на катамаране необходимости в дополнительных мерах повышения курсовой устойчивости почувствовать мне не удалось. Хотя на гладкой воде носовые рули... можно бы попробовать. Будем ждать отчётов Владимира.

 

На досках бесшвертовых почти всё боковое сопротивление создаётся расположенным в корме плавником. Плоское днище заметно работает на боковую силу только при крене, за счёт отклонения вектора нормального давления от вертикали. Да и управление курсом, и маневрирование тесно связано с корректировкой или заданием нужного угла крена, при условии, что основная часть сил сбалансирована. Проблема курсовой устойчивости на высокой скорости тут существует, но не столько по рысканию, сколько по дифференту, как и у всех глиссирующих. Понятно, что и для рыскания, и для дифферента носовые рули в данном случае не годятся, так как рули парусной доске противопоказаны.

... Нет, Вы ошиблись. Пусть, к примеру, самолет поднимет нос на угол delta alpha. В абсолютных величинах приращение угла атаки будет одинаковым на переднем и заднем крыле (на сколько увеличилось), но процентное приращение (во сколько раз увеличилось), будет разным, потому как были разными начальные углы. Этого хватит, чтобы суммарный момент возник именно на опускание носа (здесь мы пользуемся тем условием, что в начальный момент все было отбалансировано).

...

Спасибо, "допонял".


  • 0

#2278 Игорь К.

Игорь К.

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 16 444 сообщений
  • Из:Челябинск

Отправлено 23 мая 2014 - 20:24

Не было у грота Торнадо удлинения 6. На глазок три ... два с половиной. Но может получиться :-)  

Длина мачты если не ошибаюсь 8м, гик 2м, 7,5 : 2 = около 4....


Сообщение отредактировал Игорь К.: 23 мая 2014 - 20:25

  • 0

#2279 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 23 мая 2014 - 21:47

Длина мачты если не ошибаюсь 8м, гик 2м, 7,5 : 2 = около 4....

Спасибо, Вы правы, глазомер меня подвел :-(
  • 0

#2280 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 23 мая 2014 - 22:07

На Дарт основная часть бокового усилия создаётся корпусом

Если ничего не путаю. Если говорить не о моменте вращениия относительно ЦТ, а о проекции усилия на поперечную ось, то на Dart-18 рули тянут в ту же сторону, что и корпус - противодействуют дрейфу. Чем больше назад на корпусах уедет центр давления, тем меньше будут нагрузки на рулях. В связи с этим, ни в коем случае не надо притапливать Dart'у нос. Лично у меня виндсерфинг со швертом. Опыта бесшвертового нет. Однако, Вы правы. Бесшвертовый серф может служить аналогм обсуждаемой концепции "утка".

Сообщение отредактировал biglebowsky: 23 мая 2014 - 22:09

  • 0

#2281 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 668 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 24 мая 2014 - 06:13

Если ничего не путаю. Если говорить не о моменте вращениия относительно ЦТ, а о проекции усилия на поперечную ось, то на Dart-18 рули тянут в ту же сторону, что и корпус - противодействуют дрейфу. Чем больше назад на корпусах уедет центр давления, тем меньше будут нагрузки на рулях. В связи с этим, ни в коем случае не надо притапливать Dart'у нос.

Противодействие дрейфу это лишь дополнительная функция рулей, на "идеально сбалансированной" яхте она вообще отсутствует. Основная же их функция, кроме маневрирования, заключается в компенсации дисбаланса центровки аэро- и гидродинамики. Если бы уезжание центра давления на корпусах происходило без уезжания туда же центра парусности, то, возможно, нагрузка на рулях и не возрастала бы, а пожалуй что и вообще менялась на обратную, то есть рулю требовалось бы удерживать лодку от уваливания, работая "враздрай" с корпусом. Засада в том, что оба центра, и парусности, и бокового сопротивления с ростом скорости, и дифферента, едут назад наперегонки, и ЦП эту гонку выигрывает. Поэтому приходится говорить именно о моменте вращения.

 

Лично у меня виндсерфинг со швертом. Опыта бесшвертового нет. Однако, Вы правы. Бесшвертовый серф может служить аналогм обсуждаемой концепции "утка".

Вот как раз на швертовом проще проверить концепцию носового руля - меняете местами нос и корму и пытаетесь двигаться по прямой, оценивая устойчивость судна. :D


  • 0

#2282 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 24 мая 2014 - 06:19

Противодействие

Off topic. Вы получили мое сообщение "в личку" по поводу "твиста" паруса?
  • 0

#2283 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 668 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 25 мая 2014 - 13:46

...

3) Существует очень много конструкций парусов-крыльев.

 

Уже сама многочисленость этих конструкций, существующих по большей части на бумаге или в единичном, эспериментальном экземпляре заставляет усомниться в их преимуществах перед более традиционным маягким парусом по ряду существенных эксплуатационных факторов. Очевидно, что если будет разработана такая конструкция паруса-крыла, которая, в сравнении с традиционным парусом по сумме перимуществ превзойдёт сумму недостатков, то она получит широкое распространение, вплоть до почти полного вытеснения мягкого паруса в некоторой сфере. Так же, как это произошло у дельтапланов. Так же, как это произошло у гоночных катамаранов, перешедших на сквозные латы, и у досочных парусов, перешедших от дакрона с короткими латами на армированную ПЭТФ плёнку со сквозными латами и, частично, камберами - специальными штуками между передними концами лат и мачтой, делающими профиль паруса ещё более стабильным, а сам парус - ещё более похожим на жёсткое крыло.

То есть, процесс идёт, но как верно было замечно, кроме создания тяги от паруса часто требуется ещё кое-что: способность рифиться, убираться/заменяться вдали от берега, служить по возможности долго и стоить не слишком дорого. Ну, и традиции, конечно, мы же не лётчики, а парусники.

 

3a) Зачем, к примеру, www.omerwingsail.com ставит довольно сложную механику по смене знака кривизны профиля? (Есть и другие конструкции со сменой кривизны). Вроде как, основные рабочие режимы - это сравнительно маленькие углы атаки; симметричный авиационный профиль еще не должен уйти на срывные режимы. Исключительно из-за правил обмера на соревнованиях, чтобы парус строго той же площади, что у конкурентов, тянул хоть немного лучше?

 

 Не думаю, что на этом уровне массовости данного "класса" на конструкцию давят какие-то правила. Подозреваю, что у таких однокорпусников, хоть в гонках, хоть в обычных плаваниях  рабочие режимы предполагают довольно широкий диапазон углов атаки, а не только сравнительно малые, как у гоночных катамаранов, например. Всё-таки режим движения - водоизмещение, скорость яхты вряд ли превышает скорость ветра, а ходить она будет не только в крутой бейдевинд. Так что здесь крыло не выглядит слишком уместным, вроде седла на корове. Вообще же механизация у гоночных, даже и быстроходных судов даёт выигрыш, например, при разгоне после поворота. Важное её назначение может заключаться в другом, не в повышении аэродинамического качества, а в его понижении, когда это необходимо. А необходимость этого у подобных конструкций может проявляться довольно часто, особенно с учётом проблематичности их рифления. Когда ветер усиливается избыточная площадь парусности создаёт проблемы, даже и для жёсткого крыла. Если мы летим высоко над землёй, то  воздушный поток, обтекающий крыло, достаточно стабилен. У поверхности же пульсации скорости ветра чаще всего очень значительны, при этом угол атаки жёсткого паруса непрерывно меняется, вызывая соответствующие изменения аэродинамической силы на парусе. Если ветер соответствует площади паруса/крыла, то для экипажа не составляет труда адекватно компенсировать эти изменения изменением курса, углов установки парусов или увеличение откренивающего момента. Чем сильнее ветер, тем больше амплитуда колебаний пульсации скорости ветра и тем меньше период этих колебаний, тем сложнее экипажу адекватно компенсировать переменность нагрузок на парусе, так как время управляющей реакции экипажа на изменение условий ограничено. При некоторой скорости управляемость со слишком большим парусом теряется. В этом случае предпочтительнее парус или крыло, у которого зависимость аэродинамической силы от угла атаки (то есть dCy/da) будет более пологой, что даёт экипажу дополнительное время на адекватную реакцию. Кроме того, предпочтительнее такая форма профиля, у которой центр давлений с изменением угла атаки смещается минимально или остаётся на месте, так как это уменьшает приводящий момент на порывах. Придание S-образности профилю паруса, а также твист как раз и придают парусу эти нужные в данных условиях свойства.

 

3б) Я читал NAS'овскую статью по продувке жестких парусов с закрылками. Точнее, там было два профиля с некоторой щелью между ними. Мне кажется, с отклоняемым носком можно сделать красивее. А вы можете на Вашем программном обеспечении проверить такой профиль? Если да, я мог бы нарисовать очень подробную картинку, как он строится. Проблема следующая. Нас интересует срыв потока, особенно срыв потока в районе передней кромки (остальные характеристики крыла нам не очень любопытны), а срыв потока - это как раз то, что компьютерные программы вычисляют хуже всего. Честно говоря, до начала разговора мне следовало "продуть" такой профиль в xfoil, но я настолько сомневался в достоверности результата, что поленился это сделать :-(

По некоторым данным, см. например материалы Arvel Gentry, срыв потока, с последующим присоединением, вблизи передней кромки паруса, не есть нечто исключительное не только на гроте с мачтой, но и на стакселе. Нечто исключительное, по тем же данным, это скорее отсутствие такого отрыва. Правда, зона отрыва обычно невелика и, при условии обратного присоединения, кардинального влияния на характеристики паруса не оказывает. Так что и в экспериментах, недостаточно тщательных, эту зону можно не заметить.


  • 1

#2284 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 25 мая 2014 - 22:47

Уже сама многочисленость

Спасибо за подробный комментарий!
  • 0

#2285 greylonly

greylonly

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 7 419 сообщений
  • Из:Anapa.ru
  • Судно: Гипербореец
  • Название: Последний из Рода

Отправлено 26 мая 2014 - 07:40

По некоторым данным, см. например материалы Arvel Gentry, срыв потока, с последующим присоединением, вблизи передней кромки паруса, не есть нечто исключительное не только на гроте с мачтой, но и на стакселе. Нечто исключительное, по тем же данным, это скорее отсутствие такого отрыва. Правда, зона отрыва обычно невелика и, при условии обратного присоединения, кардинального влияния на характеристики паруса не оказывает. Так что и в экспериментах, недостаточно тщательных, эту зону можно не заметить.

С подробностями в виде Physical Graffity ознакомите? Варианты от качества ( шероховатости) поверхности рассматривались?
  • 0

#2286 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 668 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 26 мая 2014 - 14:25

Его собственный сайт, к сожалению, сейчас не работает, но тут собраны его статьи, так что можно ознакомиться и с картинками, и с графитями. Там же сцылки на некоторые бесплатные программы.


  • 1

#2287 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 27 мая 2014 - 11:24

Привел в порядок свой старый эскиз гибрида виндсерфинга с пляжным катамараном. Не очень важно, что именно считать поворотным: передний руль/шверт или задний руль/шверт, но я честно пытался нарисовать схему "утка" - задние гидродинамические поверхности больше передних. На схеме есть наклон швертов/рулей / паруса для создания вертикальной компоненты подъемной силы и разгрузки полпавков, парус полноповоротный для быстрого "сброса ветра" (в том числе на курсе фордевинд), мачта с двумя "укосами" образует пространственную треногу. http://biglebowsky.l....com/89261.html Может ли все это принести какой-то аэродинамический / гидродинамический выигрыш по сравнению с "классичемской" схемой катамарана? К примеру, я не уверен, что наклонный парус на схеме, действительно, сумеет хоть сколько-нибудь тянуть вверх. Он же создаст область повышенного давления рядом с палубой, и палуба потянет вниз.
  • 0

#2288 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 668 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 27 мая 2014 - 13:44

Привел в порядок свой старый эскиз гибрида виндсерфинга с пляжным катамараном.http://biglebowsky.l....com/89261.html Не очень важно, что именно считать поворотным: передний руль/шверт или задний руль/шверт, но я честно пытался нарисовать схему "утка" - задние гидродинамические поверхности больше передних. Может ли все это принести какой-то аэродинамический / гидродинамический выигрыш по сравнению с "классичемской" схемой катамарана? К примеру, я не уверен, что наклонный парус на схеме, действительно, сумеет хоть сколько-нибудь тянуть вверх. Он же создаст область повышенного давления рядом с палубой, и палуба потянет вниз.

Вы так и не разъяснили смысла схемы "утка" применительно к катамарану. Недостатком курсовой устойчивости по рысканию они вроде как не страдают. Устойчивости же по ходовому дифференту/ крену наличие передних несущих поверхностей явно не добавляет. Так в чём смысл, с учётом уже упоминавшихся возможных неприятностей? У проа подобное решение вынужденное, не от хорошей жизни и не совершенства для, а лишь потому, что полжизни лодка идёт вперёд носом, полжизни - вперёд кормой. А у вас зачем? Препятствовать брочингу, на полных курсах и приличной волне? Так на той же волне и острых курсах эти поверхности будут периодически полностью вылезать из воды, а лодка в эти секунды будет неуправляемой..  

На схеме есть наклон швертов/рулей / паруса для создания вертикальной компоненты подъемной силы и разгрузки полпавков, парус полноповоротный для быстрого "сброса ветра" (в том числе на курсе фордевинд), мачта с двумя "укосами" образует пространственную треногу. http://biglebowsky.l....com/89261.html Может ли все это принести какой-то аэродинамический / гидродинамический выигрыш по сравнению с "классичемской" схемой катамарана? К примеру, я не уверен, что наклонный парус на схеме, действительно, сумеет хоть сколько-нибудь тянуть вверх. Он же создаст область повышенного давления рядом с палубой, и палуба потянет вниз.

 

Верхняя часть напоминает рассматривавшуюся несколько лет назад на этом форуме схему катамарана (или проа) с поворотным парусным вооружением. Там у верхушки, правда, степеней свободы было гораздо больше, так как рея, на которой был натянут парус, крепилась к короткой (Л-образной на некоторых конструкциях) мачте своей срединой шарнирно и могла вращаться вместе с парусом почти как угодно. Причём существуют и реальные рабочие аппараты с подобным парусным вооружением. На мой досочный взгляд, штука перспективная для скоростных судов: может уменьшать кренящий момент (вплоть до отрицательного), может давать аэродинамическую разгрузку, без сомнений, вместо рифления можно просто развернуть рею более горизонтально. Но... пока слишком необычно.

Область повышенного давления на палубу? Это вряд ли. Скорее, пониженного - скорость в щели между нижней шкаториной и палубой будет скорее всего выше, чем перед мачтой. Но при такой конфигурации это по-любому величина незначительная.


  • 0

#2289 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 27 мая 2014 - 14:12

Спасибо на добром слове! Вдруг мне повезет, и кого-то из яхтостроителей заинтересуют подобные идеи - было бы очень интересно посмотреть на подобную конструкцию "живьем". В упрощенном варианте, с неповоротной мачтой, штуковина выглядит не запредельно сложно. Меня радует, что в этом варианте ликпаз оказывается строго на подветренной стороне, т.е. парус сопрягается с круглой мачтой почти по касательной к мачте, что улучшает обтекание носка данного "крыла". Re: "слишком необычно" Ничего особенного, ни на какую оригинальность в этом гибриде не претендую. Виндсерфинг тупо "переработан" в сторону повышения комфорта с целью установить кресла со спинкой. Чтобы приятно было сидеть в дальних "поездках". Трапеция, оно, конечно, хорошо, но иногда хочется и более спокойного варианта :-))) Честно говоря, все мои картинки проектов под нулевой зазор между палубой и парусом выглядят существенно крейзовее.

Сообщение отредактировал biglebowsky: 27 мая 2014 - 14:18

  • 0

#2290 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 668 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 27 мая 2014 - 15:05

Вот... насчёт комфорта-то и есть сомнения. Ну и вообще... С одной стороны - стремление к аэро-гидродинамическому совершенству, как если бы речь шла об отработанной гоночной конструкции, где имеет смысл ловить самых мелких блох, чтобы прийти к финишу на полсекунды  раньше соперника. С другой - "кресла со спинкой", "дальние поездки", спокойный вариант. У вас вообще опыт хождения на катамаране в свежий ветер имеется? Если это пляжная конструкция, то к чему заморочки вроде отсутствия щели, сопряжения паруса с круглой мачтой, беспокойство о курсовой устойчивости? Вращающаяся тренога вряд ли вдохновит кого-то из самодельщиков её воссоздать, палка и три верёффки гораздо проще при том же функционале. Зачем делать сложно, когда можно сделать гораздо проще с тем же результатом? Определитесь с целью, для чего/кого эта конструкция, в каких условиях предполагается её использовать. Просто реализовать чьи-то идеи и посмотреть, что получится, желающих не много. Скорей всего, для того, чтобы посмотреть конструкцию живьём, придётся вам ваять её самому.


  • 2

#2291 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 27 мая 2014 - 16:07

Re: "У вас вообще опыт хождения на катамаране в свежий ветер имеется?" Нет. У меня, воообще, катамаранный опыт околонулевой: надувной катамаран, это, как бы, не совсем катамаран :-( Зато есть опыт хождения в очень сильный ветер на "Солинге". Лично мне сочетание очень высокого комфорта, обеспечиваемого "Солингом" со сравнительно высокой скоростью очень нравилось.

Сообщение отредактировал biglebowsky: 27 мая 2014 - 16:10

  • -1

#2292 serj

serj

    катамараномечтатель

  • Модератор форума
  • 7 415 сообщений
  • Из:Геленджик

Отправлено 27 мая 2014 - 16:07

 Скорей всего, для того, чтобы посмотреть конструкцию живьём, придётся вам ваять её самому.

Не так давно, один Американец ;), хотел посмотреть на конструкцию проа...  :)


  • 0

#2293 ЮЛА

ЮЛА

    .......................

  • Опытный Капитан
  • 11 704 сообщений
  • Из:Планета Земля

Отправлено 27 мая 2014 - 17:46

Неудача " американца", это твоя неудача Серый! (Или я не верно понял твой постинг?)

 

Но это очень полезная  штука - неудачи... Она стимулирует ( деятельность мозга ), значительно сильнее, нежели лёгкая удача!


Сообщение отредактировал ЮЛА: 27 мая 2014 - 17:47

  • 1

#2294 ЮЛА

ЮЛА

    .......................

  • Опытный Капитан
  • 11 704 сообщений
  • Из:Планета Земля

Отправлено 27 мая 2014 - 17:51

Re: "У вас вообще опыт хождения на катамаране в свежий ветер имеется?" Нет. У меня, воообще, катамаранный опыт околонулевой: надувной катамаран, это, как бы, не совсем катамаран :-(
Зато есть опыт хождения в очень сильный ветер на "Солинге". Лично мне сочетание очень высокого комфорта, обеспечиваемого "Солингом" со сравнительно высокой скоростью очень нравилось.

Боюсь вам не понять разницу между действительно-быстрыми лодками и условно-быстрыми... 

 

Полагаю мне вам не следует пояснять приведённые мной термины?


Сообщение отредактировал ЮЛА: 27 мая 2014 - 17:55

  • 0

#2295 serj

serj

    катамараномечтатель

  • Модератор форума
  • 7 415 сообщений
  • Из:Геленджик

Отправлено 27 мая 2014 - 18:28

Неудача " американца", это твоя неудача Серый!

Хех!

Крэйзи-проа, конструкция практически экспериментальная. И такие вещи, редко когда  сразу начинают работать четко и ровно. Неудачи там нет, там была нехватка времени. Все еще получится! B)


  • 0

#2296 ЮЛА

ЮЛА

    .......................

  • Опытный Капитан
  • 11 704 сообщений
  • Из:Планета Земля

Отправлено 27 мая 2014 - 18:39

Хех!

Крэйзи-проа, конструкция практически экспериментальная. И такие вещи, редко когда  сразу начинают работать четко и ровно. Неудачи там нет, там была нехватка времени. Все еще получится! B)

Так и я не против того что время нужно для доводки... или полного отказа от схемы! Но, неудачная попытка решить с наскоку, была-то! Я не хотел тебя обидеть! Напротив, мне очень нравится концепция! Если доведёте её "до ума" я первый устрою, вам с Владимиром, овацию!!!!


  • 0

#2297 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 25 584 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 28 мая 2014 - 18:16

Привел в порядок свой старый эскиз гибрида виндсерфинга с пляжным катамараном. На схеме есть наклон швертов/рулей / паруса для создания вертикальной компоненты подъемной силы и разгрузки полпавков, парус полноповоротный  Может ли все это принести какой-то аэродинамический / гидродинамический выигрыш по сравнению с "классичемской" схемой катамарана? К примеру, я не уверен, что наклонный парус на схеме, действительно, сумеет хоть сколько-нибудь тянуть вверх. 

 

"было бы очень интересно посмотреть на подобную конструкцию "живьем". В упрощенном варианте, с неповоротной мачтой, штуковина выглядит не запредельно сложно"

Схема нестандартная. Но именно из-за этого обсуждать ее достоинства и недостатки трудно, поскольку нужна "инструкция по эксплуатации". Т.е. как все это хитрое устройство предполагается использовать? Тогда можно говорить что-то конкретное.

Пока видится следующее.

Конструкция позволит в широких пределах менять положение ЦП. Хорошо это или плохо - вопрос открытый. С одной стороны дает возможность маневра. С другой, если при каждом изменении положения мачты придется менять выдвижение швертов, то это работа "не для белых людей" :D

Наклон паруса уменьшит силу тяги. Вертикальная сила при небольших углах наклона будет мала и сколько-нибудь ощутимой разгрузки не обеспечит. Наклонные рули и шверты в этом смысле эффективней.

Смещение ЦТ паруса к подветренному поплавку уменьшит восстанавливающий момент (незначительно). Особенно при движении на лапе.

С другой стороны, это приведет к увеличению поперечного (приводящего) момента, который придется компенсировать перекладкой руля (торможением).

Все перечисленное не говорит, что схема плохая. Просто для ее оценки надо провести для начала очень много рассчетов, чтобы доказать, что она лучше общепринятых. Пока это не очевидно.

 

Конструкции с похожими решениями существуют.

libellule-dc3a9collc3a9-1-photo-f-monsonnec-08-2012.jpg Otip.jpg  sidwing3.jpg


  • 0

#2298 biglebowsky

biglebowsky

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 83 сообщений
  • Из:Sydney

Отправлено 28 мая 2014 - 19:57

Схема нестандартная.

Спасибо за подробный комментарий! > Конструкция позволит в широких пределах менять положение ЦП. Я стремился к тому, чтобы ЦП никуда не смещался. На картинке середина мачты (точка крепления укосин) расположена по оси вращения треноги, эта точка никак не смещается при поворотах треноги. Верхняя и нижняя часть паруса симметричны относительно этой точки. Безусловно, из-за трехмерности обтекания фокус давления будет "ездить" по парусу, но, надеюсь, не катастрофически сильно. > Eсли при каждом изменении положения мачты придется менять выдвижение швертов, то это работа "не для белых людей" Согласен полностью. Поэтому планировал всю кинематику из тех соображений, чтобы при смене галса просто повернуть руль и пересесть на другой борт. Аналогично швертботу с одним гротом, где при смене галса можно никак не трогать гика-шкот, оставив его закрепленным в стопоре блока. > Наклон паруса уменьшит силу тяги. Вертикальная сила при небольших углах наклона будет мала и сколько-нибудь ощутимой разгрузки не обеспечит. Если бы не влияние корпуса / палубы, очень приблизительно изменения были бы по синусу / косинусу. Впрочем, я читал заметки о Ваших продувках, где Вы это оспариваете. На картинке пропорции катамарана Торнадо (я его брал за образец), и наклон мачты, действительно, получился маленький, 23 градуса. Если повозиться с пропорциями, наклон в ~30 градусов вполне реализуем. Подъемная сила на парусе развивается вполне серьезная, направить ~ половинку от нее вверх - весьма занятно. Однако, еще раз. Взаимодействие паруса с поплавком / палубой может весь этот эффект "убить". >Смещение ЦТ паруса к подветренному поплавку В первом приближении никуда не смещается. Если говорить об опрокидывающих моментах и считать момент относительно наветренного корпуса, на котором сидит экипаж, то, на очень большой ширине конструкции (по отоншению к высоте), подобная схема, вообще, способна вывести опрокидывающий момент от паруса "в ноль", как это сделано на Sail Rocket. Увы, для пропорций типичного катамарана эффект будет маленьким, но он - в нужную сторону. Еще раз подчеркну. Основная цель проекта - направить часть тяги паруса вверх. Если это не будет эффективно работать, проект бессмысленен. Я пытался оценить боковые усилия на типичном пляжном катамаране, когда он "встает на лапу". Приблизительно, половина веса. Направить приблизительно половинку от этой половинки вверх - выглядит любопытным. > С другой стороны, это приведет к увеличению поперечного (приводящего) момента. Я пытался нарисовать так, чтобы аэродинамический фокус, в первом приближении, никуда не смещался по сравнению с классической конструкцией. Во втором приближении - да, есть некоторые сложности. У наклоненной "на ветер" мачты при, в некоторм смысле, "косй обдувке" центр давления начнет уезжать наверх. > Для ее оценки надо провести для начала очень много рассчетов Безусловно. Пока я оценивал только возможность технической реализации. Существует гибочное оборудование для алюминиевых профилей, есть много фирм, которые этим занимаются, существуют капроновые ролики, существуют подшипники, способные работать в морских условиях... Посмотрел, какие профили и по какому радиусу гнут. Почитал о системах скользящих гаражных ворот, когда требуется очень большая грузоподъемность кареток. Вроде бы, круговой погон сделать вполне реально. Приятно же, когда в воздух не торчит никаких мерзостно обтекаемых тросиков вант. А здесь будут только 2 стойки, причем овальные. По принципу проа - передняя и задняя кромка реверсируются при смене галса. Спасибо за фотографии аналогов! Теперь надо будет гуглить - что за суда на фотографиях и какие результаты были получены. Update. Рассмотрел фотографии повнимательнее. Да, это известная штуковина. Мачта, на ней крыло, при смене галса верхняя и нижняя сторона паруса реверсируются. Очень занятная и хорошая штуковина, но, согласитесь, интересно некоторое разнообразие. Именно такую конструкцию я и рассматривал как "reference point" для своего варианта. Мне хотелось добавить некоторой жесткости и прочности в момент смены галса, и хотелось дать возможность маневрировать в стесненных условиях, уменьшив ширину.

Сообщение отредактировал biglebowsky: 28 мая 2014 - 20:35

  • 0

#2299 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 25 584 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 28 мая 2014 - 20:42

1. Я стремился к тому, чтобы ЦП никуда не смещался. 

2. Безусловно, из-за трехмерности обтекания фокус давления будет "ездить" по парусу, но, надеюсь, не катастрофически сильно. 3. Подъемная сила на парусе развивается вполне серьезная, направить ~ половинку от нее вверх - весьма занятно. Однако, еще раз. Взаимодействие паруса с поплавком / палубой может весь этот эффект "убить". 4. В первом приближении никуда не смещается.

5. Если говорить об опрокидывающих моментах и считать момент относительно наветренного корпуса...

6. Основная цель проекта - направить часть тяги паруса вверх. Если это не будет эффективно работать, проект бессмысленен.

7. Пока я оценивал только возможность технической реализации. 

1. У Вас никуда не смещается точка, расположенная на середине передней шкаторины паруса. ЦД будет расположен кормовее и, скорее всего, выше. Плюс, как Вы правильно написали, сместиться куда-то за счет косого обтекания.

Многое зависит от режима эксплуатации. Будет ли передняя шкаторина всегда совпадать с вертикальной стойкой или нет. Кинематика и перемещение характерных точек зависит от этого.

2. Возможно. Это один из параметров, величину которого следует рассчитать.

3. Направив вверх половину силы, Вы наполовину уменьшите силу тяги. А значит скорость судна и вымпельного ветра. Сила на парусе уменьшится. Насколько - надо считать. :D

На реальное взаимодействия паруса с палубой я бы не рассчитывал. Но вот этот момент надо проверять экспериментально. Здесь CFD может обмануть.

4. См. п.1

5. Считать момент можно относительно любой точки. Но в реальности катамаран по крену вращается относительно ЦВ подветренного поплавка (приблизительно). Это справедливо после выхода наветренного корпуса из воды. До этого точка вращения где-то между корпусами. Вращение относительно ЦТ - это математическая условность, которая справедлива для тел, движущихся в одной среде (самолетов). И, в какой-то степени, для однокорпусников. Ею пользуются, чтобы однозначно записать уравнения движения.

6. Боюсь, что на этом пути профита получить не удастся. Но это просто предположение. Его можно подтверлить или опровергнуть. Расчетом.

7. Как раз в возможности технической реализации особых сомнений не возникает. Проблема может возникнуть с дополнительным весом.

 

На мой взгляд, прежде чем что-то варить-клеить-шить надо разобраться с аэродинамикой. Я постарался показать, что на этом пути Вас ждет большое (скорее - очень большое) количество непростых расчетов. Поэтому запасайтесь временем и терпением.

 

 

 


  • 0

#2300 Игорь К.

Игорь К.

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 16 444 сообщений
  • Из:Челябинск

Отправлено 28 мая 2014 - 21:07

Так и я не против того что время нужно для доводки... или полного отказа от схемы! Но, неудачная попытка решить с наскоку, была-то!

Умысел без смысла есть причина для следствия...


  • 0



Ответить



  


Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей