Сообщений в теме: 5762

[Kirilius83]

Точности особой не нужно, поскольку эксперимент можно проводить и на правом, и на левом галсе, и даже несколько раз. Заодно выяснится, насколько криво расположено перо руля по отношению к румпелю, или насколько кривой сам корпус лодки.

А как вы собираетесь в таких условиях обосновать что изменение курса лодки происходит именно из-за несбалансированности лодки парусами, а не из-за того что корпус там кривой, перо руля "примерно в ДП" и прочих влияний на прямолинейность движения лодки?    Ну вот будет лодка уваливаться - я ж скажу потому что руль немного криво стоит, чуть поточнее его подверну - и лодка внезапно станет ровно на курсе. И поди потом определи, это из-за того что руль её удерживает или она парусами сбалансирована? А на другом галсе - так это мачта криво стоит, вот и лодка по другому идет. И как это опровергнуть?

Я собсно именно это наглядно и пытаюсь продемонстрировать - руль для того и нужен что бы держать лодку на курсе, в том числе компенсируя кривость корпуса, мачты и прочее! И эти отклонения руля будут достаточно малыми, настолько - что можно будет сказать что руль "примерно в ДП" - т.е. он как бы не повернут, но это не означает что он не удерживает лодку на курсе. А теория в книжках - она сферическая в вакууме, показывает лишь общие принципы, без учета других факторов.

 

  Предполагаю, что в слабый ветер под одной генуей ею можно управлять бегая с борта на борт.

Если лодка заметно реагирует на вес матроса - совершено точно можно управлять   Даже на больших лодках по штилям так развлекались от безделья. А кто-то в гонках на мелких реально заморачивался по штилям, гоняя экипаж в попытках минимизировать работу рулем.

 

А разве не несколько "наветренное" положение румпеля приводит к образованию на пере дополнительной подъемной силы, участвующей в противодействии дрейфу и, как следствие, повышению скорости? Его положение точно в ДП имеет смысл разве что на полных курсах.

Вот, еще один вариант полезности отклонения руля. При отдельно стоящем руле даже закрылки на плавник ставили 

[Kirilius83]

Оу, а ведь и в правду! Если вспомнить про дрейф - то как вообще руль надо ставить что бы он не оказывал влияния на курс лодки?    

Предложите просто его бросить?)))

Сообщение отредактировал Kirilius83: 01 октября 2020 - 16:12

[lop]

Кстати, насколько вообще обоснованно предположение, что руль в ДП на бейдевинде расположен вдоль потока?

Совершенно необоснованно. А кто так предположил?

[lop]

Я предположил, по малограмотности. А как тогда увязываются рассуждения о "закрепленном в ДП руле" и "отцентрованной лодке"? Зачем его закреплять?

Где-то несколько лет назад в этой же теме был разговор о том, что считать отцентрованной лодкой. Существуют 2 точки зрения: одни считают, что перо руля при рассмотрении вопроса о центровке учитывать не надо, другие (и я в том числе) - что надо. Руль должен работать, противодействуя дрейфу, когда лодка идёт прямо, при сбалансированных ГД и АД силах. Нерационально постоянно тащить за собой приличных размеров поверхность, всегда создающую сопротивление трения, и не использовать её с пользой, уменьшая дрейф. Поэтому ставим руль в ДП и закрепляем, иначе он под действием ГД момента будет разворачиваться "по потоку" и перестанет приносить пользу.

А вот ставить его под углом к ДП, вынося румпель наветер, потребуется только у лодки, у которой при закреплённом в ДП румпеле баланса не будет, то есть, не отцентрованной.

[Kirilius83]

А вот еще такой вопрос: 

Профиль пера руля у нас как правило толще в передней части, и сужается к задней. Причем ось баллера как правило проходит в самом толстом месте пера. Соотвественно при малых углах поворота пера его сечение по шпангоуту не меняется - толстая часть крутится не смещается, то что смещается тоньше, и до какого-то момента не выходит "из тени" толстой части. Т.е. лобовое сопротивление пера при малых поворотах не меняется - т.к. не меняется его проекция на мидель-шпангоут. 

Собсно вопрос: насколько меняется общее сопротивление пера руля потоку в таких условиях? Когда перо у нас уже повернулось на некоторый угол к потоку, но при этом проекция еще не увеличилась. И меняется ли вообще на значимую величину?

Сообщение отредактировал Kirilius83: 01 октября 2020 - 18:05

[kobomaka]

 Может быть тогда уместнее говорить о крене, при котором тенденция приводиться начнёт доминировать над тенденцией уваливаться.

 

  Возможно я ошибаюсь, но рекомендация о том, что лодка должна приводится строится на соображениях безопасности. В случае потери контроля над лодкой, или даже скорее при внезапном усилении ветра она встанет носом к ветру. Поэтому, видимо, возможность уваливаться допустима для ветров такой силы, когда даже став боком к ветру лодка сохранит устойчивость и управляемость.

 

 Возьму на себя смелость сделать оценку для Веги, на мой взгляд это 3-4 м/с.

[БАР]

 Была мысль попробовать сместить ЦП вперёд, максимально наклонив мачту, но руки не дошли. Не знаю, насколько такая мера действенна.

В частности, насколько ощутимо влияет изменение наклона мачты в пределах хода талрепов. 

Расчеты и эксперименте показывают, что небольшой, 5-8 градусов, наклон мачты в корму увеличивает тягу паруса. Правда рассматривался только грот. Про стаксель ничего не встречал.

В большинстве классов запрещена регулировка такелажа на ходу. Но если таких ограничений нет, то вполне можно менять наклон мачты, чтобы попробовать компенсировать попытки яхты приводиться с увеличением крена, сохраняя центровку. Только диапазон регулировок очень мал.

 

 А теория в книжках - она сферическая в вакууме, показывает лишь общие принципы, без учета других факторов.

Теория в книжках рассматривает влияние каждого фактора в отдельности. Это позволяет понять суть и отсеять шелуху.

А уже Ваша задача, понять как, в каком направлении и в какой степени влияет каждый из факторов в данной ситуации и использовать положительные моменты, ограничивая отрицательное влияние каждого. По возможности.

 

Профиль пера руля у нас как правило толще в передней части, и сужается к задней. Причем ось баллера как правило проходит в самом толстом месте пера. Соотвественно при малых углах поворота пера его сечение по шпангоуту не меняется - толстая часть крутится не смещается, то что смещается тоньше, и до какого-то момента не выходит "из тени" толстой части. Т.е. лобовое сопротивление пера при малых поворотах не меняется - т.к. не меняется его проекция на мидель-шпангоут. 

Собсно вопрос: насколько меняется общее сопротивление пера руля потоку в таких условиях? Когда перо у нас уже повернулось на некоторый угол к потоку, но при этом проекция еще не увеличилась. И меняется ли вообще на значимую величину?

Здесь все не так. Поток набегает на руль не вдоль ДП, а под углом дрейфа. По аналогии с крылом - под углом атаки. Он отличен от нуля. И колеблется в диапазоне 4-10 градусов для разных случаев.

Поэтому лобовое сопротивление будет увеличиваться. Кроме того, есть и другие составляющие сопротивления. В частности, индуктивное. Которое растет в ростом подъемной (поперечной) силы на руле. И вектор полной силы меняет свое направление в худшую сторону.

Поэтому общее сопротивление при перекладке расти будет. 

[Kirilius83]

Здесь все не так. Поток набегает на руль не вдоль ДП, а под углом дрейфа. По аналогии с крылом - под углом атаки. Он отличен от нуля. И колеблется в диапазоне 4-10 градусов для разных случаев.
 

Поэтому лобовое сопротивление будет увеличиваться. Кроме того, есть и другие составляющие сопротивления. В частности, индуктивное. Которое растет в ростом подъемной (поперечной) силы на руле. И вектор полной силы меняет свое направление в худшую сторону.

Поэтому общее сопротивление при перекладке расти будет. 

Ммм, тогда выходит что бы убрать влияние руляь его надо не в ДП крепить, а под углом дрейфа?)))  Иначе выходит что даже руль в ДП дает больше сопротивление, чем слегка повернутый на привод... И лодка должна слегка уваливаться?!!!!

 

Вопрос еще на сколько. Может там меньше погрешности расчетов?

[БАР]

Ммм, тогда выходит что бы убрать влияние руляь его надо не в ДП крепить, а под углом дрейфа?))) 

Иначе выходит что даже руль в ДП дает больше сопротивление, чем слегка повернутый на привод... И лодка должна слегка уваливаться?!!!!

 

Вопрос еще на сколько. Может там меньше погрешности расчетов?

Во флюгерное положение. Т.е. по направлению потока. Оно может в каждый момент немного отличаться от угла дрейфа.

Да

Больше. А насколько - зависит от геометрии пера и скорости движения.

[lop]

Но рекомендации о центровке, дошедшие "из глубин веков", и кочующие из литературы 19в во всевозможные "учебники", дают нам простые рекомендации, а именно: лодка всегда должна иметь небольшую тенденцию к приводу, а в совсем слабые ветра - чуть уваливаться.

Рекомендация вполне здравая, но направлена не на достижение максимальной скорости лодки, а на безопасность.

Тут мы подходим к вопросу "а для ветров какой силы центровать лодку?" или, возможно, "для какой площади?"

Напрашивается ответ - "для любой". Но тут уж приходится принимать во внимание конструктивные возможности. На некоторых гоночных лодках можно сохранять центровку в довольно широком ветровом диапазоне, на других возможности её изменения довольно скромные. Одни довольствуются тем "что мамка дала", другие вносят изменения в конструкцию рангоута, такелажа, парусов.

По моему предположению, в относительно слабые ветра, когда сил на плавнике не хватает для противодействию дрейфу, из-за малой скорости - по-моему, некое небольшое наветренное положение румпеля вызовет полезное увеличение "АД" сил на пере, идущих в зачёт общей борьбы с дрейфом, и, вероятно, превысит вред от увеличившегося сопротивления.

Так ведь сил не хватает на плавнике/фальшкиле, это он в основном противодействует дрейфу, а увеличиваете их вы на пере руля. В результате меняется прежде всего гидродинамический момент: боковая сила на пере возрастает и стремится развернуть корпус на увал, боковая сила на плавнике наоборот уменьшается по сравнению с той, что была до того, как вы двинули румпель наветер. И всё это действо имеет смысл только в том случае, если без такого перемещения румпеля лодка приводится, то есть, не отцентрована в данных условиях. Ведь если она не приводится без "наветреного" румпеля, вы же его и не станете наветер тянуть? А если приводится, то у вас только две возможности, либо попытаться восстановить центровку, либо тянуть румпель на ветер (и придумывать себе, почему это полезно). Румпель тянуть конечно проще и быстрее. Несколько иная ситуация у яхтсменов-одиночников в дальних переходах. Они тянуть постоянно румпель наветер не имеют возможности, устают, авторулевой тоже не всегда помогает, вот они и начинают придумывать, как бы им лодку отцентровать, чтобы она шла прямо с зафиксированным рулём. И у некоторых вполне успешно получается.

Можно конечно сказать, что это вовсе не значит, будьто именно у отцентрованной лодки скорость будет больше, чем у неотцентрованной. Но моё "вероисповедание" склоняется именно к такой точке зрения. В сильный ветер часто именно невозможность сохранения центровки становится ограничителем скорости, так как руль приходится сильно тянуть наветер, и тут уж никаких сомнений не возникает, что перо руля реально работает настоящим тормозом. А в слабый мы этого не замечаем. Как суслика.

[lop]

Интересно получается! Сначала предлагается оценивать расположение ЦБС вместе с пером руля (с чем я совершенно согласен),

замечу, не просто "вместе с пером руля", а вместе с пером руля, которое расположено в ДП,

а тут вдруг оказывается, что он работает отдельно? И создаёт свой личный маленький ЦБС?

Почему же "вдруг"? Можно сказать, что вся подводная поверхность корпуса состоит из отдельных кусочков поверхности, каждый из которых создаёт свой личный маленький ЦБС. И каждый кусочек создаёт свой гидродинамический момент относительно некой вертикальной оси. А окончательный, их общий ЦБС будет находиться в точке, принадлежащей такой вертикальной оси, относительно которой сумма ГД моментов маленьких кусочков равна нулю. Перо руля отличается от остальных кусочков тем, что ГД сила на нём, а значит и вносимый им вклад в сумму моментов может меняться по нашему желанию.

Его работа заключается в смещении действительного ЦБС, который, как известно, не является постоянной точкой на плавнике. Это подтверждается и тем, что вышеуказанная картина справедлива и для "длиннокилевых" яхт, с пером на плавнике - тут мы получаем несимметричный профиль.
Могу сказать из собственного опыта, что неоднократные эксперименты с положением пера руля на иоле показывают, что скорость выше при наветренном, 3-5 градусов, положении румпеля и нормально добранной (исправлю! - или даже несколько перебранной) бизани, нежели при чуть потравленной и прямом руле, при прочих неизменных. Можно, конечно, объяснить это работой собственно площади бизани - но это не так.

А как?
Боковую ГД силу на пере невозможно отделить от ГД момента на уваливание или приведение, создаваемого этой силой. Сама эта боковая сила, даже если бы вы могли избавиться от создаваемого ею момента, не прибавляет лодке скорости, в лучшем случае она позволяет идти чуть круче. И медленнее - увеличение боковой силы, как и подъёмной у крыла, не даётся "бесплатно", оно всегда сопровождается ростом сопротивления (индуктивного). Значит, добавка скорости есть следствие улучшения работы парусов: чуть потравленная бизань не тянула сама и не улучшала работу грота, а несколько перебранная - улучшила, добавила тяги парусам и скорость возросла.

[lop]

Да. Но если мы не используем эту добавочную боковую силу, чтобы "идти чуть круче", она, по-моему, несколько уменьшает имеющийся дрейф, тем самым чуть снижая вызванное им сопротивление. Этот выигрыш превосходит вред от добавившегося сопротивления пера. По крайней мере, у меня сложилось такое объяснение.

Главное, что у вас есть объяснение, которое вас устраивает. Если предположить, что ЦП и ЦБС остаются неизменными с усилением ветра, то чем сильнее ветер, тем больше будет дополнительная нагрузка на руле неотцентрованной яхты, супротив нагрузки на руле яхты отцентрованной. Это могло бы послужить вам стимулом для пересмотра вашего объяснения. Но поскольку центровка с усилением ветра меняется, то такой аргумент отпадает. Провести же в условиях умеренного ветра такой эксперимент на двух совершенно одинаковых судах с разными центровками вряд ли возможно, да и нужды нет. Если вы гоняетесь на монотипе, то там "правда" рано или поздно выясняется. Вроде бы в пользу вашей версии, хотя и косвенно, свидетельствует успешное использование поворачиваемых вокруг вертикальной оси швертов на 505: если не максимальную скорость, то VMG на лавировке они увеличивают. Но у них нет при этом проблем с центровкой, которая может регулироваться в широких пределах, и им нет необходимости перекладывать на перо руля часть работы, которую делает шверт.

Коль уж завел разговор о вооружении иола, задам вопрос касательно установки парусов.
В слабые ветра наблюдаю некоторую пользу для работы грота со стакселем от установки гика ближе к ДП. При этом интенсивный обдув бизани с грота заставляет выбирать ее гик так близко к ДП, насколько это возможно (погона у нее нет, шкот крепится в одной точке). Складывается впечатление, что эффективность ее работы можно было бы повысить, вынеся гик чуть дальше на ветер.(???)
Интерес чисто теоретический - потребность в такой установке грота чрезвычайно редка, инструментально подтвердить очень маленький прирост скорости либо крутизны не удалось.
В сети попадаются снимки шлюпов с грота-гиком, вынесенным на ветер; как-то сомнительно, всё существо кричит "не верю!".

Существо привыкло верить старым учебникам. Советую почитать того же Джентри, про бизань у него я не встречал, но про взаимодействие стакселя и грота, и грота с двумя передними парусами у него написано подробно и убедительно. В частности, объясняется, почему на бермудском шлюпе грот с гиком, вынесенным наветер от ДП может давать большую тягу, чем выставленный "по классике". В принципе те же закономерности видятся и для работы бизани совместно с гротом. Бизань работает не в "чистом поле", а в потоке, изменённом другими парусами, и сама изменяет поток, в котором работают грот и передние паруса. Выбирая гик бизани наветер от ДП вы улучшаете работу грота, позволяете и его поставить под большим углом к вымпельному ветру.

[Toni Basilio]

Помнится, когда ходил на сильно переделанной Карине-20 (грот мачта от микрухи, а бизань от Кадета, ну и драконья генуя в придачу), так мы регулярно бизань на ветер вытаскивали, если грот ставили. Без грота такой потребности не было. Правда, надо заметить, что бизанька была полновата - около 7%.

 

kobomaka, а у Вас же генуя на закрутке? Если штагпирс большого диаметра и круглого сечения, то он мог влиять на колдунчики.

[Ильяф Иллер]

...ходил на сильно переделанной Карине-20 (грот мачта от микрухи, а бизань от Кадета, ну и драконья генуя в придачу)...

Можно подробнее? Имею те же мысли по Ёшке.

[lop]

Чтобы желающие не изнурялись гуглопереводом, приведу перевод выжимки-резюме из статьи Джентри про взаимодействие грота и стакселя.

Влияние стакселя на грот:

 

• Стаксель заставляет критическую точку на гроте смещаться вокруг мачты, ближе к подветренной стороне, как если бы ветер на гроте становился острее.
• В результате пиковые скорости в передней части подветренной стороны грота значительно уменьшаются. Как следствие этого, снижается и положительный градиент давления в зоне, где скорость обтекания начинает снижаться.
• Благодаря уменьшению градиента давления на гроте, снижается вероятность отрыва пограничного слоя и уменьшается зона отрыва за мачтой на подветренной стороне грота.
• Грот получает возможность эффективно работать при больших углах к вымпельному ветру без отрыва потока на подветренной стороне, чем в случае, когда он работает без стакселя. Это достигается именно благодаря уменьшению скорости на подветренной стороне грота при установке стакселя, а не увеличению скорости в этой зоне, как то трактуют адепты "эфекта Вентури" и подобных популярных теорий "щелевого эффекта".
• Между штагом и мачтой проходит значительно меньшее количество воздуха, когда стаксель работает в потоке вместе с гротом. Циркуляционные скорости стакселя и грота направлены навстречу друг другу в области между этими двумя парусами, благодаря чему они гасят друг друга, вынуждая воздух перетекать на подветренную сторону стакселя.
• Если подобрать стаксель шкоты и приблизить стаксель к гроту, то это вызовет дальнейшее повышение давления на подветренной стороне грота. Когда давления с наветренной и подветренной сторон сравняются, парус начинёт заполаскивать вдоль передней шкаторины.

Влияние грота на стаксель:

 

• Скос потока перед гротом вызывает сдвиг критической точки на стакселе к наветренной стороне, и лодка может идти острее к ветру без отрыва или заполаскивания на стакселе.
• Задняя шкаторина стакселя находится в области потока с высокой скоростью, созданного гротом. Таким образом, скорость на задней шкаторине стакселя будет выше, чем если бы работал только стаксель.
• Из-за более высокой скорости на задней шкаторине существенно увеличиваются скорости вдоль всей подветренной поверхности стакселя, когда стаксель работает вместе с гротом, это способствует высокой практической эффективности стакселя.
• Более высокие скорости на подветренной стороне стакселя означают, что он может работать под большим углом к вымпельному ветру без отрыва потока на подветренной стороне.
• Из-за всего этого соответствующая настройка и форма грота значительно влияют на эффективность работающего рядом с ним стакселя. Всё, что вызывает снижение скорости в области задней шкаторины стакселя (вроде отрыва на задней части грота) ведёт к снижению тяги стакселя.
• Настройка грота сильно влияет на способность лодки идти круто к ветру, поскольку прямо влияет на скос потока, приближающегося к передней шкаторине стакселя.
• Мачту всегда обвиняли в том, что она делает грот менее эффективным, чем стаксель. После проведённых мной исследований я считаю, что это только часть ответа. Другим, и вероятно не менее важным фактором является увеличение скорости на стакселе (благодаря гроту) и тот факт, что условие Кутты для него должно быть удовлетворено в локальной области повышенной скорости потока, которая создается гротом.

 

Ну вот п.5 влияния грота на стаксель можно сопоставить с влиянием бизани на грот. Если бизань в "классическом" положении, то она почти не влияет на скорость с подветренной стороны грота. А если она вынесена гиком наветер, то образующееся с её подветренной стороны дополнительное снижение давления (и увеличение скорости потока) способно предотвратить начинающийся отрыв потока на задней шкаторине грота и улучшить его работу. Хотя сама бизань непосредственный вклад в тягу при этом может и не вносить, а кому-то покажется, что она так только тормозит лодку.

[Kirilius83]

а что подразумевается под критической точкой?

 

скорость по задней шкаторине стакселя - в каком именно месте? с наветра. подветра, позади?

или наверно имеется ввиду та самая щель между гротом и стакселем, и выходящий с неё ускоренный поток засасывает поток из подветра  стакселя?

[FStager]

выжимки-резюме из статьи Джентри про взаимодействие грота и стакселя.

Я не теоретик, но по-моему -- это пурга.
Т.е., описывает явление он как бы правильно, но объясняет -- совершенно наизнанку.

Мне казалось, что теория крыла с большим углом атаки и всякие щелевые крылья по этому поводу - вещь известная, не?

[lop]

а что подразумевается под критической точкой?

 

скорость по задней шкаторине стакселя - в каком именно месте? с наветра. подветра, позади?

или наверно имеется ввиду та самая щель между гротом и стакселем, и выходящий с неё ускоренный поток засасывает поток из подветра  стакселя?

Критическая точка на теле, обтекаемом потоком - в которой скорость потока равна нулю, по другому - точка, где поток расходится в разные стороны, на наветренную и подветренную стороны паруса. Или сходится с двух сторон, прежде чем оторваться от тела.

Скорость на задней шкаторине стакселя (которая состоит из критических точек) с наветра и с подветра должна быть одинаковой, в соответствии с условием, которое у нас называют "Чаплыгина-Жуковского" а у них "Кутта".

[БАР]

Т.е., описывает явление он как бы правильно, но объясняет -- совершенно наизнанку.

Нет, объяснение правильное.

Коротко говоря - циркуляционное течение вокруг стакселя ухудшает работу грота, но позволяет установить грот под большим углом к вымпельному (общему) ветру, что частично снижает отрицательный эффект.

А наличие грота улучшает условия работы стакселя.

Есть две оговорки.

Первая - интерференция (взаимное влияние) парусов сильно зависит от геометрии. В первую очередь - от степени перекрытия грота и стакселя.

Вторая - возможность (и необходимость) устанавливать грот ближе к ДП отрицательно влияет на направление силы, которая на нем возникает. Сила может вырасти, а проекция тяги останется прежней или уменьшится.

Поэтому опасения коллеги Дон П.Зурита о положении гика шестой грот мачты вполне обоснованы.

Здесь можно провести некоторую, не очень строгую, аналогию с турбиной, имеющей несколько ступеней. Там эта проблема решается установкой спрямляющего аппарата.