Сообщений в теме: 1210

[CenterRime]

И здесь вертикальная составляющая "мама не горюй", нос скорее выдернет чем притопит.

к.png

День добрый. По материалам Ваших публикаций о парусе «крабовая клешня» поставили такой парус на туристический катамаран.

За сезон 2018 года катамаран прошел около 600 километров по рекам Ресета, Жиздра и Ока

Из них под парусом около 100 км.

 

 

Сшили пробный парус 6м2 из советской бязи 90гр./м с пропиткой разведенным  1/2 акриловым лаком.

 

 

полный отчет здесь.  https://forum.katera...isticheskogo-k/

Парус очень хорошо себя показал, однако есть и много вопросов которые нужно решить.

Нужно предусмотреть рифление паруса при шквальном ветре. В существующей конструкции для уборки паруса мы ставили парус в боковое положение и опускали одну из сторон паруса вдоль поперечной реи через блок на конце реи.

http://www.buddism.r...0814_113709.jpg

При сильном ветре парус при этом способе примет полную ветровую нагрузку, которая может доходить до 200 килограмм.

Также пока не удалось найти решения блока крепления поперечной реи паруса к верхушке мачты.

Если использовать полужесткие крепления то рея проседает ниже верхушки мачты и верхушка мачты ложится  на парус.

Если использовать шарнирное шаровое крепление то наклон паруса будет ограничен 45 градусами.

Также нагрузка на крепление примерно в полтора раза больше по сравнению с прямым парусом, поэтому крепление должно быть 

надежным. Например два анкерных шурупа 6мм ввернутые в верхушки мачты гнулись как макароны.

Будем рады любому конструктивному предложению.

 

Благодарю всех за ценные советы и все материалы по парусному оснащению.

Попутного ветра и хорошей команды!

Сообщение отредактировал CenterRime: 22 октября 2018 - 17:39

[Бамбула.]

=Появление проа-это путь примитивного человека: вначале было просто бревно.потом его заострили,выдолбили.придумали весло

И вот все это нам теперь предлагают как какие-то азро-гидродинамические изыски.Люди забыли ,что мы в 21 веке,что есть наука,такие понятия как удлинение паруса.индуктивное сопротивление

****

Данная невероятно простая блок - схема позволяет: 

1. Обогнать ветер.

2. Выехать из 20 узлов, по - прежнему обгоняя ветер.  

 

****

 

Есть такая хорошая инженерская поговорка: не надо прожигать дырку лазером там, где можно прожечь дырку раскалённым гвоздём. 

 

Умищем проа не понять,

Аршином общим не измерить,
Оно научит, твою мать,
Всех нас в теорию не верить.

При запредельной простоте
Оно имеет скорость хода,
С которой, кончивши физтех,
И то не ходят в наших водах.

Какой замут ! Размашист ! Лих !
Едва ли есть ещё на свете
Подобье схем таких чумных,
Где массу вынесли на ветер.

Сообщение отредактировал Бамбула.: 27 февраля 2020 - 19:31

[Serg-IF]

На счет гвоздя и лазера... для 12 века сделать долбленый корпус и нашить парой слоев тесаных досок было гораздо технологичней чем делать весь корпус и тесаных досок... сегодня гораздо технологичней сделать корпус из фанеры, чем аутентично делать хоть долбленый корпус хоть корпус из тесаных досок...

[утлюк]

........Люди забыли ,что мы в 21 веке,что есть наука,такие понятия как удлинение паруса.индуктивное сопротивление........

 

Ещё раз об индуктивном сопротивлении в 21-м веке.

   

Классическое, с картинками, объяснение как и почему индуктивное сопротивление крыла (паруса) появляется, можно почитать, например, здесь - http://femto.com.ua/...art_1/1343.html

 

Из рисунков (схем) всё понятно до слёз. 

 

Звучит "правда" об индуктивном сопротивлении следующим образом: 

 

"Свободные вихри вызывают (индуцируют) в области между торцами крыла потоки, направленные вниз, которые, налагаясь на набегающий поток, отклоняют последний вниз на угол Δα (угол скоса потока)".

Дополнительный угол скоса плюсуется к углу атаки и .... получайте господа дополнительное лобовое сопротивление.

Т.е. индуктивное сопротивление, это прирост лобового сопротивления крыла (паруса) за счёт скоса потока (увеличения угла атаки), причиной которого есть перетекание воздуха с нижней поверхности крыла на верхнюю и, как следствие, "прогиб" потока за крылом вниз, на некоторый угол.

 

А как выглядит картинка обтекания для клешни, которая имеет несколько отличную форму от рассмотренного ранее крыла, и ориентирована в пространстве "когтем" к ветру?

Во-первых, на клешне будет всего один вихрь, за подветренным рейком.

 

Во-вторых, этот вихрь никак не будет "налагаться" на  поток за кромкой (условно задней), ограниченной подветренным рейком, и отклонять его вниз.

 

В третьих, воздух, выходящий по конусу клешни через свободную шкаторину, тоже не будет искривлять пространство "налагаться" на поток и "прогибать" его вниз.

 

Итого получается: 

- отклонения потока вниз в "закрыльевой" зоне нет;

- следовательно, нет и приращения лобового сопротивления за счёт этого, несуществующего искривления, т.е. нет индуктивного сопротивления. 

 

Или что то не так? 

[БАР]

Во-первых, на клешне будет всего один вихрь, за подветренным рейком.

- следовательно, нет и приращения лобового сопротивления за счёт этого, несуществующего искривления, т.е. нет индуктивного сопротивления. 

 

Или что то не так? 

Не так.

Вихрь вдоль рейка создает на всей поверхности паруса (крыла) поле скоростей, направленное вниз. Vy на Вашем правом верхнем рисунке.

Поэтому и на КлКр будет по всей его поверхности будет действовать индуктивный скос. И появится индуктивное сопротивление. Возможно, иное по величине, поскольку вихрь один.

[lop]

Ещё раз об индуктивном сопротивлении в 21-м веке.
image237.gif   1-96.jpg
Классическое, с картинками, объяснение как и почему индуктивное сопротивление крыла (паруса) появляется, можно почитать, например, здесь - http://femto.com.ua/...art_1/1343.html
 
Из рисунков (схем) всё понятно до слёз.

Ой ли? Посмотрите ещё раз на первые два рисунка из вашей ссылки:

 Вихри образуются не только на торцах крыла, они образуются в любом месте по размаху, где меняется циркуляция/локальная подъёмная сила на профиле продольного сечения крыла.
А рисунок

показывает картину в дальнем следе крыла, когда все продольные вихри, распределённые по размаху, слились в два отдельных жгута вихрей.

Звучит "правда" об индуктивном сопротивлении следующим образом: 
 
"Свободные вихри вызывают (индуцируют) в области между торцами крыла потоки, направленные вниз, которые, налагаясь на набегающий поток, отклоняют последний вниз на угол Δα (угол скоса потока)".
Дополнительный угол скоса плюсуется к углу атаки и .... получайте господа дополнительное лобовое сопротивление.
Т.е. индуктивное сопротивление, это прирост лобового сопротивления крыла (паруса) за счёт скоса потока (увеличения угла атаки), причиной которого есть перетекание воздуха с нижней поверхности крыла на верхнюю и, как следствие, "прогиб" потока за крылом вниз, на некоторый угол.

Всё верно, причём, независимо от формы крыла или его удлинения: есть перетекание с нижней поверхности на верхнюю - есть и индуктивное сопротивление.

А как выглядит картинка обтекания для клешни, которая имеет несколько отличную форму от рассмотренного ранее крыла, и ориентирована в пространстве "когтем" к ветру?
ин.png
Во-первых, на клешне будет всего один вихрь, за подветренным рейком.

Неверно, на самом крыле/парусе продольных вихрей будет множество (бесконечное), поскольку циркуляция на этом крыле непрерывно меняется по размаху, то есть, будет то же, что на первых двух картинках.

Во-вторых, этот вихрь никак не будет "налагаться" на  поток за кромкой (условно задней), ограниченной подветренным рейком, и отклонять его вниз.

Это откуда такой вывод? Поток, что перед передней кромкой, что на самом крыле, что за задней кромкой это и есть наложение/суперпозиция потока "на бесконечности", в каждой точке которого скорости равны по величине и направлению, и "локальных потоков" от каждого элементарного вихря. Это общий принцип при рассмотрении обтекания тел, от вашей воли не зависящий.

В третьих, воздух, выходящий по конусу клешни через свободную шкаторину, тоже не будет искривлять пространство "налагаться" на поток и "прогибать" его вниз.
...

Опять совершенно голословно. В любом потоке, независимо от его формы, должны соблюдаться некоторые законы, например, закон сохранения импульса. Суть этого закона в гидродинамике сформулирована в теореме Томсона. Ваша картинка с разноцветными стрелками и спиральками этот закон совершенно похеривает.

В "дальнем следе", то есть на расстоянии 3-5 длин вашего паруса будут точно такие же два продольных вихревых жгута, что и у обычного крыла или паруса, ну и индуктивное сопротивление, натурально, будет больше, чем у крыльев большого удлинения.

[утлюк]

..... В любом потоке, независимо от его формы, должны соблюдаться некоторые законы, например, закон сохранения импульса. Суть этого закона в гидродинамике сформулирована в теореме Томсона. Ваша картинка с разноцветными стрелками и спиральками этот закон совершенно похеривает.

.....

Конечно же, я не специалист по гидродинамике, и о Томсоне услышал впервые, но......

 

О похеривании Томсона.

 

Согласно кинематической теореме Томсона (Кельвина), индивидуальная, или субстанциональная, производная по времени от циркуляции скорости по жидкому (состоящему всё время из одних и тех же частиц) замкнутому контуру равна циркуляции ускорения по тому же контуру.  Таким образом, вихревое движение идеальной жидкости не может ни самопроизвольно возникать, ни исчезать.

 

"Как и теорема Бернулли, теорема Томсона справедлива только для идеальной жидкости, подобно тому, как закон сохранения момента количества движения в механике выполняется при вращательном движении только в отсутствие трения. В том, что вихревое движение может самопроизвольно возникать и исчезать, легко убедиться, если сделать в воде сильный гребок ладонью или любым другим предметом. За ладонью появится дорожка воронок, которые через некоторое время исчезнут. Появление вихревой дорожки, как и ее исчезновение, объясняется эффектами вязкости,...."

 

А вокруг клешни не идеальная жидкость, а реальный воздух, треугольное крыло малого удлинения, в котором воздух с нижней поверхности отводится "в сторону", продольный вихрь у одной шкаторины (или два на "спине" клешни), в котором(-ых) создается сильное разрежение, подсасывающее пограничный слой (и снижающее давление). 

 

Плюс ещё:

 

".......Сложное пространственное обтекание крыльев малого удлинения, у которых большое значение имеет поперечное обтекание, создающее весьма сложное поле давлений на поверхности, делает невозможным применение к ним теории крыла большого удлинения. Большое влияние на аэродинамические характеристики крыльев малого удлинения оказывает форма в плане.

 

Основные аэродинамические характеристики крыльев малых удлинений определяются в основном экспериментальным путем, хотя имеются и различные полуэмпирические методы их расчета.

 

Перетекание воздуха через боковые кромки крыла у крыльев малого удлинения распространяется на значительную часть размаха, создавая пространственное обтекание крыла трехмерным потоком. Эксперименты показывают, что вихревая пелена уже на самой поверхности крыла малого удлинения свертывается в два мощных вихревых жгута, которые отходят под большим углом к поверхности..."

 

Т.е., налицо "...аршином общим не измерить..."

[БАР]

Конечно же, я не специалист по гидродинамике, и о Томсоне услышал впервые, но......

О похеривании Томсона.

"Как и теорема Бернулли, теорема Томсона справедлива только для идеальной жидкости

"делает невозможным применение к ним теории крыла большого удлинения. 

Перетекание воздуха через боковые кромки крыла у крыльев малого удлинения распространяется на значительную часть размаха, создавая пространственное обтекание крыла трехмерным потоком.

Эксперименты показывают, что вихревая пелена уже на самой поверхности крыла малого удлинения свертывается в два мощных вихревых жгута, которые отходят под большим углом к поверхности..."

Коллега lop напрасно упомянул теорему Томсона в данном случае, поскольку она связана с нестационарным движением. А мы можем рассматривать обтекание клешни, как стационарный процесс. Уже при этом, как мы видим, проблем хватает.

Что касается теоремы, то она реально работает и в вязкой жидкости. При этом моделируется как физически, так и численно. Но речь идет о поперечной вихревой пелене. Почитайте про разгонный вихрь.

К нашему случаю применима первая теорема Гельмгольца. Она справедлива и для вязкой, и для невязкой жидкости. И она объясняет появление непрерывной продольной вихревой пелены при изменении циркуляции по размаху. К слову, интеграл Бернулли справедлив и для вязкой жидкости и даже для нестационарного течения. Там только появляются дополнительные слагаемые. Но закон сохранения энергии, который он описывает - незыблем. 

Заявление о неприменимости к крыльям малого удлинения теории крыла большого удлинения - не более, как казуистика. И к тем и к другим применима теория крыла. А влияние удлинения учитывается. Только не надо про него забывать.

Перетекание воздуха через боковые кромки крыла у крыльев малого удлинения распространяется на значительную часть размаха, что и является причиной появления индуктивного сопротивления.

Что касается вихрей на засасывающей поверхности, мы этот вопрос уже неоднократно обсуждали. Когда нижний реек горизонтален или задран вверх, никаких сколько-нибудь значимых вихрей не будет. КлКр в этом случае обтекается не как треугольное крыло, а как половинка обычного (допустим - самолетный киль). И имеет место другая картина.

[lop]

Коллега lop напрасно упомянул теорему Томсона в данном случае, поскольку она связана с нестационарным движением. А мы можем рассматривать обтекание клешни, как стационарный процесс. Уже при этом, как мы видим, проблем хватает.

Большая часть этих проблем, то есть, непонимание того, откуда на крыле, при стационарном обтекании, появляется подъёмная сила, как раз и связано с тем, что её наличие в этом режиме противоречит закону сохранения импульса, то есть, той самой теореме Томсона. И народ начинает выдумывать альтернативную аэродинамику. Например, такую, в которой вихрь может возникать только с одной стороны крыла.

Что касается теоремы, то она реально работает и в вязкой жидкости. При этом моделируется как физически, так и численно. Но речь идет о поперечной вихревой пелене. Почитайте про разгонный вихрь.

Да, интенсивность присоединённого (поперечного) вихря на крыле равна интенсивности вихря стартового (похеренного "стационарностью", тоже поперечного). Точно так же интенсивность правого бокового (продольного) вихря в точности равна интенсивности левого бокового (продольного) вихря. Всё в соответствии с теоремой Томсона, то есть с законом сохранения момента количества движения. У утлюка на парусе возникает один вихрь, без парного ему вихря, но с противоположным вращением, что этому закону сохранения противоречит.

...
Перетекание воздуха через боковые кромки крыла у крыльев малого удлинения распространяется на значительную часть размаха, что и является причиной появления индуктивного сопротивления.

Значительная часть размаха... как-то неопределённо, не находите? А если бы это перетекание распространялось на незначительную часть размаха, то и причины появления индуктивного сопротивления не было бы? Причина - в самом факте перетекания, то есть трёхмерности картины обтекания и несимметричности потока сверху и снизу (или с наветра и подветра) несущей поверхности. Фактически для реального, то есть трёхмерного объекта, индуктивное сопротивление возникает всякий раз, когда на этом объекте возникает подъёмная сила. То есть всяческие попытки, многочисленные и повторяющиеся снова и снова среди алтернативщиков, изобрести такую форму крыла, у которой индуктивное сопротивление отсутствует, а подъёмная сила присутствует, заранее обречены на провал. Но они упорные, ведь "упорство всё преодолеет" (с).

Что касается вихрей на засасывающей поверхности, мы этот вопрос уже неоднократно обсуждали. Когда нижний реек горизонтален или задран вверх, никаких сколько-нибудь значимых вихрей не будет. КлКр в этом случае обтекается не как треугольное крыло, а как половинка обычного (допустим - самолетный киль). И имеет место другая картина.

На самолётном киле, равно как и на треугольном крыле, не будет "сколько-нибудь значимых"  вихрей, если они обтекаются симметрично. Но и боковой/подъёмной силы на них при этом не будет, сколь-нибудь значимой. А если обтекание перестанет быть симметричным, то появятся "значимые" подъёмная сила, вихри, и индуктивное сопротивление.

[БАР]

1. Да, интенсивность присоединённого (поперечного) вихря на крыле равна интенсивности вихря стартового (похеренного "стационарностью", тоже поперечного). Точно так же интенсивность правого бокового (продольного) вихря в точности равна интенсивности левого бокового (продольного) вихря. Всё в соответствии с теоремой Томсона, то есть с законом сохранения момента количества движения. У утлюка на парусе возникает один вихрь, без парного ему вихря, но с противоположным вращением, что этому закону сохранения противоречит.

2. Значительная часть размаха... как-то неопределённо, не находите? А если бы это перетекание распространялось на незначительную часть размаха, то и причины появления индуктивного сопротивления не было бы?

3. На самолётном киле, равно как и на треугольном крыле, не будет "сколько-нибудь значимых"  вихрей, если они обтекаются симметрично. Но и боковой/подъёмной силы на них при этом не будет, сколь-нибудь значимой. А если обтекание перестанет быть симметричным, то появятся "значимые" подъёмная сила, вихри, и индуктивное сопротивление.

1. Нет. В данном случае Томсон не причем. Причем - Гельмгольц.    Простейшей моделью крыла конечного размаха будет модель подковообразного (П-образного) вихря. Он состоит из присоединенного поперечного вихря и двух свободных продольных. Но это - один вихрь с постоянной по Гельмгольцу интенсивностью. А вот симметрией присоединенному вихрю будет стартовый. Здесь Вы правы.

Для КлКр мы говорим об одном продольном вихре - вдоль верхнего рейка. Но имеет место и второй, вдоль нижнего. О нем в процессе разговора просто забыли. А он тоже создает индуктивное сопротивление. 

2. В данном случае действительно неопределенно. В расчете все определяется уменьшением вызванной скорости по мере удаления от боковой кромки. Условно, при равной подъемной силе, зона значимого влияния торцевых вихрей будет примерно одинаковой для крыльев разного размаха. А дальше это влияние стремительно падает и его можно не учитывать, хотя это и приведет к некоторой ошибке. Но индуктивное сопротивление действительно будет всегда, когда будет подъемная сила. 

3. Речь немного о другом. Самолетный киль, даже при наличии угла скольжения (дрейфа по-нашему) будет только половинкой обычного треугольного крыла. Его обтекание будет иным и вихря на засасывающей поверхности, как у обычного треугольного крыла, не будет. Вернее он будет другим и иметь иную геометрию и свойства. В частности это будет связано с несимметрией крыла относительно корневой хорды.

[утлюк]

......интенсивность правого бокового (продольного) вихря в точности равна интенсивности левого бокового (продольного) вихря. Всё в соответствии с теоремой Томсона, то есть с законом сохранения момента количества движения. У утлюка на парусе возникает один вихрь, без парного ему вихря, но с противоположным вращением, что этому закону сохранения противоречит........

Товарищи аэродинамики ЦАГИ и академии Жуковского в ходе исследований продолных (носовых) вихрей треугольного крыла неоднократно констатировали (а я приводил результаты их исследований на форуме), что:

- продолные вихри имеют одинаковую интенсивность при симметричном обтекании;

- обтекание треугольного крыла с увеличением угла скольжения приводит:

  а) к смещению вихрей, а именно, наветренного в сторону оси симметрии крыла, подветренного - к подветренной кромке и далее, за неё;

  б) к постепенному, с увеличением угла скольжения, разрушению наветренного продольного вихря, вплоть до его исчезновения. 

 

Таким образом, в определённом диапазоне углов скольжения, остаётся один продольный вихрь, находящийся в районе подветренной кромки. Второй "развалившийся", "лежит" на выпуклой поверхности паруса.

Как из этой ситуации выходит товарищ Томсон, вопрос третий. Но продольный вихрь при обтекании клешни остаётся один. Его "портрет" я неоднократно публиковал на форуме. Вполне себе здоровенький мужичок, и, как мне кажется, вполне значимый. А иначе и быть не может, давление то снизу стремится выровняться с верхним, вот и вращается вихрь вдоль рейка......