Отключен JavaScript

У вас отключен JavaScript. Некоторые возможности системы не будут работать. Пожалуйста, включите JavaScript для получения доступа ко всем функциям.

КПД парусного вооружения

Автор metaman , 29 июл 2008 21:58

Ответить

Сообщений в теме: 144

#1 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 29 июля 2008 - 21:58

День добрый, Хотелось бы узнать, какие существуют методы и алгоритмы для определения КПД парусного вооружения? (понимаю, что здесь все может зависеть от обводов корпуса судна, так что может имеет смысл в первое время допустить, что мы имеем лишь одно парусное вооружение, закрепленное к измерительным приборам?) Спасибо. С уважением, Константин

#2 Danev

Оффлайн

Инженер
17 518 сообщений

Из:С.-Петербург
Судно: Полуглиссер
Название: Мальстрём

Отправлено 29 июля 2008 - 22:21

Ну начнем с того, что без хода КПД паруса будет 0, значит какой-то корпус потребуется, хоть яхтенный, хоть буерный. Как сопоставить полезную и полную мощности, преобразуемые парусом? Например взять мощность ветрового потока данной скорости, проходящего через паруса данной площади и отнести к ней буксировочную мощность корпуса при этой скорости, включая аэродинамическое сопротивление. Кто владеет цифрами? У меня при очень примитивном подсчете получилось что-то 50%.

0

#3 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 29 июля 2008 - 22:39

Danev, спасибо за ответ. А не ли каких-либо более подробных (научных/инженерных) статей на эту тему, ведь, имхо, например для гонщиков это должно быть жизненно важно?!

#4 IgorVPonomarev

Яхтенный капитан

Капитан
3 052 сообщений

Из:П-Камчатский
Судно: Конрад 25

Отправлено 29 июля 2008 - 22:42

У Перегудова в книге о надувных парусных кораблях есть метод определения аэродинамичекого качества яхты (натурный). А зачем КПД паруса? Относительный расход топлива прикинуть?

0

#5 Алексеев В.М.

Za RUDDI u SKR

Инженер
16 414 сообщений

Из:Ленинград
Судно: яхта
Название: Касси

Отправлено 29 июля 2008 - 23:08

Вы заете время перемещения Вашего судна с известным водоизмещением - это полезная работа и мощность. Скорость потока воздуха и площадь парусов известны обычно тоже. Осталось подсчитать КПД.

0

#6 БАР

Яхтенный капитан

Инженер
25 873 сообщений

Из:СПб
Судно: СТ-31э
Название: Авось

Отправлено 29 июля 2008 - 23:08

Если говорить собственно о парусах, то вместо КПД следует использовать понятие аэродинамического качества, определив его в связанной с корпусом системе координат (ось Х - в ДП). При расчете этой величины в сопротивление стоит включить дополнительно сопротивление рангоута и такелажа. Надежных расчетных методик определения этой комплексной величины не существует - только эксперимент и, лучше, натурный. Приближенную оценку можно выполнить, используя теорию крыла и данные по сопротивлению плохообтекаемых тел.

0

#7 Danev

Оффлайн

Инженер
17 518 сообщений

Из:С.-Петербург
Судно: Полуглиссер
Название: Мальстрём

Отправлено 29 июля 2008 - 23:19

КПД паруса интересен чисто теоретически. Для сравнения с моторами, например (в пользу паруса

). Все равно энергия ветра даровая.

0

#8 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 29 июля 2008 - 23:30

Ребята, спасибо Вам за ответы. Вы правы -- лучше всего здесь подходит теория крыла. Пожалуй, из того что у меня есть, лучше всего эта тема раскрыта в Мордвинове, "Справочник по малотоннажному судостроению" IgorVPonomarev, ага., понял на счет книжечки, спасибо! Постараюсь найти. Не знаешь, можно ли ее найти в электронном виде? Ты почти прав, я хочу прикинуть относительный расход топлива

Есть у меня одна интересная, как мне кажется, идея, но раньше времени не хочу рассказывать-- ведь это может быть не только интересным, но, с той же вероятностью

, смешным или даже глупым... Когда разберусь со своими расчетами, то постараюсь здесь изложить. Danev, я не совсем понял -- почему если мачта жестко фиксирована, то КПД будет ноль? Ведь силы то по прежнему будут действовать на основание мачты и, как следствие, можно посчитать усилие, передаваемое на корпус судна от потока воздуха? Алексеев В.М., спасибо за значительное упрощение реальной ситуации! Единственное, что я боюсь не так учесть -- так это то, что ветер может, очевидно, дуть не только с разной силой, но и под разным углом. И одно и тоже вооружение, ИМХО, может иметь разное КПД для разных курсов. Подумаю, как это можно учесть. Как говорится, слишком много переменных. Нужно срочно уменьшить их количество

БАР, спасибо за фундаментальное физическое описание модели. Буду думать. Постараюсь результаты выложить здесь на обсуждение, когда будут готовы.

#9 Danev

Оффлайн

Инженер
17 518 сообщений

Из:С.-Петербург
Судно: Полуглиссер
Название: Мальстрём

Отправлено 29 июля 2008 - 23:39

Danev, я не совсем понял -- почему если мачта жестко фиксирована, то КПД будет ноль? Ведь силы то по прежнему будут действовать на основание мачты и, как следствие, можно посчитать усилие, передаваемое на корпус судна от потока воздуха?

Да потому что полезной работы не произведется ("ноль камней -- ноль ящиков"

). Соответственно нет смысла и в КПД. Для закрепленной мачты можно померить качество, то, о чём аэродинамик БАР говорит.

0

#10 Игорь К.

Яхтенный капитан

Капитан
16 502 сообщений

Из:Челябинск

Отправлено 29 июля 2008 - 23:40

КПД паруса сравним с расходом топлива сэкономленного при применении паруса.

0

#11 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 29 июля 2008 - 23:51

Danev, согласен. Просто я хотел максимально упростить задачу, исключив гидродинамику. Ведь, имхо, если проводить измерения на "носителе", то КПД лодки и буера будут сильно разниться, при одинаковой, м.б., приложенной силе от парусного вооружения, если такое допустить... Игорь К., не в бровь, а в глаз!

но это слишком простой вариант. Соль в том, что мне нужно сравнить численно КПД с другой интересной вещью

#12 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 31 июля 2008 - 23:51

Пока у меня нет готовой модели определения, только мысли. Но уже сейчас подумалась -- а чем диаграмма скоростей, по-сути, не КПД парусного вооружения, в первом приближении?!

Ведь есть и скорость ветра, угол и скорость судна. Остается только, для чистоты эксперимента, численно взять интеграл от фунции скорость судна от курса ветра по курсу, а потом поделить на пределы интегрирования по курсу. При таком раскладе, как мне кажется, Danev был совершенно прав -- КПД никак не будет больше 0.5. Но все это справедливо лишь по отношению к одному и тому же корпусу судна, так что в полном смысле не может считаться окончательной трактовкой кпд паруса

#13 Danev

Оффлайн

Инженер
17 518 сообщений

Из:С.-Петербург
Судно: Полуглиссер
Название: Мальстрём

Отправлено 01 августа 2008 - 10:41

КПД любого движителя связан со скоростью хода судна. Чем легче ход, тем выше (до некоторого предела) КПД. Но, повторю, само понятие КПД здесь неприменимо, это вещь святая и узко-физическая. Понятие ГД качества рулит.

0

#14 mymras

Рулевой 2-го класса

Инженер
216 сообщений

Из:Санкт-Петербург

Отправлено 04 августа 2008 - 00:46

Где-то попадалась идея, что парус - это лопасть ветроколеса диаметром с земной шар. А у ветряков КПД как-то считают...

0

#15 ARN

Матрос

Основной экипаж
25 сообщений

Из:VLADIVOSTOK

Отправлено 04 августа 2008 - 05:38

Где-то попадалась идея, что парус - это лопасть ветроколеса диаметром с земной шар. А у ветряков КПД как-то считают...

<{POST_SNAPBACK}>

Господа, возмите физику и прочитайте там про определение КПД. (кому совсем лень - отношение совершаемой работы к энергии, получаемой от источника.) Ну и чему равна энергия источника ?

0

#16 Игорь К.

Яхтенный капитан

Капитан
16 502 сообщений

Из:Челябинск

Отправлено 04 августа 2008 - 07:10

Господа, возмите физику и прочитайте там про определение КПД. (кому совсем лень - отношение совершаемой работы к энергии, получаемой от источника.) Ну и чему равна энергия источника ?

<{POST_SNAPBACK}>

Для чего определять это КПД? - налог на ветер ещё не ввели?

0

#17 Harry

хранящий лодку в гараже

Капитан
6 389 сообщений

Из:Архангельск
Судно: швертбот 3,5
Название: Зуёк

Отправлено 04 августа 2008 - 11:37

налог на ветер ещё не ввели?

<{POST_SNAPBACK}>

Отсутствие чего либо не означает что этого не может быть в принципе.
Может чел как раз и озадачен данной проблемой.

0

#18 levs

Юнга

Основной экипаж
10 сообщений

Из:Karmiel
Судно: Maxi 120
Название: Amity

Отправлено 04 августа 2008 - 14:45

Можно использовать Неиронныe Сети. Это не даст конечно КПД, но анализ можeт быть интересный. Например:
http://www.techsail.com/

Лев

0

#19 БАР

Яхтенный капитан

Инженер
25 873 сообщений

Из:СПб
Судно: СТ-31э
Название: Авось

Отправлено 04 августа 2008 - 22:31

Ну и чему равна энергия источника ?

<{POST_SNAPBACK}>

На самом деле, если внимательно посмотреть на формулу расчета силы в аэродинамике
R=Cr*Ro*V*V*S/2
то можно узаметить, что это некоторый набор постоянных величин (Cr*S), умноженный на Ro*V*V/2.
А это ни что иное, как удельная энергия потока. Ro - плотность, т.е. масса отнесенная к 1 объема. Таким образом энергия источника у нас есть и она заложена в силе, реализуемой на парусном вооружении.
Дальше считайте работу, а если надо, учитывайте время и получите мощность.

0

#20 Алексеев В.М.

Za RUDDI u SKR

Инженер
16 414 сообщений

Из:Ленинград
Судно: яхта
Название: Касси

Отправлено 05 августа 2008 - 02:03

КПД любого движителя связан со скоростью хода судна. Чем легче ход, тем выше (до некоторого предела) КПД. Но, повторю, само понятие КПД здесь неприменимо, это вещь святая и узко-физическая. Понятие ГД качества рулит.

<{POST_SNAPBACK}>

Так парус - движитель или двигатель?

0

#21 Danev

Оффлайн

Инженер
17 518 сообщений

Из:С.-Петербург
Судно: Полуглиссер
Название: Мальстрём

Отправлено 05 августа 2008 - 10:10

Будем считать, что парус -- пропульсивный комплекс

0

#22 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 05 августа 2008 - 12:50

Ребята, спасибо всем за обсуждение моей темы. К сожалению, я не так часто бываю в инете -- совсем мало свободного времени. Я думаю над этой проблемой. По образованию я физик, не экономист

Как будет дополнительная информация -- выложу в форуме.

#23 Bonch

Марсофлот

Капитан
1 748 сообщений

Из:Москва

Отправлено 05 августа 2008 - 17:42

Так парус - движитель или двигатель?

<{POST_SNAPBACK}>

ИМХО Двигатель.

0

#24 metaman

Юнга

Пассажиры
20 сообщений

Из:Voronezh

Отправлено 05 августа 2008 - 17:51

Мне кажется, исходить надо из следующих соображений. 1. Очевидно, что судно движется за счет приложенной энергии. Как уже заметили товарищи выше, иногда с изрядной долей юмора, движется оно за счет энергии мотора или за счет энергии ветра, посредством паруса. 2. Таким образом, парусное судно, движется за счет энергии создаваемой парусом, взятой, в свою очередь, от воздушных масс. Таким образом, парус можно назвать конвертером (безусловно, с потерями) или движетелем (ведь, по-сути, это аналогичные определения) судна. Т.о. мы имеем полное право говорить о КПД паруса (или судна + паруса? см. п.3). 3. Очевидно, что один и тот же парус, поставленный на различные суда -- например, парус на "оптимисте" и такой же парус на Кавалере, будет очень по разному разгонять или, не разгонять, в последнем случае, судно на котором он установлен. Т.о. можно сделать вывод, что, вообще говоря, парусное вооружение -- это лишь аэродинамика, которую с рядом ограничений, можно рассматривать вне судна. Я постараюсь в скором времени изложить все это более формально и получить математическое выражение кпд для паруса. Сейчас у меня очень мало свободного времени. Как только освобожусь постараюсь все сделать.