Сообщений в теме: 350

[jeeet]

Ещё часть.

 

3. Про крыло "задом наперёд" не понял. Формы в плане у крыльев какие только в разные головы ни приходили. И прямоугольник, и трапеция, и эллипс, и парабола, и треугольники, как вершиной, так и основанием вперёд, все, в принципе, способны летать.

Хм-м... треугольное крыло с вершиной "в корме" -- летающим не встречал. Если приведёте пример -- мне будет как минимум интересно.

 

А "задом наперёд" -- я имел в виду как раз треугольные/дельтавидные крылья и оживальные, скажем, МиГ-21 и Ту-144 как типовые примеры.

 

Если говорить о глиссировании в интересном для выхода на него диапазоне, то тут скорее не теорию крыла в общем следует рассматривать, а более частную теорию крыла малого удлинения, одним из результатов которой является тот вывод, что часть поверхности такого крыла, которая следует за поперечным (к направлению движения) сечением с наибольшим размахом вообще не создаёт подъёмной силы. И стал быть, может безболезненно (для подъёмной силы) удаляться

 

У нас есть крыло, совершенно верно, малого удлинения. Но... удалить нам нечего -- вся смоченная поверхность работает.

 

Возьмём для примера типовую картинку с распределением давлений на днище глиссирующего типового же корпуса: пик давления резко выражен, и находится чуть в нос от ЦТ и практически совпадает с передней кромкой смоченной поверхности. "Чуть" и "практически" -- нас пока не волнуют, это намёк на более сложную картину в реальности.

 

Теперь смоделируем продольный профиль с вогнутостью по батоксам -- аналог мы можем отыскать в эародинамических профилях, нижняя поверхность выпукло-вогнутых профилей: картина с давлениями изменится -- пик станет менее выраженным, давления будут распределяться по длине более равномерно. Примерно то же, но более грубо (и с большими потерями) мы проделываем опуская закрылки -- транцевые плиты или выпуская "интерсепторы" (которые планки Герни), уменьшая сопротивление на разгоне -- т.е. на скоростях переходного режима -- путём уменьшения угла атаки корпуса/ходового дифферента.

 

Дальше -- больше: для переходного режима нам нужно вообще убрать пик давления, что бы облегчить лодке "взбирание на склон", и мы придём к более сложной профилировке, внешне она подобна тем "новым" аэродинамическим профилям, о которых иногда упоминают как о сверхкритических (хотя и несколько разные задачи -- что в авиации недостаток, то у нас -- достоинство, речь о пикирующем моменте). Речь, конечно же, только о профиле нижней, засасывающей, поверхности! Задача решается на более высоком уровне -- эффективность "уравнивания" давлений по длине выше, угол атаки/дифферент изменяется в диапазоне скоростей от переходного режима до глиссирования в очень малых пределах, сопротивление корпуса в этом диапазоне скоростей невелико и может дальше снижаться известными методами (длина действующей ВЛ, носовое заострение, уменьшение индукционных потерь на кромках и т.д..).

 

Потому ничего удалять не нужно, это неверный путь для скоростей переходного режима и начальных стадий глиссирования. Скорее, выгодно заставить участвовать в создании нужных сил всю смоченную поверхность. На скоростях глиссирования путь "удаления" известен давно -- поперечное реданирование, и он эффективен.

 

Поэтому, с точки зрения теории крыла будет вполне логично, если мы уменьшим площадь этой части до минимума, необходимого из эксплуатационных соображений. На досках это сделано. На катерах с глубоким V, после подъёма скулы над водой, форма "крыла" становится треугольной с вершиной вперёд, "одобряемой" теорией крыла малого удлинения и проблема "лишней площади" исчезает. Ну а те, у кого параллельные борта до транца остаются в воде, тащут своё лишнее сопротивление.

Во-первых, сегодня почти никто не делает заужение скулы к транцу на глиссирующих судах.

 

Во-вторых, у нас НЕДОСТАТОК подъёмной силы на обсуждаемых скоростях -- т.е. суммарное поддержание обеспечивается гидростатическими силами, а основная часть сопротивление -- "остаточное", т.е. волнообразование. И когда в корме нет ни гидродинамической подъёмной силы, ни гидростатической от погружённого объёма, то происходит сильное и неумолимое увеличение дифферента с адекватным ростом общего сопротивления, тут любая более-менее разумная центровка не спасает -- разве что сдвинуть ЦТ в самый нос...

 

Именно потому ВО ВСЕХ "букварях" для судостроителей прямо и недвусмысленно рекомендуют выбирать правильно обводы кормы: заострённая корма (вельботная, "каное" и т.д. названия) -- для скоростей водоизмещающего диапазона, т.е. до волнового кризиса, FrL<0,45, для скоростей больше этого значения -- транец начинает "расти" в ширину и погружаться всё глубже, батоксы спрямляются и уменьшается их "угол выхода". Для глиссера в хрестоматийном случае батоксы -- прямые, ширина скулы на транце равна ширине скулы на кормовой трети длины.

 

Большая ширина корпуса тут скорее средство повышения остойчивости. Это то же самое, что поставить на лодку более мощный мотор - стимул изощряться с гидродинамикой пропадает. Чего ж тут непонятного?

Хм-м... не считал, но на вскидку: в показанном примере, с неподвижным килём, основную долю спрямляющего момента даёт ПК. По крайней мере, я читал конспект статьи, из которого следовало, что при качающемся киле с бульбом при отклонении его на 40 градусов спрямляющий момент достигает 2,5т, и ещё примерно столько же приносит выдвинутое подводное крыло. Речь, конечно, идёт об относительно высоких скоростях, наверное, немного выше, чем в примере, но где-то сопоставимых.

 

Можно посчитать, в принципе. Проверить только сложно пока.

 

Мне-то этот экстенсивный прогресс не особо интересен, интереснее работать с формой корпуса, зная, что мотор другой покупать не буду, а постараюсь по максимуму использовать возможности имеющегося.

Тут я придерживаюсь предельно схожей идеологии -- я радикальный противник "нагрева воды" за счёт продавливания скоростей, т.е. ставлю целью достигать результата с реальным минимумом энергетических затрат.

 

Другое дело, что мне ещё нужно удовлетворить сложного комплекса требований -- мореходность вообще и величина перегрузок в частности, стоимость, вместимость, безопасность и т.д. и т.п.. Отсюда и постоянные оговорки насчёт дополнительных условий.

 

В понимании Мархая (и в моём) можно. См. его расчёт "Теория плавания под парусами"

С парусами я не смогу поддержать на удовлетворяющем (в первую очередь меня самого ) уровне.

 

У Назарова данные для корпусов катамаранов, круглоскулых, и с удлинением порядка 10.

Поверьте, при уменьшении L/B (всё же, речь, наверное, о нём, иначе удлинение 10 -- 1м по длине, хорде, при 10м по ширине, размаху?) эффект только усилится.

 

Я, честно, не помню... можно у него самого спросить на каких соотношениях размерений и т.п. условиях получены данные на графике.

 

Будем исходить из того, что нам нужно выяснить, зависит ли подъёмная сила от формы несущей поверхности в плане при постоянной максимальной ширине этой поверхности.

Хорошо. Но это то же самое. И -- всё дальше от практической задачи, которая скорее формулируется как "форма корпуса, обеспечивающая минимум сопротивления на скоростях переходного режима и начальных стадиях глиссирования". Т.е. в совокупности.

 

Нагрузка постоянна, сравниваем относительные (к весу) сопротивления, значит смоченные площади/длины могут быть разными, важно только, чтобы они, вместе с углом дифферента, обеспечивали одинаковую подъёмную силу, равную нагрузке, при заданной скорости.

Подъёмная сила в данном случае не будет практически равна силе поддержания. Участвуют гидростатические силы, как минимум -- 25%, реально -- больше.

 

Т.е. минимум сопротивления -- да, согласен, но немного уточнил что именно сравниваем.

 

Поскольку на графике мы сравниваем пластины при одинаковом угле дифферента, то никакой разгадки. Ясный потрох, что у зауженной к корме пластины смоченная длина (и, возможно, площадь) при равенстве углов дифферента будет больше, чем у прямоугольной. И сопротивление трения, вероятно, будет разным. Но полное сопротивление, как показывает график, меньше у сужающейся.

Вот тут-то и есть проблема: мы не знаем

 

Сопротивление реального корпуса с шириною транца 0% от миделя будет выше -- это однозначно. Что сравнивал А.С.Перельмутр -- мы не знаем на самом деле. Предполагать я не буду, ход мысли и логика у него очень сильно отличаются от моих, я его откровенно не понимаю, а то, что я знаю -- противоречит его формулировкам

 

Потому я предложил эксперимент -- он прост, но нагляден и достаточно строг, условия обеспечиваются "автоматически", единственное, что может чуть-чуть различаться -- это центровка, т.к. масса тел всё же несколько различается по длине, даже есть выполнить модели из пенопласта... немного, не очень существенно, но остаётся момент для мелочеведческого спора.

[jeeet]

Поскольку на графике мы сравниваем пластины при одинаковом угле дифферента

А так не бывает -- это те самые условности модели, при перенесении которых на реальность нужно ждать беды.

 

Угол дифферента на скоростях переходного режима и начальных стадий глиссирования (пусть это будет FrD от 1,5 до 3,5?) может изменять в широких пределах в зависимости от обводов, центровки и т.п..

 

у зауженной к корме пластины смоченная длина (и, возможно, площадь) при равенстве углов дифферента будет больше, чем у прямоугольной. И сопротивление трения, вероятно, будет разным. Но полное сопротивление, как показывает график, меньше у сужающейся.

Уже только гидростатика при одинаковой относительной центровке даст больший дифферент при ширине транца 0% от миделя.

 

Иными словами, равенство углов атаки/дифферента нужно обеспечить принудительно.

 

Как?

 

Разная центровка? Возможно: при относительной центровке (т.е. отношение положения ЦТ по длине от кормового среза днища к ширине по скуле в плоскости ЦТ) для случая транца с 0% ширины нам придётся загнать центровку далеко в нос (в статике будет сидеть носом ниже кормы... и сильно ниже). Не подходит.

 

Зафиксировать угол атаки в бусировочном приспособлении? Возможно в опытовом бассейне, но тогда это -- волюнтаризм, и крайне далеко от реальности... но Перельмутр мог такое проделывать. Мы так поступать не будем, ладно?

 

Т.е. условие равенства углов атаки/дифферента неприменимо к реальным корпусам

 

Рост углов атаки/дифферента, при постоянной скорости, сначала приводит к уменьшению сопротивления, а потом - к его увеличению. То есть, на каждой скорости есть свой оптимальный угол дифферента, который обеспечивает нужную подъёмную силу и минимальное, среди иных углов дифферента, сопротивление

Нет.

 

Тут Вы исключаете разницу в физике сопротивления в разных скоростных диапазонах: в переходном режиме и начальных стадиях глиссирования основной источник сопротивления -- "остаточное", о чём я уже писал.

 

Следовательно, рост дифферента приводит к росту сопротивления -- именно так. Собственно, расчёт по типовым методикам для глиссирующих корпусов с призматическими образованиями это показывает недвусмысленно. У нас в примере -- не призматические образования, но эта закономерность будет проявляться только сильнее (почему -- я уже писал).

 

 

 

Ужос в смысле ГД качества

ГД качество у него -- высокое Скорее даже очень высокое -- в сопоставлении с большинством типовых вариантов обводов. О чём и речь шла. Мореходность -- это уже дополнительные условия.

 

Ведь у него остаточное сопротивление раза в два больше, чем у корпуса с малой килеватостью.

Уверены?

 

Хотите несколько примеров, практических? Теория там даёт очень близкие к реальности результаты, впрочем.

 

Я уже упоминал: 21 градус килеватости по ГОСТ/ISO, 1,2м ширины по скуле, действующая ширина глиссирования (по внешней паре продольных реданов) 0,9м, ЦТ на 1,2м от транца, 425кг водоизмещение, мощность ПЛМ -- 14л.с. (номинальная -- 10л.с., пересчёт по геометрия винта/обороты/кривые действия -- 14л.с., их и примем), скорость 40...42км/ч. Для оценки можно взять "результирующее ГД качество" -- без учёта сопротивления выступающих частей и аэродинамики, годится? Тогда: K=((41/3,6)*425)/(75*14*0,55)=8,38. Многовато, но я принял пКПД винта как 0,55, если взять 0,6, то будет K=7,68, что, впрочем, тоже очень много... аж неловко, при пКПД 0,62 -- 7,35. Без реданов продольных будет в лучшем случае как у МБК-6. Но всё равно, приемлемо, на мой взгляд. Расчёт по Войнаровскому даёт очень близкие результаты, с оптимальной шириною глиссирования 0,88м при достижимой скорости 41,5км/ч. Очень близко, но с пКПД 0,56 и сопротивлением подводной части высоким. Так что -- где-то оно около того и будет.

 

Поищем данные по плоскодонным или малокилеватым корпусам для скоростей FrD=4,2 и коэффициента статической нагрузки дельтаC=0,246? Или так поверите, что рост килеватости так уж губителен для гидродинамического качества?

 

У меня нет проектов плоскодонок со сопоставимыми параметрами (или с меньшим коэффициентом статической нагрузки, или вообще с поперечными реданами и т.п.). Малокилеватые корпуса я использую только для умеренных скоростей и очень высоких нагрузок на мощность, но в большинстве своём -- в сочетании с поперечным реданированием иногда и с продольной профилировкой.

 

В общем то, это именно то, о чём я уже упоминал: переоценили рост сопротивления с возрастанием углов внешней килеватости когда то. Не учли сокращение действующей ширины глиссирования, т.е. рост качества при возрастании коэффициента динамической нагрузки.

[БАР]

Хм-м... треугольное крыло с вершиной "в корме" -- летающим не встречал. Если приведёте пример -- мне будет как минимум интересно.

Х-114 и другие машины Липпиша. Фишер утверждает, что они и в безграничной жидкости летают. 

[jeeet]

Х-114 и другие машины Липпиша.

Кстати, да! Спасибо.

 

Инерция мышления -- вспоминал самолёты

 

На X-114 крыло же вогнутое и по хорде и по размаху? Почему то возникли ассоциации с экспериментальным самолётом с укороченными взлётом и посадкой на базе DHC-3, там пытались что-то такое организовать, ещё и с поддувом. Собственно, это тоже в тему: решение подобных проблем подобными средствами.

Прикрепленные изображения

• 
• 
• 

[lop]

...
Дело тут не в религии, а в терминологии: принято вначале договориться о терминах, что бы вести речь об одном и том же, не вкладывая в одни и те же слова разные смыслы -- так договориться не получится в принципе.
 
Потому, глиссирование -- это режим движения, в котором доминируют гидродинамические силы поддержания, и в то же время, схожий принципиально, но имеющий значимые отличия от движения на ПК и аэродинамических средств поддержания. Например, можно принять за границу глиссирования, скажем, 75% гидродинамических сил, оставшиеся -- гидростатика. Развитое глиссирование -- более 90%. Годится?
 
Для глиссирующих судов более-менее типовых обводов и соотношений размерений, граница глиссирования попадает в диапазон FrD>3...3,5, для относительно узких глубококилеватых -- 4...4,2.
 
Но тогда очень узкие, не имеющие сколь-нибудь развитых несущих поверхностей, корпуса могут вообще никогда не глиссировать. Это имеет значение.
 
Т.е. термины -- это серьёзно.

Согласен с последним. Своё понимание глиссирования я описал в #65. Именно потому, что к терминам я отношусь серьёзно, я не могу всерьёз говорить о гидростатической силе, действующей на движущийся объект, ибо эта сила, по определению, действует только в гидростатике. Можно из действующей на такой объект гидродинамической силы вычитать виртуальную как бы гидростатическую силу и называть остаток "чистой" гидродинамической силой, но зачем? В угоду неудачного определения термина "глиссирование"? Ведь в реальности мы не можем померять по отдельности гидростатическое и "гидродинамическое" давление вокруг движущегося судна. Мы меряем давление. И оно, скажем так, гидромеханическое. Скорость жидкости =0 => гидромеханическое = гидростатическое. Скорость жидкости ≠0 => гидромеханическое = гидродинамическое. Это если относиться к терминам серьёзно.
Если применимость термина, претендующего на строгость, зависит от обводов, причём довольно неопределённо, то о какой строгости термина можно говорить? У "более-менее типовых" глиссирование это одно, у узких глубококилеватых - это сильно другое, а у тех, что не относятся ни к первым, ни ко вторым, стал быть будет совсем третье, причём неизвестно какое. И где вы тут строгость нашли?

Есть и иной путь снижения индуктивного сопротивления -- применение прямоугольного крыла с торцевыми шайбами, трапецеидальные крылья с винглетами разных видов... ну и т.д.. Это всё -- тоже самое, но немного иначе. Тем не менее, принцип -- неизменен.
 
Речь же идёт о том, что принцип поставлен под сомнение

Что-то я то ли не понял, то ли уже забыл, какой именно принцип и кем поставлен под сомнение. Наверное имеет смысл меньше углубляться в стороны: про килеватость, шайбы, закрылки, реданы и прочие интересности, ограничившись лишь формой в плане.

Речь идёт немного об ином. Тем не менее, прямоугольник в данном случае будет выгоден.
 
И вот почему: на тех скоростях, о которых идёт речь -- т.е. в переходном режиме, основное сопротивление даёт волнообразование. Это гравитация, если что. Индуктивное сопротивление -- мелочи на этом фоне.

Индуктивное сопротивление, применительно к глиссирующей пластине, есть не что иное, как проекция силы (нормального) давления на днище на горизонтальную продольную ось. То есть, это результат отклонения нашей пластины от горизонта на угол дифферента. Без этого отклонения на движущуюся горизонтальную пластину будет действовать только сила трения. Если мы разделяем ГД сопротивление на волновое и трения, то волновое по сути и есть индуктивное сопротивление. Как при этом индуктивное сопротивление может быть мелочью на фоне волнообразования? Если мы разделяем сопротивление на трение и остаточное, включая в последнее, кроме волнового ещё и вихревое сопротивление вязкостной природы, то тогда индуктивное сопротивление равно остаточному, то есть оно будет больше волнового. А вы говорите, что оно мелочь на фоне волнового... Я в этом усматриваю косяк методики, цепляющийся за гидростатику, которой уже нет. К качестве методического приёма использование гидростатической составляющей допустимо, если отдаёшь себе отчёт, что эта составляющая фиктивная, введённая для (якобы) упрощения расчёта. Но понимание физики процесса это ухудшает. Носовая волна (и прочие волны) это результат изменения поля давлений (гидродинамических) вокруг движущейся пластины. Это изменение вызывает, кроме образования волн, изменение дифферента пластины, в свою очередь меняющего поле давлений, а также вызывает появление ненулевой нормальной силы на днище. Последнюю ны можем разложить на подъёмную силы и индуктивное сопротивление. Плюс, в результате дифферента, бывшая ранее горизонтальной касательная к днищу сила трения в результате дифферента получает небольшую направленную вниз вертикальную составляющую, снижающую подъёмную силу и слегка уменьшающую горизонтальную составляющую, которую мы продолжаем называть силой трения. То есть, индуктивное сопротивление это то, что ощущает и может измерить человек, сидящий на этой пластине в кабине без окон, а волновое сопротивление, это то, что может увидеть и оценить внешний наблюдатель, но по сути это та же самая часть сопротивления.

Потому уже кормовая часть с шириною транца 0% от ширины по миделю даст рост дифферента, т.е. увеличит волновое сопротивление только из-за снижения длины по действующей ВЛ. Грубо говоря, в корме будет минимум сил поддержания -- и гидростатических, и гидродинамических (площади-то толком и нет).

Да, дифферент у пластины с сужающейся кормой будет больше, при том же положении ЦТ относительно кормы. Однако откуда этот вывод про рост волнового сопротивления? С ростом дифферента растёт волновое сопротивление и у прямоугольной пластины, и у сужающейся пластины, если сравнивать это сопротивление для неизменной формы в плане. Но ведь у нас эти формы разные. А остаточное сопротивление (лучше говорить о нем) у пластины с узкой кормой в водоизмещающем режиме наверняка ниже, чем у прямоугольной. Стало быть, больший дифферент на той же скорости для неё вовсе не обязательно означает большее, чем у прямоугольной, сопротивление. Это во-первых. Во-вторых, не забываем, что центровка у нас не фиксирована, её, а значит и дифферент, мы можем менять вместе с изменение скорости.
Что касается длины действующей ватерлинии, то она как раз больше изначально у "узкой кормы" - условие равенства длин сравниваемых пластин не ставилось, равны только их (максимальные) ширины.

Могу предложить не препираться, а провести простейший, но наглядный эксперимент: буксировать на поворотной планке две пластины (вернее, не пластины, а тела -- объём желателен) со 100% шириною по транцу и с нулевой. Разница в сопротивлении будет заметна сразу же -- буксировочная пластина повернётся...

Видите, у вас она повернётся "сразу же". Я же рискну предположить, что сначала она повернётся, поскольку сопротивление "узкой кормы" в водоизмещении меньше, чем широкой. Затем, при некоторой скорости, их сопротивления сравняются, и только потом наступит ваше "сразу же". У меня нет сомнения, что на высокой скорости более широкая смоченная поверхность прямоугольника будет иметь более высокое качество, чем узкий треугольник. Так же, как нет сомнения, что на малых скоростях вельботная корма обеспечит меньшее сопротивление, чем транцевая. Вопрос именно в том, на какой скорости они поменяются местами, и что за режим движения, качественный, при этом у них будет.

Вот так, как во вложении. Если что, то мне придётся просить кого-нибудь, у кого лодка на воде ещё есть. Но... если что -- попрошу.
 
Центровка -- одинаковая, близкая к реалистичной для глиссирующих корпусов, 30% по длине или относительная -- единица. Можно попробовать три варианта нагрузки, для успокоения совести.
 
Будет сразу видно, что имеет меньшее сопротивление.

Ну, мне даже и просить не у кого, да и не стал бы из-за такой "ерунды". Поскольку подобный эксперимент носит скорее качественный характер, то вряд ли качественно из него можно что-то извлечь интересного. Для количественной оценки потребуется как минимум точный замер скорости "переворота", который лагом или ЖПСом не обеспечить. Ну и вариации центровок тоже будут (могут) вносить разнообразие в скорость "переворота".

[jeeet]

Согласен с последним

Судя по всему -- нет Но мы это сейчас или преодолеем, или исключим возможность спора.

 

не могу всерьёз говорить о гидростатической силе, действующей на движущийся объект, ибо эта сила, по определению, действует только в гидростатике

Ассоциации первого уровня детектед  Т.е. это именно термины, не нужно переносить на реальность условности модели -- я об этом писал в самом начале. Термин -- это то, что мы в него вкладываем, не более, и не менее.

 

Тогда, что бы вернуть Вас в реальный мир, дам Вам красную таблетку: понятия "вес" и "масса" включены в Ваши представления о мире? Куда "исчезает" гидростатика в момент начала движения -- т.е. появления гидродинамики? Этот качественный переход должен происходить, в Ваших представлениях, мгновенно, что в моих представлениях противоестественно.

 

Проведите простейший эксперимент: две одинаковые в плане модели -- одна условно двухмерная, т.е. пластина, например, из 4мм листа АМг, вторая -- трёхмерное тело, например, модель, имеющая равную с первой массу из пенопласта (можно немного догрузить, для наглядности -- не более чем на 50%); попробуйте их буксировать с закреплёнными на буксирных концах динамометрами при числах Фруда по водоизмещению (массовому -- раз уж пошло на это!) соответствующими диапазону от 0 до 4... после проведения описанного эксперимента мы сможем вернуться к обсуждению.

 

Я, натурально, ёрничаю и шучу, но если отбросить форму, то со смыслом всё очень серьёзно, речь идёт о фундаментальном вопросе: идеализм или материализм. Я вообще серьёзен, даже когда шучу.

 

P.S. Картинка: может быть, Вам будет легче иначе представить себе -- крыло в потоке, ограниченным стенками, за которые он не проникает, за их пределами воздушный шарик, который воспринимает часть нагрузки.

Прикрепленные изображения

• 

[БАР]

Можно из действующей на такой объект гидродинамической силы вычитать виртуальную как бы гидростатическую силу и называть остаток "чистой" гидродинамической силой, но зачем? В угоду неудачного определения термина "глиссирование"? 

Индуктивное сопротивление, применительно к глиссирующей пластине, есть не что иное, как проекция силы (нормального) давления на днище на горизонтальную продольную ось. То есть, это результат отклонения нашей пластины от горизонта на угол дифферента. 

Ваша позиция уже была озвучена ранее и обсуждалась. Вас не убедили. Но и Вы оппонентов не убедили тоже.

Не для продолжения дискуссии, а для понимания разницы между гидродинамикой и статикой.

Представьте, что Ваш корпус двигался с некоторой скоростью и некоторым дифферентом. При этом имел некую осадку и силу давления на днище.

Теперь мы, сохраняя скорость и дифферент, увеличили вес судна. Оно просело глубже. Но гидродинамическая составляющая, которая ро-вэ-квадрат, осталась прежней. Что компенсировало увеличение веса?

Чтобы это понять и ответить на этот вопрос и требуется деление силы на гидродинамическую и гидростатическую. Это позволит посчитать новую осадку без измерения давления на днище.

Дальше развивать эту тему смысла нет, т.к. каждый все равно останется при своем мнении.

Теперь о сопротивлении. То, что Вы называете якобы индуктивным сопротивлением, на самом деле сопротивление формы.

Если взять движущийся под водой клин (или конус),  то у него не будет никакой индукции, а сопротивление, полученное по Вашей методике, будет.

Индуктивное сопротивление имеет свою конкретную физическую природу. Оно может быть составляющей сопротивления формы, но может и отсутствовать.

Возьмите плоскую пластину удлинением, скажем, 2 Продуйте ее под некоторым углом атаки и измерьте сопротивление.

Потом около торцов пластинки поставьте вертикальные шайбы. Максимально близко, но с зазором, чтобы они не касались пластинки. И снова измерьте сопротивление. Разница и будет соответствовать индуктивному сопротивлению. Хотя  отклонение нашей пластины от горизонта на угол дифферента осталось

прежним.

Это все имеет прямое отношение к вопросу о терминах. 

[jeeet]

Чтобы это понять и ответить на этот вопрос и требуется деление силы на гидродинамическую и гидростатическую

Да, тоже годный пример

 

Теперь о сопротивлении. То, что Вы называете якобы индуктивным сопротивлением, на самом деле сопротивление формы.

До этого пока руки не дошли. Но -- да.

 

 

P.S. Вначале -- фундаментальный вопрос нужно, реальность -- вне нас, или только наше о ней представление. Потому как может оказаться, что предмета спора просто не существует, как и вообще нас с Вами... мы просто образы сознания оппонента.

[БАР]

Вначале -- фундаментальный вопрос нужно, реальность -- вне нас, или только наше о ней представление. Потому как может оказаться, что предмета спора просто не существует, как и вообще нас с Вами... мы просто образы сознания оппонента.

Если мы в рамках темы начнем обсуждать философию, то это конец. 

Мне представляется, что разница не в мировосприятии. Как я понимаю все, читающие тему, материалисты. Разница в построениях матмодели этого материального мира.

И адекватности этих моделей реальным физическим процессам. 

И еще надо учитывать, что модель может правильной и адекватной, но решить задачу с ее помощью невозможно, поскольку она требует исходных данных, которые получить затруднительно. Это вроде поиска идеальной женщины. Мы знаем, какой она должна быть, но где такую возьмешь? 

[lop]

Судя по всему -- нет Но мы это сейчас или преодолеем, или исключим возможность спора.
 
Ассоциации первого уровня детектед  Т.е. это именно термины, не нужно переносить на реальность условности модели -- я об этом писал в самом начале. Термин -- это то, что мы в него вкладываем, не более, и не менее.

Термин только тогда термин, то есть слово со строго определённым значением, когда все, использующие его, вкладывают в него одно и то же. Если вы вкладываете в термин одно, а я другое, то использование этого термина теряет смысл, так как не способствует взаимопониманию. Если слова "гидростатический" или "глиссирование" для каждого из нас имеют разный смысл, то нет смысла их использовать, так как их использование искажает мысль, которую мы желаем передать друг другу. Не так давно на наших глазах и даже при нашем участии накрылась медным тазом огромная страна, в значительной степени потому, что смысл привычных слов стал слишком разным для различных групп людей.

Тогда, что бы вернуть Вас в реальный мир, дам Вам красную таблетку: понятия "вес" и "масса" включены в Ваши представления о мире?

Да.

Куда "исчезает" гидростатика в момент начала движения -- т.е. появления гидродинамики?

Она перестаёт быть гидростатикой и становится гидродинамикой. И вместо законов гидростатики мы уже должны использовать законы гидродинамики.

Этот качественный переход должен происходить, в Ваших представлениях, мгновенно, что в моих представлениях противоестественно.

И что в этом противоестественного? Вот колесо стоит на месте - это статика. Вот оно поехало, в какое-то мгновение, и стала динамика. В каком месте нарушилось естество?

Проведите простейший эксперимент: две одинаковые в плане модели -- одна условно двухмерная, т.е. пластина, например, из 4мм листа АМг, вторая -- трёхмерное тело, например, модель, имеющая равную с первой массу из пенопласта (можно немного догрузить, для наглядности -- не более чем на 50%); попробуйте их буксировать с закреплёнными на буксирных концах динамометрами при числах Фруда по водоизмещению (массовому -- раз уж пошло на это!) соответствующими диапазону от 0 до 4... после проведения описанного эксперимента мы сможем вернуться к обсуждению.

В чём состоит условная двумерность первой модели? Если она двумерная, значит имеет бесконечный размах и обтекание жидкости вокруг неё тоже будет двумерным. Всё это будет происходить в двумерном пространстве, впихнуть в которое трехмерное тело, не говоря уж о буксировочном оборудовании будет крайне затруднительно. Я точно за эту задачу браться не стану, даже мысленно.

Я, натурально, ёрничаю и шучу, но если отбросить форму, то со смыслом всё очень серьёзно, речь идёт о фундаментальном вопросе: идеализм или материализм. Я вообще серьёзен, даже когда шучу.

Смысла вашей мысли пока не постиг.

P.S. Картинка: может быть, Вам будет легче иначе представить себе -- крыло в потоке, ограниченным стенками, за которые он не проникает, за их пределами воздушный шарик, который воспринимает часть нагрузки.

Ну, и? Это, очевидно, должно продемонстрировать мне возможность одновременного существования гидростатичских и гидродинамических сил, действующих на тело? Так нет, на крыло действуют гидродинамические силы от взаимодействия с потоком и точечная нагрузка от верёвки, уходящей в дырку в стене. Соответственно, на шарик действует гидростатическая онли сила и опять же - сосредоточенная нагрузка от той же верёвки, уходящей в тую же дырочку, но с другой стороны.

[jeeet]

Если мы в рамках темы начнем обсуждать философию, то это конец.

Но тема "сама-собою" перешла в философское русло.

 

Разница в построениях матмодели этого материального мира.

Матмодель -- условность, созданная для облегчения понимания реальности, абстракция (ведь математика -- абстракция высшего порядка). Но условности модели мы обязаны знать, понимать и учитывать факт их наличия в наших представлениях о реальности. Т.е. реальность -- сложнее, модель -- упрощённое её представление.

 

И еще надо учитывать, что модель может правильной и адекватной, но решить задачу с ее помощью невозможно, поскольку она требует исходных данных, которые получить затруднительно.

Нам важны две вещи: уверенность в познаваемости мира (он же -- реальность) и принципиальная возможность решения задачи (некоторые задачи не могут быть математически строго решены в общем виде именно принципиально).

 

Как бы важно понимать пути решения. Остальное -- по возможности. Отсюда и упор на натурные эксперименты, ведь они способны продемонстрировать (при должной методологии) верность или ошибочность наших предположений.

 

Это вроде поиска идеальной женщины. Мы знаем, какой она должна быть, но где такую возьмешь?

Главное понимать какая именно нужна, и не путать разные понятия ради красоты матмодели Тогда, быть может, будет аж несколько идеальных -- соответствующих разным идеалам.

[БАР]

1. Матмодель -- условность,

Т.е. реальность -- сложнее, модель -- упрощённое её представление.

 

2. Как бы важно понимать пути решения. Остальное -- по возможности. Отсюда и упор на натурные эксперименты

1. Совершенно верно. Поэтому моделей может быть много. Каждая со своим набором упрощений. При этом все они могут правильными, т.е. давать правдоподобный результат, но с разной величиной погрешности.

С другой стороны, правильная матмодель может быть нереализуема в настоящий момент во многих случаях. Примером является подход коллеги lop. Да мы можем получить полную силу, действующую на корпус, измеряя и интегрируя давления. Но откуда взять в общем случае информацию о поле давлений?

Общепринятая модель, разделяющая силы на гидростатическую и гидродинамическую, позволяет найти (сосчитать) интересующую нас величину. При этом уверен (хотя это и требует доказательств), что результат если и не совпадет, то будет очень близок. Во всяком случае достаточно близок, чтобы принимать инженерные и конструкторские решения.

 

2. Да натурные и модельные эксперименты, поставленные корректно с учетом особенностей задачи, позволяют подтвердить (или опровергнуть) адекватность матмодели.

[jeeet]

Термин только тогда термин, то есть слово со строго определённым значением

Именно потому я и объяснил термины, прямо оговорив используемые.

 

Т.е. Вы можете или продолжать "вкладывать в термины разные смыслы", или принять мои термины (они соответствуют общепринятым в прикладной гидродинамике и теории корабля) или предложить свои, снабдив их определениями.

 

Она перестаёт быть гидростатикой и становится гидродинамикой. И вместо законов гидростатики мы уже должны использовать законы гидродинамики.

Нет

 

Потому как если бы реальность отвечала Вашим о ней представлениям, то "гидростатики" (аэростатики -- и статики вообще) не существовало: движение относительно, планета вращается вокруг некой оси и одновременно вокруг звезды, звезда со своей планетной системой тоже не-неподвижны, и движутся по неким тракториям... т.е. в известной нам природе (мире, реальности -- синонимы в данном случае) нет такого рода статики как явления или частного случая иных явлений.

 

Даже при абсолютном ноле движение атомов номинально прекращается, но в общем случае -- нет.

 

Иными словами, гидростатика -- это такая условность, введённая просто для удобства. Так же, как и гидродинамика. А Ваша буквальная трактовка их наименований -- ложная, попытка подгонки реальности даже не под модель, а под Ваше представление о ней.

 

И что в этом противоестественного?

Действительно не понимаете?

 

Силы поддержания, которые принято называет гидростатическими, в момент начала движения не исчезают, и не сменяются мгновенно теми силами, которые принято называть гидродинамическими, а начинают частично взаимозамещаться. Потому на неподвижный относительно некого объёма воды плавующий на её поверхности объект и на тот же объект в тех же условиях, но после начала его движения со скоростью... 0,00001м/с действуют одни и те же силы -- влияние гидродинамических сил ничтожно мало для объяснения явления.

 

Именно потому вводятся ограничивающие условия, что считать глиссированием, а что -- нет. Эти ограничения непосредственно связаны с соотношением гидростатических и гидродинамических сил. О чём и речь.

 

В чём состоит условная двумерность первой модели?

В том, что её толщиною можно пренебречь в рамках наших задач. Толщина её не будет сколь-нибудь заметно влиять на результаты.

 

Если она двумерная, значит имеет бесконечный размах

Угу... "раз оно жёлтое -- значит оно круглое" (с) Нет, так не пойдёт: лекцию по общей топологии пространства я читать не буду, просто отмечу грубую ошибку.

 

Я точно за эту задачу браться не стану, даже мысленно.

 

А ведь это так легко -- просто проверить.

 

Смысла вашей мысли пока не постиг.
Ну, и? Это, очевидно, должно продемонстрировать мне возможность одновременного существования гидростатичских и гидродинамических сил, действующих на тело? Так нет, на крыло действуют гидродинамические силы от взаимодействия с потоком и точечная нагрузка от верёвки, уходящей в дырку в стене. Соответственно, на шарик действует гидростатическая онли сила и опять же - сосредоточенная нагрузка от той же верёвки, уходящей в тую же дырочку, но с другой стороны.

Уберите нить подвеса -- поместите шарик в крыло или наполните полое герметичное крыло гелием. В Вашей картине мира это должно привести к неким радикальным изменениям.

 

Но от Ваших представлений в материалистической картине мира не изменится принцип: в создании подъёмной силы будут участвовать не только динамические силы, но и статические. Т.е. или Вы просто допускаете грубую логическую ошибку, или тупо троллите, основывая свои претензии на игре слов

[lop]

Ваша позиция уже была озвучена ранее и обсуждалась. Вас не убедили. Но и Вы оппонентов не убедили тоже.
Не для продолжения дискуссии, а для понимания разницы между гидродинамикой и статикой.

Чьего понимания, моего или вашего? Полагаю, что и вы, и я считаем, что понимаем эту разницу. Хотя и по разному.

Представьте, что Ваш корпус двигался с некоторой скоростью и некоторым дифферентом. При этом имел некую осадку и силу давления на днище.
Теперь мы, сохраняя скорость и дифферент, увеличили вес судна. Оно просело глубже. Но гидродинамическая составляющая, которая ро-вэ-квадрат, осталась прежней. Что компенсировало увеличение веса?
Чтобы это понять и ответить на этот вопрос и требуется деление силы на гидродинамическую и гидростатическую. Это позволит посчитать новую осадку без измерения давления на днище.
Дальше развивать эту тему смысла нет, т.к. каждый все равно останется при своем мнении.

А вот предыдущие предложения тогда вы зачем написали, если всё равно каждый при своём...? Нет уж, давайте посмотрим на ваш пример повнимательнее.
Для начала рассмотрим несколько специфический корпус, что не должно нас смущать, так как и гидродинамика, и гидростатика действует на любые корпуса, независимо от их формы. Пусть корпус наш представляет собой вертикальный цилиндр с обтекаемым сечением, причём осадка его, скажем, в 10 раз больше, чем длина по ВЛ, а ЦТ расположен глубоко под поверхностью воды. При движении на поверхность корпуса действует гидродинамическая сила, которая есть не что иное, как интеграл нормальных и касательных напряжений по погружённой в воду поверхности нашего судна. Нормальное напряжение, или гидродинамическое давление в движущейся жидкости, зависит, как вам прекрасно известно, не только от ро-вэ-квадрат, но и от ро-же-дзета (или ро-же-аш), где под дзета или аш подразумевается высота столба жидкости над данной точкой. Иногда эту вторую часть называют гидростатическим давлением, просто не понимая того, что гидростатики у нас сейчас нет, это просто часть гидродинамического давления. Когда мы проинтегрируем давления по поверхности, мы обнаружим, что вертикальная составляющая ГД силы у нас определяется только давлением на нижнем торце нашего цилиндра - дне, которое, для простоты, будем считать горизонтальным. Это давление, строго говоря, не будет постоянным, так как высота столба воды над точками днища, лежащими вблизи бортов, будет меняться, ведь при движении нашего судна свободная поверхность воды деформируется из-за волнообразования. Чтобы ещё упростить задачу, можно представить, что в районе ватерлинии мы уменьшили ширину судна до минимума, получив, таким образом, судно с уменьшенной площадью ватерлинии. Тогда волнообразованием можно пренебречь и считать, что высота столба воды над всеми точками днища остаётся постоянной, причём такой же, какой она была у неподвижного судна. Значит ли это, что на судно  действует гидростатическая сила? Нет, сила действует гидродинамическая, раз есть движение, хотя численно её вертикальная составляющая равна гидростатической силе, действовавшей на неподвижное судно.  

Если пакет огурцов весит один килограмм и пакет яблок весит один килограмм, значит ли это, что огурцы и яблоки - одно и то же? Нет. То же и в данном случае. Численно ГД давление равно бывшему ГС давлению, но это разные давления, и называются они по разному.

Теперь, что произойдёт, когда мы добавим груз на наше судно? Численно - то же самое, что было бы, если бы судно стояло на месте, то есть осадка увеличится, а гидродинамическое давление увеличится только за счёт своей части, зависящей от высоты столба жидкости над днищем. Но у движущегося судна увеличится гидродинамическое давление, тогда как у неподвижного - гидростатическое.

Едем дальше. Теперь возьмём другое судно, того же водоизмещения, представляющее из себя квадратный понтон, осадка которого в 10 раз меньше, чем длина и ширина. Судно движется, натурально, с дифферентом и довольно быстро, так что половина днища уже вышла из воды. Поскольку над днищем у нас свободная поверхность воды теперь отсутствует, то сказать, какова высота столба воды над той или ной точкой днища не представляется возможным, по сути эта высота равна нулю - ведь выше жидкости уже нету, там у нас обшивка, отсеки с воздухом, грузом и обрудованием, хотя среди них могут быть жидкости в виде воды в цистернах или топливо, но это явно не та аш, которая фигурирует в формуле давления. Сама свободная поверхность вокруг судна приобрела сложную пространственную форму, так что даже при очень большом желании посчитать виртуальную высоту столба над днищем нужно будет притягивать за уши какую-то надуманную аппроксимацию волновой поверхности над ватерлинеией судна. Каким же образом вы собираетесь доказывать, что при приёме груза его примет на себя гидростатика, тем более, что площадь смоченной поверхности после приёма груза возрастёт и хотя ро-вэ-квадрат останеться прежней, но умножать эту прежнюю придётся уже на другую, возросшую площадь? После приёма груза и волновая картина и поле давлений вокруг судна изменятся, и аппроксимацию высоты столба придётся придумывать заново...

Как видим, в зависимости от формы судна "статика динамики" может казаться имеющей смысл, а может явно показывать свою бессмысленность. Если неторопливо водоизмещать, то можно спокойно верить, что вас держит гидростатика. Чем быстрее мы движемся, тем полезней с этой иллюзией распрощаться.

 

Теперь о сопротивлении. То, что Вы называете якобы индуктивным сопротивлением, на самом деле сопротивление формы.
Если взять движущийся под водой клин (или конус),  то у него не будет никакой индукции, а сопротивление, полученное по Вашей методике, будет.
Индуктивное сопротивление имеет свою конкретную физическую природу. Оно может быть составляющей сопротивления формы, но может и отсутствовать.
Возьмите плоскую пластину удлинением, скажем, 2 Продуйте ее под некоторым углом атаки и измерьте сопротивление.
Потом около торцов пластинки поставьте вертикальные шайбы. Максимально близко, но с зазором, чтобы они не касались пластинки. И снова измерьте сопротивление. Разница и будет соответствовать индуктивному сопротивлению. Хотя отклонение нашей пластины от горизонта на угол дифферента осталось прежним.
Это все имеет прямое отношение к вопросу о терминах. 

 

Вообще-то, по одному из определений этого термина, индуктивным называется та часть сопротивления трёхмерного тела, которая связана с созданием подъёмной силы. Нет подъёмной силы - нет сопротивления, есть подъёмная сила - есть индуктивное сопротивление. Пока крыло или клин под поверхностью не содают подъёмную силу, индуктивное сопротивление отсутствует, как только на них возникает поперечная к скорости потока составляющая ГД силы, так тут же возникает и дополнительное сопротивление. Будет ли оно чисто вихревым, глубоко под поверхностью, или вихревым + волновым вблизи неё, оно всё едино будет индуктивным. Сопротивление формы же, то есть вязкостное сопротивление вихревой природы, может существовать и у тела в безграничной жидкости, не создающего поперечной к потоку силы. То есть это понятие, не связанное непосредственно с подъёмной силой, в отличие от индуктивного.Когда мы около торцов пластинки ставим вертикальные стенки, то получаем не обтекание нашего трёхмерного тела, а имитируем обтекание кусочка совсем другого, двумерного тела, у которого, в теории, индуктивное сопротивление отсутствует. Поэтому удивляться тому, что сопротивление этих двух разных тел будет разным, было бы странно.

[БАР]

1. Значит ли это, что на судно  действует гидростатическая сила? Нет, сила действует гидродинамическая, раз есть движение, хотя численно её вертикальная составляющая равна гидростатической силе, действовавшей на неподвижное судно.  

 

2. Поскольку над днищем у нас свободная поверхность воды теперь отсутствует, то сказать, какова высота столба воды над той или ной точкой днища не представляется возможным, по сути эта высота равна нулю - ведь выше жидкости уже нету

3. Каким же образом вы собираетесь доказывать, что при приёме груза его примет на себя гидростатика, тем более, что площадь смоченной поверхности после приёма груза возрастёт и хотя ро-вэ-квадрат останеться прежней, но умножать эту прежнюю придётся уже на другую, возросшую площадь?

 

4. Если неторопливо водоизмещать, то можно спокойно верить, что вас держит гидростатика. Чем быстрее мы движемся, тем полезней с этой иллюзией распрощаться.

 

 

5. Вообще-то, по одному из определений этого термина, индуктивным называется та часть сопротивления трёхмерного тела, которая связана с созданием подъёмной силы. Нет подъёмной силы - нет сопротивления, есть подъёмная сила - есть индуктивное сопротивление.

 

Пока крыло или клин под поверхностью не содают подъёмную силу, индуктивное сопротивление отсутствует, как только на них возникает поперечная к скорости потока составляющая ГД силы, так тут же возникает и дополнительное сопротивление. Будет ли оно чисто вихревым, глубоко под поверхностью, или вихревым + волновым вблизи неё, оно всё едино будет индуктивным. Сопротивление формы же, то есть вязкостное сопротивление вихревой природы, может существовать и у тела в безграничной жидкости, не создающего поперечной к потоку силы. То есть это понятие, не связанное непосредственно с подъёмной силой, в отличие от индуктивного.Когда мы около торцов пластинки ставим вертикальные стенки, то получаем не обтекание нашего трёхмерного тела, а имитируем обтекание кусочка совсем другого, двумерного тела, у которого, в теории, индуктивное сопротивление отсутствует. Поэтому удивляться тому, что сопротивление этих двух разных тел будет разным, было бы странно.

Не хочу возобновлять эту дискуссию, т.к. не вижу в этом смысла. Поэтому напоследок только три тезиса, чтобы Вы подумали, в чем нелогичность Вашей позиции.

1. Это - чисто терминологический прием. Вы одну и ту же величину называете разными словами. Ни величина, ни ее природа от этого не меняются. То же самое, только в профиль. Эта сила с движением никак не связана. При чем здесь динамика? Сидя в цилиндре и измеряя давление на днище Вы, в Вашем примере, даже не сможете определить движетесь Вы или нет. Зачем плодить несущественные сущности? 

2. В примере с цилиндром было то же самое. Ничего не изменилось. И вспомните, что такое изобары. Или закон Паскаля.

3. Мы говорим о вертикальной составляющей. Вы писали про квадратный (надо понимать - с вертикальными бортами) понтон. При чем здесь смоченная поверхность? Ничего доказывать не буду.

4. А ни у кого никаких иллюзий на этот счет нет.  К гидростатике прибавляется гидродинамика. Разница в том, что при общепринятом подходе предлагается их складывать, а Вы предлагаете - переименовывать. Что правильней - пусть каждый решает сам. 

 

Теперь о сопротивлении

5. Да так и принято считать. Но Вы то предлагали другое: "Индуктивное сопротивление, применительно к глиссирующей пластине, есть не что иное, как проекция силы (нормального) давления на днище на горизонтальную продольную ось. То есть, это результат отклонения нашей пластины от горизонта на угол дифферента." Ни слова о подъемной силе. Только про угол отклонения от горизонта. Чтобы показать Вашу ошибку (или небрежность с терминологией) я Вам и привел пример с клином. Ваше определение соответствует в вязкой жидкости сопротивлению формы тела, а отнюдь не индуктивному.

Ваша поправка в последнем сообщении о связи ПС и ИС верна.

Индуктивное сопротивление, как его принято объяснять, имеет чисто вихревую природу. И вызвано перетеканием с нагнетающей стороны на засасывающую или в набегающий поток, как это происходит у глиссера, не имеющего засасывающей стороны. Волна тут не при чем. При постоянной величине ПС будет волна или нет - ИС останется прежним.

Но дальше Вы приходите к парадоксальному выводу - у крыла с шайбами подъемная сила есть, а индуктивное сопротивление отсутствует. Как это согласовать с Вашим же утверждением, сделанным несколькими строчками выше: "Нет подъёмной силы - нет сопротивления, есть подъёмная сила - есть индуктивное сопротивление." ?   

[lop]

Не хочу возобновлять эту дискуссию, т.к. не вижу в этом смысла. Поэтому напоследок только три тезиса, чтобы Вы подумали, в чем нелогичность Вашей позиции.

Не хотите возобновлять (в очередной раз), но возобновляете. Логично?

1. Это - чисто терминологический прием. Вы одну и ту же величину называете разными словами. Ни величина, ни ее природа от этого не меняются. То же самое, только в профиль. Эта сила с движением никак не связана. При чем здесь динамика? Сидя в цилиндре и измеряя давление на днище Вы, в Вашем примере, даже не сможете определить движетесь Вы или нет. Зачем плодить несущественные сущности?

Ну да. Пациент скорее жив, чем мёртв. Нет, пациент скорее мёртв, чем жив. Вы объясняете мне, что гидродинамика это гидростатика + некоторая добавка от скорости. А я предпочитаю видеть гидростатику как частный случай гидродинамики, при котором скорости жидкости везде равны нулю. На самом деле, сидя в цилиндре и измеряя давление на днище мы обнаружим, что оно не постоянно, ведь какое-то волнение на поверхности в результате движения всё равно будет. Давление будет пульсировать, хотя в среднем, за некоторый промежуток времени, оно будет близко к постоянному давлению у неподвижного судна. Разделять гидродинамическое давление в потоке на гидростатическую часть и гидродинамическую добавку - это и есть плодить лишние сущности. Кто-нибудь когда-нибудь учитывал "гидростатическую силу", действующую на самолёт? Нет, но как же так, ведь она есть? И определить её было бы несложно. А вот для задач со свободной поверхностью её охотно пытаются пристроить. Хотя эта свободная поверхность уже не горизонтальна, и, более того, как правило, сама форма её нам не известна, так как эта задачка - выяснить форму свободной поверхности вокруг судна гораздо сложнее, чем определить сопротивление с помощью эмпирических подпорок. А не зная форму свободной поверхности невозможно более-менее точно определить и "гидростатическое" давление под ней. То есть стремление протащить в гидродинамику такую простую и понятную даже тупому студенту гидростатику хотя и понятно по-человечески, но не слишком продуктивно для получения правильного результата.

2. В примере с цилиндром было то же самое. Ничего не изменилось. И вспомните, что такое изобары. Или закон Паскаля.

Оно было бы то же самое, если бы гидродинамика была то же самое, что гидростатика. То же самое было бы, если свободная поверхность была бы одинаковой в обоих случаях. Как в гидростатике. Но она разная. В первом случае было сделано всё, чтобы волны на свободной поверхности были пренебрежимо малы. Во втором сделать это невозможно - будут волны, заметной высоты. Основное граничное условие в теории волн заключается в том, что давление на свободной поверхности всюду постоянно. Но тогда, если мы замерим давление под поверхностью, скажем, на глубине 1 метр от невозмущённой поверхности, то при наличии волн и справедливости гипотезы о том, что гидродинамическое давление есть сумма гидростатического давления + некоторая добавка от скорости жидкости, у нас должно получиться, что в точках под вершинами волн гидростатическое давление отличается от точек под впадинами волн на давление в столбе воды высотой, равной высоте волны. Причём эта разница давлений будет независимой от глубины горизонтали, на которой мы измеряем давление, то есть на глубине в километр между точками будет точно такой же перепад давлений, что и на глубине 1 метр. А раз есть разность давлений, значит должно быть и движение жидкости, и разность скоростей в этих точках. А его, этого движения и этой разности скоростей нету уже на глубине, равной расстоянию между вершинами соседних волн. Выходит, что туфта эта гипотеза о гидростатике в гидродинамике, и закон Паскаля уже не действует, остался в гидростатике.
Поэтому - не то же самое, увы.

3. Мы говорим о вертикальной составляющей. Вы писали про квадратный (надо понимать - с вертикальными бортами) понтон. При чем здесь смоченная поверхность? Ничего доказывать не буду.

Смоченная поверхность имелась в виду днища, и она здесь при том, что когда на глиссирующее судно добавляют груз, то вместе с незаметным увеличением осадки происходит заметное увеличение так называемой смоченной длины и смоченной площади (днища), чтобы сохранить равновесие между возросшей силой тяжести и подъёмной силой, к которой вы можете прибавить гидростатическую силу плавучести, если сможете её рассчитать. Скажем, если угол дифферента был (и остался) 4 градуса, то при увеличении осадки на 1 см смоченная длина понтона увеличится на 14см, причем в той самой зоне, где "чисто" гидродинамическое давление у нас максимально.

...
Теперь о сопротивлении
5. Да так и принято считать. Но Вы то предлагали другое: "Индуктивное сопротивление, применительно к глиссирующей пластине, есть не что иное, как проекция силы (нормального) давления на днище на горизонтальную продольную ось. То есть, это результат отклонения нашей пластины от горизонта на угол дифферента." Ни слова о подъемной силе. Только про угол отклонения от горизонта.

Ну, извините. Поскольку тема о глиссировании и разговор шёл со специалистом по глиссированию, то некоторые очевидные (как мне казалось) вещи я не счёл нужным разжёвывать. Например то, что для возникновения на пластине подъёмной силы её следует наклонить к горизонту на некоторый угол дифферента. Иначе, действительно, подъёмной силы не будет, как и индуктивного сопротивления, ею порождаемого. А если есть угол отклонения от горизонта, то она обязательно появится, да.

Чтобы показать Вашу ошибку (или небрежность с терминологией) я Вам и привел пример с клином. Ваше определение соответствует в вязкой жидкости сопротивлению формы тела, а отнюдь не индуктивному.

Это было бы определение сопротивления формы, если бы дело происходило в безграничной жидкости. На свободной же поверхности проекция сил нормального давления на горизонталь есть результат не только сопротивления формы (имеющего чисто вязкостную природу), но и волнового сопротивления, с вязкостью жидкости непосредственно не связанного. Указываю вам на эту вашу ошибку или небрежность в терминологии.

Ваша поправка в последнем сообщении о связи ПС и ИС верна.
Индуктивное сопротивление, как его принято объяснять, имеет чисто вихревую природу. И вызвано перетеканием с нагнетающей стороны на засасывающую или в набегающий поток, как это происходит у глиссера, не имеющего засасывающей стороны. Волна тут не при чем. При постоянной величине ПС будет волна или нет - ИС останется прежним.

К сожалению, таких случаев, когда при глиссировании волны "или нет" в реальности не наблюдается. Не покушаясь на трактовку природы индуктивного сопротивления лётчиками, вынужден настаивать, что при глиссировании оно неизбежно и тесно связано с волнообразованием. Определение индуктивного сопротивления, как дополнительного сопротивления, вызванного возникновением подъёмной силы, простое и однозначное. В то время как перетекание и вихреобразование на концах крыльев и связанное с этим явлением дополнительное сопротивление отнюдь не гарантирует, что данное явление вообще сопровождается подъёмной силой: несложно представить ситуацию, когда перетекание и вихри на концах крыльев есть, а подъёмной силы на крыльях нету.

Но дальше Вы приходите к парадоксальному выводу - у крыла с шайбами подъемная сила есть, а индуктивное сопротивление отсутствует. Как это согласовать с Вашим же утверждением, сделанным несколькими строчками выше: "Нет подъёмной силы - нет сопротивления, есть подъёмная сила - есть индуктивное сопротивление." ?   

Если не погружаться в сферический вакуум, то все наши крылья и глиссирующие объекты имеют очень конечное удлинение. В том числе - крыло с шайбами, находящееся в свободном потоке. И потому индуктивное сопротивление у всех них присутствует. А вот крыло, размещённое между безграничных стенок, в потоке, ограниченном этими стенками, действительно индуктивного сопротивления иметь не будет, если этот поток между стенками - установившийся. Индуктивное сопротивление на нём возникает при изменении скорости такого потока - с задней кромки крыла в это время сходит вихрь, изменяющий локальное поле скоростей так, что аэродинамическая сила на крыле отклоняется назад, создавая индуктивное сопротивление. Но если скорость установилась, то сошедший с задней кромке вихрь уносится потоком вдаль, вызванный им скос потока ослабевает и исчезает, а вместе с ним и исчезает и индуктивное сопротивление крыла. Да, для этого случая приведённое определение ИС действительно не годится. Но я и не настаиваю на его применении желающими летать между стенок.

[Danev]

Коллега lop, в данном случае ваша позиция негативная - "не знаем и не узнаем". Это контрпродуктивно, как принято официально говорить. На форумах полагается давать решения.

[lop]

Ещё часть.
...
У нас есть крыло, совершенно верно, малого удлинения. Но... удалить нам нечего -- вся смоченная поверхность работает.

Работает, но по-разному. Узкая зона вдоль передней кромки смоченной поверхности создаёт большую часть подъёмной силы, остальная часть смоченной поверхности не столько помогает поддерживать судно, сколько обеспечивает центровку и тянет за собой воду. Поэтому задние углы прямоугольника можно безболезненно для подъёмной силы отрезать, уменьшив сопротивление трения. Получаем вместо прямоугольника смоченную букву Т. Её смоченная длина слегка вырастет за счёт высоты "шляпки", скомпенсирующей небольшую потерю подъёмной силы, создававшейся отрезанными углами, а смоченная площадь, и связанное с ней сопротивление трения заметно снизится. Так сделано на современных широких гоночных досках. Углы вырезаны не на всю высоту борта, а только на ту часть, что замывается водой при глиссировании, палуба в корме остаётся широкой. Иными словами, по бокам в корме расположены комбинации поперечного и продольного реданов.
Другой вариант - сужающаяся корма, работает по тому же принципу - удаляются задние углы прямоугольника, тут уже напрочь. Буква Т имеет больше сопротивление формы в водоизмещающем режиме из-за вихреобразования за реданами, сужающаяся корма в этом режиме предпочтительнее.
А вы говорите - нечего.

Возьмём для примера типовую картинку с распределением давлений на днище глиссирующего типового же корпуса: пик давления резко выражен, и находится чуть в нос от ЦТ и практически совпадает с передней кромкой смоченной поверхности. "Чуть" и "практически" -- нас пока не волнуют, это намёк на более сложную картину в реальности.
 
Теперь смоделируем продольный профиль с вогнутостью по батоксам...

Вы опять о своём... принципе. Где-то в курсе теории крыла или при чтении классиков запомнилась фраза, что подъёмная сила возрастает пропорционально первой степении поперечной составляющей скорости, а всякого рода потери, вызывающие сопротивление - пропорционально квадрату этой составляющей. Поэтому различные решения, увеличивающие поперечные составляющие скорости потока, по сравнению с теми, что создаёт плоская пластина, не приветствуются. Некоторый опыт общения с глиссирующими досками эту мысль, в общем, подтверждает. Небольшой изгиб (смоченной части) батоксов на досках как правило есть, но служит он не цели повысить ГД качество, а исключительно ради решения других задач: расширения скоростного диапазона устойчивости на курсе или, наоборот, улучшения маневренности, улучшению комфорта на волне и т.д.
Попытки установить на досках сплошной поперечный редан, отгибать вниз кормовую часть батоксов, делать продольные реданы и прочие прибамбасы из арсенала моторных, неоднократно делались и наверное делаются сейчас. Даже килеватые доски делали. Из тех "инноваций", что были реализованы, все благополучно забыты. Поэтому мне это интересно не более, чем тема вечного двигателя, уж извините.

... 
Потому ничего удалять не нужно, это неверный путь для скоростей переходного режима и начальных стадий глиссирования. Скорее, выгодно заставить участвовать в создании нужных сил всю смоченную поверхность. На скоростях глиссирования путь "удаления" известен давно -- поперечное реданирование, и он эффективен.
ю с плоской пластиной

Ну, удалили уже. Не пришивать же обратно?

Во-первых, сегодня почти никто не делает заужение скулы к транцу на глиссирующих судах.
...

Это если считать, что парусные доски в принципе не глиссируют. У них у всех такое заужение присутствует.

[lop]

Коллега lop, в данном случае ваша позиция негативная - "не знаем и не узнаем". Это контрпродуктивно, как принято официально говорить. На форумах полагается давать решения.

Не понял, о чем вы? Продуктивно врать, говоря "Мы знаем" о том, чего на самом деле мы не знаем? Да, в официальных кругах именно так и принято делать, просто я и не подозревал, что форум находится в этих кругах. Решения нужно искать, но давать решение ещё не найденное... это на мошенничество смахивает.

[Danev]

Не понял, о чем вы? Продуктивно врать, говоря "Мы знаем" о том, чего на самом деле мы не знаем? Да, в официальных кругах именно так и принято делать, просто я и не подозревал, что форум находится в этих кругах. Решения нужно искать, но давать решение ещё не найденное... это на мошенничество смахивает.

Вот вы постом выше вольготно оперируете "шляпкой". и "ножкой" давлений, мол это убрать выгодно а то - нет. А есть ли у вас такое право ? Следуя вашим же утверждениям, никогда нельзя быть уверенным в давлениях - они будут не такими, какими кажутся. Следует решать систему уравнений Навье-Стокса, ставить граничные условия и т.п.

Дайте что ли и собеседнику пооперировать мыслеформами, а то несправедливо получается.

[lop]

Можно и без Навье-Стокса, интенсивными экспериментами искать нужные формы.
Вот Т:
 


Вот классика досок, "треугольник вершиной назад":
 


А это их комбинация:

 

А запретить собеседнику оперировать мыслеформами я не могу, нет у меня таких полномочий, да и желания такого нет. Просто не хотелось бы, чтобы тема уходила в сторону, есть такое желание, каюсь.

[varsdf]

доски как последний аргумент lop'а 

Каждый раз одно и то же.

Доски красивые, разнообразие форм, расцветок, вычурных обводов.. Должно быть особая магия там спрятана, любой спорщик должен проникнуться и заткнуться.

 

А рекорды скорости ставят почему-то на практически плоском куске фанеры 

[lop]

Не, фанера там не канает, она только пролетая над Парижем рекорды скорости может ставить. Но доски плоские, да. И тут, и там.

[jeeet]

Много текста, а всё -- о терминологии

 

Нет, сила действует гидродинамическая, раз есть движение, хотя численно её вертикальная составляющая равна гидростатической силе, действовавшей на неподвижное судно.  

Если пакет огурцов весит один килограмм и пакет яблок весит один килограмм, значит ли это, что огурцы и яблоки - одно и то же? Нет. То же и в данном случае. Численно ГД давление равно бывшему ГС давлению, но это разные давления, и называются они по разному.

Вы не читали "Экспедиция "Тяготение"" (в русском переводе, оригинальное название Mission of Gravity) Хола Клемента?

 

Вообще-то, в формулах для определения относительных скоростей, чисел Фруда, в обязательном порядке фигурирует g, ускорение свободного падения, причём, внимание, применяется не расчётное (зависящая от широты и т.п. факторов, включая временные), а некое усреднённое значение -- принято принимать именно 9,8м/с^2, а не какое-то другое.

 

Так вот, гидростатика -- это где-то так же. Условность. Но -- условность общепринятая и оговоренная, потому что зависит от многих факторов (плотность жидкости и т.п.), гидродинамика -- не менее условное понятие, и тоже нужно учитывать реальное положение дел. В судостроении мы оперируем не реальными величинами и соотношениями, а условными, что отражено в терминологии.

 

Если переводить в формальную плоскость, полагаясь на игру слов и поэззию терминов, то... мы будем вынуждены придти в логическом итоге для достижения предельной точности к выражению всего и всяк через первичные величины и соотношения, что сделает даже простейшие объяснения крайне громоздкими.

 

Потому все пользуются терминологией, где термины -- заранее оговорены, и те, кто в теме, превосходно знают, что и откуда там взялось. А попытки поставить терминологию под сомнение -- непродуктивны, потому как к новым горизонтам понимания физической сущности проблематики не приводят, а только вносят путаницу в логику мышления.

 

Ну, как-то так.

 

P.S. Потом отвечу и по сути темы. Там столь же просто всё -- Вы, lop, попробуйте поставить те простейшие эксперименты, о которых я писал Это мгновенно излечит от Ваших не-вынужденных ошибок в размышлениях.

[БАР]

1. На самом деле, сидя в цилиндре и измеряя давление на днище мы обнаружим, что оно не постоянно, ведь какое-то волнение на поверхности в результате движения всё равно будет.

2. А не зная форму свободной поверхности невозможно более-менее точно определить и "гидростатическое" давление под ней.

3.  у нас должно получиться, что в точках под вершинами волн гидростатическое давление отличается от точек под впадинами волн на давление в столбе воды высотой, равной высоте волны. Причём эта разница давлений будет независимой от глубины горизонтали, на которой мы измеряем давление, то есть на глубине в километр между точками будет точно такой же перепад давлений, что и на глубине 1 метр. А раз есть разность давлений, значит должно быть и движение жидкости, и разность скоростей в этих точках. А его, этого движения и этой разности скоростей нету уже на глубине, равной расстоянию между вершинами соседних волн.

4. Смоченная поверхность имелась в виду днища, и она здесь при том, что когда на глиссирующее судно добавляют груз, то вместе с незаметным увеличением осадки происходит заметное увеличение так называемой смоченной длины и смоченной площади (днища)

 

 

5. Это было бы определение сопротивления формы, если бы дело происходило в безграничной жидкости. На свободной же поверхности проекция сил нормального давления на горизонталь есть результат не только сопротивления формы (имеющего чисто вязкостную природу), но и волнового сопротивления, с вязкостью жидкости непосредственно не связанного. Указываю вам на эту вашу ошибку или небрежность в терминологии.

6. В то время как перетекание и вихреобразование на концах крыльев и связанное с этим явлением дополнительное сопротивление отнюдь не гарантирует, что данное явление вообще сопровождается подъёмной силой: несложно представить ситуацию, когда перетекание и вихри на концах крыльев есть, а подъёмной силы на крыльях нету.
7. А вот крыло, размещённое между безграничных стенок, в потоке, ограниченном этими стенками, действительно индуктивного сопротивления иметь не будет, если этот поток между стенками - установившийся. Индуктивное сопротивление на нём возникает при изменении скорости такого потока - с задней кромки крыла в это время сходит вихрь, изменяющий локальное поле скоростей так, что аэродинамическая сила на крыле отклоняется назад, создавая индуктивное сопротивление. Но если скорость установилась, то сошедший с задней кромке вихрь уносится потоком вдаль, вызванный им скос потока ослабевает и исчезает, а вместе с ним и исчезает и индуктивное сопротивление крыла. 

1. Вы рассматриваете частный случай. Опустите дно Вашего цилиндра на достаточную глубину и обнаружить разницу Вам не удастся.

2. Какие волны при развитом глиссировании? Они малы. А поскольку гидростатика при этом предполагается меньше 20%, то даже ошибка при пренебрежении высотой волны будет 10% от ГС, то общая погрешность - всего 2% Вы гидродинамическую силу определяете с большей погрешностью. 

Там не столько волны, сколько брызги. И если уж говорить, то о брызговом сопротивлении. Но это настолько темный лес, что в него лучше не забредать.

3. Вы необоснованно привязываете сюда орбитральное движение частиц жидкости в волне. Да, если каким-то образом мне удастся деформировать свободную поверхность, то изменение давления будет ощущаться и на глубине в 1 км. Вы хотите это оспорить? Если я буду перемещать солитон по поверхности, то изменение давления будет перемещаться и на глубине. Только не будет движения жидкости и кругового движения частиц. Будет перемещаться изменение (скачок) давления, как при гидроударе. В трубе же у нас волн нет. 

4. Изменение длины погруженной части - это новая вводная. А если длина не меняется? И гидродинамическая сила не меняется тоже. 

Итак мы приходим к выводу, что можно сосчитать (измерить) полную силу, действующую на судно, интегрируя давление по корпусу. С этим было бы смешно спорить. Но хотелось бы узнать хоть один пример такого расчета: теоретический и экспериментальный. 

С другой стороны, прием с разделением полной силы на гидростатическую и гидродинамическую позволяет сосчитать параметры нашего судна. С инженерной погрешностью. Таких примеров - масса. 

Это напоминает анекдот про "зьист то он зьист, да кто ж ему даст?" Поэтому можно использовать мысленные экзерсисы, мечтая об идеальном подходе, но для решения реальных задач приходится использовать отработанный прием разделения сил.

 

5. Это не моя ошибка и небрежность, а Ваша. Поскольку в эту силу входит и индуктивное сопротивление. Т.е. сопротивление  - сумма нескольких составляющих. Они могут быть, а могут и отсутствовать. В зависимости от режима движения.

Про малость волны написано выше. А с волнообразованием индуктивное сопротивление не связано никак. Почему Вы считаете, что у летчиков индуктивное сопротивление одно, а у нас другое? Это не так.

6. Ну, если очень напрячься, то можно придумать крыло с таким распределением циркуляции, при котором суммарная подъемная сила будет равна нулю, а на торцах будут вихри создающие индуктивное сопротивление. Но мы же говорим не о монстрах, а о нормальных инженерных конструкциях. И днище глиссирующего катера относится к последним.

7. Необязательно менять скорость, можно изменить и угол атаки или что-нибудь еще. Но не надо забывать, что направления сходящего вихря зависит от знака изменения (скорости, угла). При увеличении этот вихрь создаст сопротивление, а при уменьшении - силу тяги. Если говорить об устойчивом движении, когда объект после действия возмущения возвращается в исходное состояние, то интегральная добавка будет равна нулю. И никакого индуктивного сопротивления не будет. 

А если движение неустойчивое и уход от равновесного состояния продолжается, то там надо думать не о сопротивлении, а совсем о другом. 

Но еще надо помнить, что интенсивность сходящего вихря пропорциональна изменению циркуляции, т.е. мала. Кроме того он тут же уносится потоком и его влияние падает как 1/расстояние. Поэтому сколько-нибудь значимых величин это "индуктивное сопротивление" не имеет. Хотя в задачах динамики его учитывать желательно.