В книжке "Hoerner. Fluid Dynamic Drag." приведены данные по коэффициентам сопротивления ферменных конструкций. В зависимости от отношения площади проекции S элементов сегмента (вертикального участка) конструкции на фронтальную плоскость к площади S0 габаритной проекции сегмента, коэффициент сопротивления сегмента (посчитанный по S) составляет от 1,3 (при S/S0 -> 1) до 1,9 (при S/S0 -> 0). Коэффициент сопротивления сплошного кругового цилиндра при закризисной скорости существенно ниже: от 0,3 до 0,7. Так что в приципе возможны оба варианта: и когда ферменная конструкция имеет меньшее сопротивление (за счёт того, что её фронтальная площадь меньше, чем у сплошной трубы), и когда она имеет большее сопротивление, за счёт того, что её к-т сопротивления больше. Однако всё это имеет значение, если мы сравниваем мачты без парусов.
Если на мачте, даже плохообтекаемой, стоит парус, все эти сравнения можно отправить фтопку. Тут надо сравнивать именно совместную работу паруса и мачты. Учитывая, что даже на плохообтекаемой цилиндрической или конической мачте создаётся заметная часть боковой силы парусного вооружения, я бы предположил, что ферменная мачта в этом отношении будет работать гораздо хуже, независимо от её S/S0, так как она гораздо эффективнее портит поток на подветренной стороне паруса. Разве что при совсем слабых ветрах, при которых круизёры и вовсе паруса не поднимают, у неё может быть какое-то преимущество.
Другой аспект - прочность, жёсткость и вес. Тут тоже всё достаточно сомнительно. С точки зрения жёсткости, при ограниченном габарите сечения и фиксированном весе максимальную жёсткость даёт круговой цилиндр с постоянной толщиной стенки. Но тут мы рискуем в погоне за снижением веса проиграть в прочности, так как при слишком малом отношении толщины стенки к диаметру сечения прочность упирается в предел, при котором стенка потеряет устойчивость раньше, чем исчерпается линейная прочность материала, и тогда ферменная конструкция может иметь смысл.
Если бы у трубы были одни преимущества, то башенные краны, что на стройках везде стоят, были установлены на трубах, а не на фермах.
Какое в этом плане мнение у прочнистов ?
Всякие страшилки насчет завихрений это погрешности второго порядка.
Вопрос 1: цена этого удовольствия ?
Тут же ясно, что труба намного дешевле встанет.
Или нет, это неоднозначно?
Сообщение отредактировал SerzhTor: 11 июля 2018 - 23:56