Перейти к содержимому

Фотография
- - - - -

Управляемый шверт


Сообщений в теме: 306

#26 breton

breton

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 077 сообщений
  • Из:-

Отправлено 20 сентября 2016 - 09:52

 

 

В статье приведены и аргументы против использования поворотного шверта

да, та статья - просто любительская компоновка, там еще и в конце приведены цитаты известных людей, которые тоже якобы против. Эта аргументация против как раз и интересна тем, что позволяет очертить область успешного применения швертов с изменяемым углом атаки..

 

 

 

поскольку поворотный шверт берёт на себя всю или часть работы корпуса по созданию бокового дрейфа, то он работает под большим углом атаки, чем фиксированный, следовательно, ближе к критическому углу, а значит требует более точного управления и более склонен к срыву потока, особенно при волнении и свежем ветре;

да, так и есть, плюс еще при волнении его в швертколодце начинает колбасить, плюс еще тот факт что в швертколодце он прилегает меньшей площадью поверхности - растёт нагрузка, что может привести к поломке (и приводит, при ретрофите на старые лодки, приходится усиливать). 

Но чем выше скорость лодки тем меньше стоимость ошибки и меньше вероятность срыва потока. В слабые ветра да, приходится больше уваливаться после поворота чтобы быстрее разогнаться. Еще после установки такого шверта люди часто по-привычке продолжают ориентировать корпус к ветру слишком круто, что провоцирует и срыв потока на шверте, и вообще потерю скорости. В общем, некоторое время приходится прикатываться к изменениям. Еще засада для тех, кто пытается копировать настройки парусов в регате с лодки, у которой установлен такой шверт (не имея его).. :)

 

 

 

негативное влияние на работу пера руля, поскольку след от шверта, идущий у неповоротных ближе к борту, на корпусах  с поворотным швертом проходит ближе к перу руля, увеличивая его сопротивление (мнение известного дизайнера Фрэнка Бетвайта);

может быть (я правда не нашёл реальных исследований на эту тему). Но практика показывает что выигрыш в скорости компенсирует и это.

 

 

 

 в открытых классах, где их использование разрешено, польза поворотных швертов особенно заметна на плоскодонных корпусах  без заострённых носов, на лодках же с узкими носовыми шпангоутами, помогающими создавать боковую силу, толку от них мало.

Был пример когда на тонник поставили фальшкиль на здоровенной оси (выточили болт диаметром с мою ногу), допускавший поворот фальшкиля по принципу такого шверта. Пока не забанили - выигрывал гонки. 

Hobie 16, имеющий острые корпуса, дрейфует очень, очень сильно. Шверт в этом плане куда полезнее.

 

 

 

Как мне кажется, лазер как раз можно отнести к таким корпусам.

тут не соглашусь, он же глиссирует даже в полный бейдевинд, обводы как раз не водоизмещающие..


  • 0

#27 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 20 сентября 2016 - 19:53

1. Удлиннение подбирается таким образом чтобы реализовать скоростной потенциал лодки. Пусть зависимость меняется мало, но сам то шверт на Лазере или Фине или на 505 отличаться будет очень сильно.

2. эффективнее в каком плане? На используемом в фиксироавнных швертах 505х наса009 профиле после 7 градусов резко начинает расти сопротивление потоку. 

3. Не понял про большее удлиннение. Вы имеете в виду фиксированную толщину, и удлиннение от неё? Ведь понятно, что на 13 узлах в бейдевинд будет эффективнее шверт толщиной в 25мм (например), чем шверт толщиной в 35мм, но большего удлиннения.

4. не понимаю, почему компенсация дрейфа доворотом шверта увеличит сопротивление корпуса? Проекция ведь уменьшится, соответственно и сопротивление корпуса уменьшится. 

5. По курсу, vmg с учётом одной смены галса выходит такая

TWS         6   8     10    12   14     16    20
угол        44  46.5  50    52   54     55    56
скорость    5   6.7   8.5   10   11.5   13    15
VMG         5   5.3   5.6   6    6.5    7     7

в то время как такая же табличка для Фина показывает куда меньшую компенсацию дрейфа скоростью, соответственно vmg страдает.

TWS         6   8     10    12   14     16    20
угол        45  44.5  44    43.5 43     42.5  41.4
скорость    4   4.8   5.4   6.1  6.8    7.6   9
VMG         4.1 4.4   4.6   4.8  4.9    5     5

Т.е. если лодка не может идти быстро, вынуждена в лавировке резаться круче к ветру чтобы компенсировать растущий из-за растущей силы ветра дрейф. Поправьте меня если я не прав.

1. Шверты в этих классах разные. Но это прихоть конструктора. Чем он руководствовался, выбирая тот или иной шверт - знает только он. Но, уверен, что не максимальной эффективностью. Финн тому яркий пример. Шверт очень неэффективный.

2. В плане создания поперечной силы, препятствующей дрейфу. Оптимальный угол для этого профиля - 4 градуса. Дальше качество падает. Но и при меньших углах он менее эффективен. Сопротивление там меньше, но поперечная сила катастрофически уменьшается.

3. Про толщину профиля я вообще не говорил. Удлинение с толщиной не связано. Только если из соображений прочности. Речь о том, что шверт большего удлинения (6 против 4, например) эффективнее при любой скорости. И при всех докритических углах атаки.

4. Не корпуса, а судна в целом. Но речь шла не об этом. В последовательности, которую изложил, мы силу тяги сравнили с силой сопротивления судна, движущегося без дрейфа. Поскольку угол дрейфа нам не известен. Когда мы определились со скоростью и силами, мы этот угол можем оценить и учесть его влияние на сопротивление судна в целом: корпуса и шверта. И дальше, методом последовательных приближений, найти параметры движения судна.

5. Какая-то странная табличка. Во всяком случае - первая колонка. VMG - проекция на направление на знак. Если дистанция установлена правильно, то это направление совпадает с направлением ветра. "Скорость" - скорость судна по курсу. Если курс судна к ветру 45 градусов, то как эти две величины могут быть равны? А для Финна VMG даже больше! Хотя должно быть VMG = V cos 45

Да и дальше, до 10 м/с включительно, цифры нефизичные. Потом все приходит в норму более-менее.


  • 0

#28 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 20 сентября 2016 - 20:01

может быть (я правда не нашёл реальных исследований на эту тему).

А какие нужны исследования? Посмотрите на картинку в 20 сообщении из статьи по Вашей ссылке.

Там стрелочками нарисован поток, сходящий со шверта. Вихревой след расположен по этим же стрелочкам.

Пририсуйте на корме руль и Вы увидите, что на левой картинке этот след будет дальше от пера, чем на правой.

Вред от вихревого следа в том, что он снижает эффективность руля и вынуждает перекладывать его на больший угол. Т.е. увеличивать сопротивление.


  • 0

#29 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 20 сентября 2016 - 21:14

...
2. В плане создания поперечной силы, препятствующей дрейфу.
...

Эта же поперечная сила создаёт и кренящий момент. Следовательно, чем "эффективнее" шверт, тем больший кренящий момент испытывает лодка. Но возможность противодействовать этому кренящему моменту у нас ограничена весом экипажа. И с усилением ветра наступает момент, когда "эффективность" шверта приводит к излишнему крену, снижению эффективности парусов и уменьшению скорости. Так что и у роста удлинения шверта есть разумные границы. На другой границе ветрового диапазона, при слабых ветрах и малой скорости лодки, эффективность швертов большого удлинения тоже сомнительна, так как дрейф при этом велик и на шверте возникает срыв потока, тогда как шверт малого удлинения (той же площади), например, финновский, работает вполне удовлетворительно.

...Оптимальный угол для этого профиля - 4 градуса. Дальше качество падает. Но и при меньших углах он менее эффективен. Сопротивление там меньше, но поперечная сила катастрофически уменьшается.

Из этого следует логичный вывод, что лучше всего (с максимальным ГД качеством) шверт работает при этом угле атаки. Но угол атаки/дрейфа меняется с ростом скорости, чем выше скорость, тем он меньше. И если мы превышаем скорость, при которой угол атаки шверта оптимальный, то для возвращения максимального его качества имеет смысл, например, уменьшить площадь шверта, попутно уменьшив и его удлинение.

3. Про толщину профиля я вообще не говорил. Удлинение с толщиной не связано. Только если из соображений прочности. Речь о том, что шверт большего удлинения (6 против 4, например) эффективнее при любой скорости. И при всех докритических углах атаки.
...

И удлинение, и толщина влияют на сопротивление шверта, и в этом смысле они связаны. Ну, и через прочность/жёсткость, конечно. Пусть площадь шверта задана исходя из высших дизайнерских соображений. Если мы хотим уменьшить сопротивление шверта посредством снижения его индуктивной составляющей, то мы увеличиваем удлинение. Увеличить удлинение шверта можно увеличив его длину и уменьшив его ширину, то есть укоротив хорду профиля. При этом изгибающий момент возрастает, а момент сопротивления, если не увеличить толщину профиля, снижается. Естественно, что если прочность материала уже была на грани допустимого, то придётся увеличивать толщину профиля. При этом относительная толщина растёт быстрее, чем растёт удлинение, и, вполне возможно, что выигрыш в индуктивном сопротивлении полностью съестся проигрышем в сопротивлении профильном. Я уже а другой теме приводил пример для подводных крыльев у кайтеров, там оптимальным считается удлинение 5-6, большее ведёт только к снижению скорости. Меньшее тоже ведёт к снижению скорости, но зато менее требовательно к контролю и возможным ошибкам "рулевого".

С учётом того, что рост удлинения вовсе не абсолютное благо, а с ростом скорости потребность в площади шверта уменьшается, вполне логично предположить, что для скоростных режимов предпочтительнее небольшой шверт умеренного удлинения и малой толщины, нежели шверт той же ширины с большей длиной и толщиной.
  • 0

#30 breton

breton

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 077 сообщений
  • Из:-

Отправлено 20 сентября 2016 - 21:45

 

 

Шверты в этих классах разные. Но это прихоть конструктора. Чем он руководствовался, выбирая тот или иной шверт - знает только он. Но, уверен, что не максимальной эффективностью. Финн тому яркий пример. Шверт очень неэффективный.

можем взять другую лодку, тот же Лазер, или килевые яхты. У меня есть доступ к объемной базе данных polar diagrams (как это по-русски?), регулярно консультируюсь при выборе лодок..

К слову, мнение о неэффективности финновского шверта имхо необоснованное. Да, он выглядит архаично, но работает при этом значительно лучше чем можно себе представить. В инете есть статьи на эту тему, можно найти по ключевым cfd on the finn

 

 

 

 В плане создания поперечной силы, препятствующей дрейфу. Оптимальный угол для этого профиля - 4 градуса. Дальше качество падает. Но и при меньших углах он менее эффективен. Сопротивление там меньше, но поперечная сила катастрофически уменьшается.

я не знаю какой профиль используют в поворотных швертах (по ощущениям там идёт переход между профилями, начинают одним и аппроксимируют к другому по длине шверта), упомянутый выше - он использовался в неповоротных швертах предыдущих поколений.

Но я хотел другое спросить - угол атаки ведь зависит от скорости лодки. Грубо говоря, рулевой решает, или он хочет выбить паруса по-максимуму и идти как можно круче к ветру (соответственно угол атаки увеличится) либо предпочтёт полный бейдевинд, наберёт скорость, и соответственно уменьшит угол атаки. Т.е. нельзя говорить о каком-то оптимальном угле атаки в отрыве от скорости лодки. Насколько я понял, оптимизируют поворотные шверты именно под скорость, когда начинает сказываться выигрыш в снижении сопротивления корпуса. 

 

 

 

Про толщину профиля я вообще не говорил. Удлинение с толщиной не связано. Только если из соображений прочности. Речь о том, что шверт большего удлинения (6 против 4, например) эффективнее при любой скорости. И при всех докритических углах атаки.

так и я про это. Что нужно еще и это учитывать. Если на медленную лодку можно поставить толстый деревянный шверт и он будет нормально работать, то на быструю имеет смысл ставить шверт потоньше, и его придётся делать из композитов. Скорость - дорогое удовольствие. Удлиннение у него будет такое же, площадь меньше, отношение длины к ширине больше.

Говорить о том что шверт большего удлиннения эффективнее при любой скорости имхо некорректно, т.к. для скорости эффективно снижать лобовое сопротивление шверта, которое растёт нелинейно, а не увеличивать удлиннение. Удлинняя шверт с 4 до 6 мы получим меньший выигрыш, чем уменьшая толщину на те же 30 процентов..  Всё это в привязке к скорости. 

 

 

 

 Какая-то странная табличка.

да, поздно было, голова совсем не варила уже. Сверился со справочником -  то не VMG а скорость для оптимального полного курса при указанной силе ветра, т.е. совсем не то.

 

 

Там стрелочками нарисован поток, сходящий со шверта. Вихревой след расположен по этим же стрелочкам.

Пририсуйте на корме руль и Вы увидите, что на левой картинке этот след будет дальше от пера, чем на правой.

Вред от вихревого следа в том, что он снижает эффективность руля и вынуждает перекладывать его на больший угол. Т.е. увеличивать сопротивление.

но мы же не будем измерять длину этих стрелочек на картинке чтобы узнать величину завихрений и влияний на перо руля? :)

При старте с пляжа я на этой лодке вообще без руля отхожу, немного опущен шверт и далее баланс парусами.

На скорости шверт прилично гнётся под нагрузкой, т.е. всё равно не находится в одной плоскости с рулём.

Плюс основные завихрения у шверта в самом низу, на окончании, и в самом верху если он выходит из воды. 

 

Если бы влияние этих завихрений было таким значимым, то тогда бы и на килевых лодках фальшкили убирали бы из плоскости руля, тк. иначе бы на полных курсах руль лодку бы тормозил..  :)

В общем, я не вижу причин считать это влияние значимым. Оно есть, не спорю, но компенсируется выигрышем в скорости. 


  • 0

#31 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 21 сентября 2016 - 09:11

1. На другой границе ветрового диапазона, при слабых ветрах и малой скорости лодки, эффективность швертов большого удлинения тоже сомнительна, так как дрейф при этом велик и на шверте возникает срыв потока, тогда как шверт малого удлинения (той же площади), например, финновский, работает вполне удовлетворительно.

2. то для возвращения максимального его качества имеет смысл, например, уменьшить площадь шверта, попутно уменьшив и его удлинение.

3. При этом относительная толщина растёт быстрее, чем растёт удлинение, и, вполне возможно, что выигрыш в индуктивном сопротивлении полностью съестся проигрышем в сопротивлении профильном.

1. Этот тезис для меня не очевиден. При одинаковой установке парусов соотношение силы тяги и силы дрейфа от скорости ветра не зависит.

На подводной части соотношение сил сопротивления и противодействия дрейфу тоже не должно меняться. Почему при слабых ветрах дрейф больше?

2. Выбрать слегка. Почему бы и нет?

3. Здесь надо смотреть конкретную геометрию. Обычно для крыла индуктивное сопротивление может достигать 98% от полного.

Это - в пределе. Но это позволяет предположить, что выигрыш в индуктивном сопротивлении будет больше, чем потери в сопротивлении формы. Но, повторяю, это надо считать, поскольку могут быть варианты.


  • 0

#32 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 21 сентября 2016 - 09:27

1.  У меня есть доступ к объемной базе данных polar diagrams (как это по-русски?).

2. К слову, мнение о неэффективности финновского шверта имхо необоснованное. Да, он выглядит архаично, но работает при этом значительно лучше чем можно себе представить. 

3. Но я хотел другое спросить - угол атаки ведь зависит от скорости лодки. Грубо говоря, рулевой решает, или он хочет выбить паруса по-максимуму и идти как можно круче к ветру (соответственно угол атаки увеличится) либо предпочтёт полный бейдевинд, наберёт скорость, и соответственно уменьшит угол атаки. Т.е. нельзя говорить о каком-то оптимальном угле атаки в отрыве от скорости лодки.

4. Насколько я понял, оптимизируют поворотные шверты именно под скорость, когда начинает сказываться выигрыш в снижении сопротивления корпуса. 

5. Говорить о том что шверт большего удлиннения эффективнее при любой скорости имхо некорректно, т.к. для скорости эффективно снижать лобовое сопротивление шверта, которое растёт нелинейно, а не увеличивать удлиннение. Удлинняя шверт с 4 до 6 мы получим меньший выигрыш, чем уменьшая толщину на те же 30 процентов..  Всё это в привязке к скорости. 

6. но мы же не будем измерять длину этих стрелочек на картинке чтобы узнать величину завихрений и влияний на перо руля? :)

На скорости шверт прилично гнётся под нагрузкой, т.е. всё равно не находится в одной плоскости с рулём.

Плюс основные завихрения у шверта в самом низу, на окончании, и в самом верху если он выходит из воды. 

7. Если бы влияние этих завихрений было таким значимым, то тогда бы и на килевых лодках фальшкили убирали бы из плоскости руля, тк. иначе бы на полных курсах руль лодку бы тормозил.

1. Так и будет - полярные диаграммы.

2. Все познается в сравнении. Поэтому термин лучше-хуже ни о чем не говорит. С другой стороны он такой, какой есть. Все равно правила класса не позволяют его менять.

3. Оптимальный угол атаки от скорости не зависит. Если говорить о парусах, при изменении скорости судна меняется скорость и направление вымпельного ветра. Поэтому чтобы сохранить оптимальный (прежний) угол атаки нам приходится работать с парусами. Или приводиться на порывах.

4. Я думаю, что их оптимизируют по силе противодействия дрейфу. 

5. Посмотрите п.3 моего предыдущего сообщения (31). Там я ответил на этот вопрос. Вклад индуктивного сопротивления значительно больше профильного.

6. Дело не в длине стрелочек, а в отстоянии линий, на которых они лежат, от пера руля. Изгиб шверта отводи слет дальше от руля. Т.е. в данном случае это в плюс. Со шверта сходят два сосредоточенных вихревых жгута. Достаточно мощных - с нижней кромки и в месте притыкания к корпусу. И распределенная вихревая пелена по всему размаху. Но ее влиянием можно пренебречь.

7. На полных курсах дрейфа практически нет. Значит нет и вихревого следа. Поэтому он не тормозит. А как только дрейф появляется, след уходит в сторону от руля на величину угла дрейфа. Если не поворачивать корпус швертбота, как нарисовано на правой картинке.


  • 0

#33 breton

breton

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 077 сообщений
  • Из:-

Отправлено 21 сентября 2016 - 09:50

 

 

Оптимальный угол атаки от скорости не зависит.

если рассматривать шверт сам по себе. А если в системе с лодкой - ей может быть не нужна вся подъемная сила развиваемая при оптимальном угле атаки, на данной скорости. Достаточно будет меньшей, при меньшем угле и меньшем сопротивлении. Я об этом. 

 

 

 

Вклад индуктивного сопротивления значительно больше профильного

 

причём у пресловутого фина это сопротивление пера руля больше чем шверта, не смотря на площадь и длину последнего.  Т.к. удлиннение и дрейф. Снижаем дрейф поворотным швертом, снижаем и сопротивление руля. 

 

 

 

На полных курсах дрейфа практически нет.

а как же раскачка лодки?


  • 0

#34 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 21 сентября 2016 - 10:34

1. Этот тезис для меня не очевиден. При одинаковой установке парусов соотношение силы тяги и силы дрейфа от скорости ветра не зависит.
На подводной части соотношение сил сопротивления и противодействия дрейфу тоже не должно меняться. Почему при слабых ветрах дрейф больше?

Если вы не оспариваете то, что с увеличением скорости лодки дрейф уменьшается, то почему оспариваете то, что с уменьшением скорости он будет увеличиваться? Включаем логику.
Представим, что лодка стоит с растравленными парусами, скорость её (и шверта) относительно воды равна нулю. Добираем парус, на лодку начинает действовать аэродинамическая сила, под углом к ДП, скажем, градусов 45-60 а то и больше. В том же направлении лодка приобретает ускорение, и начальную скорость, ведь боковая сила, как и гидродинамическая сила вообще в этот начальный момент отсутствует. Значит, начальный угол дрейфа при крайне малой скорости тоже будет те же 45-60° к ДП. И только по мере набора скорости дрейф постепенно начинает уменьшаться до приличной величины, при которой шверт начинает работать под углом атаки меньшем критического. Причем у шверта меньшего удлинения это начнётся при меньшей скорости лодки.

2. Выбрать слегка. Почему бы и нет?

То есть снижение "эффективности" работы шверта ради повышения эффективности работы всего аппарата оправдана. Читд.

3. Здесь надо смотреть конкретную геометрию. Обычно для крыла индуктивное сопротивление может достигать 98% от полного.
Это - в пределе. Но это позволяет предположить, что выигрыш в индуктивном сопротивлении будет больше, чем потери в сопротивлении формы. Но, повторяю, это надо считать, поскольку могут быть варианты.

Можно считать. Можно воспользоваться результатами многочисленных экспериментов. Последнее предпочтительнее.


  • 0

#35 jeeet

jeeet

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 2 971 сообщений
  • Из:Mars

Отправлено 21 сентября 2016 - 12:35

По поводу управления профилем (или углом атаки) шверта: а почему не использовать два шверта с ассиметричным профилем, разнеся их по ширине корпуса? Заодно уйдёт в никуда проблема взаимовлияния швертов и пера/перьев руля.


  • 0

#36 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 21 сентября 2016 - 12:50

На многих современных килевых яхтах так и делают. Только проблема может наоборот - обостриться, так как при крене на подветренный борт с подветренной же стороны выпускают шверт, а завихрённый поток с него, за счёт дрейфа сносится к дп. Поэтому рулей приходится делать тоже два, разнесённых в стороны от дп. На небольших швертботах использовать 2 шверта особого смысла нету: конструкция усложняется, утяжеляется и дорожает, а улучшения гидродинамики это не гарантирует. Ну и тема о том, как воткнуть в уже существующую лодку с одним швертовым колодцем нечто хитромудрое, а не о проектировании нового / серьёзной модификации старого корпуса.


  • 0

#37 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 21 сентября 2016 - 15:01

1. Представим, что лодка стоит с растравленными парусами, скорость её (и шверта) относительно воды равна нулю. Добираем парус, на лодку начинает действовать аэродинамическая сила, под углом к ДП, скажем, градусов 45-60 а то и больше. В том же направлении лодка приобретает ускорение, и начальную скорость, ведь боковая сила, как и гидродинамическая сила вообще в этот начальный момент отсутствует. Значит, начальный угол дрейфа при крайне малой скорости тоже будет те же 45-60° к ДП. И только по мере набора скорости дрейф постепенно начинает уменьшаться до приличной величины, при которой шверт начинает работать под углом атаки меньшем критического. Причем у шверта меньшего удлинения это начнётся при меньшей скорости лодки.

2. То есть снижение "эффективности" работы шверта ради повышения эффективности работы всего аппарата оправдана. Читд.

3. Можно считать. Можно воспользоваться результатами многочисленных экспериментов. Последнее предпочтительнее.

1. Ваш пример некорректен, поскольку Вы рассматриваете переходный процесс, а мы говорим об установившемся движении.

2. А кто говорил, что их надо рассматривать отдельно? На финиш приходят не отдельно паруса, корпус, руль и т.д., а судно в целом. Естественно, есть ситуации, когда шверт просто не нужен - на полных курсах, например.

Но пока он увеличивает эффективность комплекса, его собственный вклад надо увеличивать.

3. Ну, если у Вас есть экспериментальные данные по использованию швертов разной геометрии на Лазере, 5о5, Финне и других ш/б, или по соотношению сопротивления формы и индуктивного для различных вариантов, то почему бы и нет? 


  • 0

#38 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 21 сентября 2016 - 19:12

1. Ваш пример некорректен, поскольку Вы рассматриваете переходный процесс, а мы говорим об установившемся движении.

Строго говоря, вся реальность состоит из переходных процессов, стационарный процесс - идеализация реальности. И что именно некорректно в моём утверждении? То, что угол дрейфа с ростом скорости уменьшается, а с уменьшением скорости увеличивается? Или то, что при малой скорости шверт с большим удлинением перестаёт нормально работать? Оба этих утверждения хорошо согласуются с теорией, однако для меня ещё важнее, что они хорошо согласуются с практикой.
 
 

2. А кто говорил, что их надо рассматривать отдельно? На финиш приходят не отдельно паруса, корпус, руль и т.д., а судно в целом. Естественно, есть ситуации, когда шверт просто не нужен - на полных курсах, например.
Но пока он увеличивает эффективность комплекса, его собственный вклад надо увеличивать.

Вы в #22 говорите, что шверт большого удлинения эффективнее при любой скорости (лодки). Потом, в #27, поясняете, что имели в виду эффективность собственно шверта, как устройства, основной функцией которого является создание боковой силы. Из чего я сделал вывод, что вы рассматриваете эффективность шверта и эффективность лодки отдельно, с чем я и не согласился. Если теперь мы пришли к консенсусу в том, что эффективность шверта как такового не имеет смысла в отрыве от её влияния на эффективность лодки в целом, то и хорошо.
 

3. Ну, если у Вас есть экспериментальные данные по использованию швертов разной геометрии на Лазере, 5о5, Финне и других ш/б, или по соотношению сопротивления формы и индуктивного для различных вариантов, то почему бы и нет?


Ага, есть. Не по всем перечисленным, точнее, по несущим поверхностям совсем других объектов, но я, как и подразумевает любая теория, способен сделать обобщения из частных случаев с тем, чтобы на новые частные случаи эти обобщения распространять. Есть устойчивые закономерности, полученные в ходе многочисленных натурных экспериментов с плавниками парусных досок (которые у них выполняют функции шверта), показывающие, что чем выше скорость доски, тем меньше угол дрейфа, тем острее минимальный лавировочный угол. Чем выше скорость, тем меньшей площади и меньшего удлинения плавник можно взять, чтобы идти так же остро к ветру. Что в условиях, когда ветра достаточно, чем длиннее плавник, тем ниже максимальная скорость, которую может развить доска при прочих равных. Впрочем, даже не имея этих экспериментальных данных, а просто по общедоступной информации можно делать подобные же выводы. Например, планеры с самым высоким удлинением крыльев летают довольно медленно, планеры с меньшим удлинением летают быстрее, ещё быстрее летают самолёты с ещё меньшим удлинением, а у сверхзвуковых удлинение совсем смешное. Или сравним стрекозу и бабочку. У стрекозы удлинение крыльев большое, а у бабочки маленькое. Но стрекоза, если бы начала махать крыльями с той же скоростью, что и бабочка, упала бы на землю, несмотря на "большую эффективность" своих "швертов". А бабочка, со своими "неэффективными" не падает. И всё это хорошо соответствует теории крыла. На то она и нужна, чтобы не замеряя конкретные геометрии швертов швертботов конкретных классом мы могли предсказывать харатер их поведения в разных условиях.
  • 0

#39 krovaviy

krovaviy

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 5 083 сообщений
  • Из:москва
  • Судно: парусные яхты

Отправлено 21 сентября 2016 - 20:48

На многих современных килевых яхтах так и делают. Только проблема может наоборот - обостриться, так как при крене на подветренный борт с подветренной же стороны выпускают шверт, а завихрённый поток с него, за счёт дрейфа сносится к дп. Поэтому рулей приходится делать тоже два, разнесённых в стороны от дп..

абсолютно неверно.как в споре про курицу и яйцо.

рули разносят по бортам совсем по другой причине.их разносят даже когда швертов и в помине нету


  • 0

#40 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 21 сентября 2016 - 21:29

1. И что именно некорректно в моём утверждении? 
2. Вы в #22 говорите, что шверт большого удлинения эффективнее при любой скорости (лодки). 
3. Не по всем перечисленным, точнее, по несущим поверхностям совсем других объектов

1. То, что Вы рассматриваете случай, когда дует ветер, а лодка начинает движение с нуля. Да, в этот момент угол дрейфа запредельный.

Если же судно набрало скорость, соответствующую данной силе ветра, то очень маловероятно, что угол окажется критическим. Ну, только в случае дуновений, при которых гонки не проводят. Не припомню гоночных ш/б, движущихся на дистанции с углом дрейфа 15 градусов.

2. Возможно, Вы не совсем поняли о чем шел разговор. Был высказан тезис, что удлинение шверта на разных скоростях и на разных углах атаки оказывает различное влияние. Это не так. Шверт с большим удлинением всегда создаст большую поперечную силу. При докритических углах.

Нужна она в таком количестве или нет - другой разговор. Этот вопрос не обсуждался.

А с тем, что нас интересует суммарное качество аппарата в целом, кто же будет спорить?

3. Здесь Вы вообще ушли в сторону. Мы с Вами говорили об приращении сопротивления с изменением удлинения и толщины профиля. Что преобладает.

Так вот для швертов (плавников, килей, крыльев и т.д.) разной геометрии ответ может быть разным. И если У вас есть результаты на все случаи жизни, я рад за Вас. Я такой базой данных не владею, поэтому предпочитаю сосчитать конкретный случай и сделать выводы.

А Вы опять о вреде избыточной поперечной силы. Но данных по соотношению индуктивного сопротивления и сопротивления формы так и не привели. А речь шла об этом.


  • 0

#41 BUNA

BUNA

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 937 сообщений
  • Из:SPb
  • Судно: надувная лодка
  • Название: BUNA

Отправлено 21 сентября 2016 - 22:05

:smilie_none:

Если вернуться к первому посту.

При правильном исполнении такой шверт вероятно будет иметь лучшее качество.

Но его нельзя будет частично поднять(поднять можно, элерон не повернуть).

Шверт-это крыло. Самое эффективное крыло на малых скоростях у планеров. Они по этому параметру соревнуются. Чем дальше вы от конструкции планера тем хуже.

:smilie_none:

Про лес это для чего?

:smilie_none:


  • 0

#42 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 22 сентября 2016 - 05:41

абсолютно неверно.как в споре про курицу и яйцо.

рули разносят по бортам совсем по другой причине.их разносят даже когда швертов и в помине нету

Интересно было бы услышать абсолютно верную версию в споре про курицу и яйцо.

Основная причина удвоения и разнесения рулей на килевых яхтах конечно иная. Но если бы кто-то задумал сделать, как было предложено, два шверта на швертботе, оставив один руль, то работа руля от такого "улучшения" только ухудшилась бы.


  • 0

#43 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 22 сентября 2016 - 07:34

1. То, что Вы рассматриваете случай, когда дует ветер, а лодка начинает движение с нуля. Да, в этот момент угол дрейфа запредельный.

Ну и что же тут некорректного? Это вполне рядовая ситуация на старте и после оверштага. Даже если ветра достаточно, шверт с большим удлинением начнёт нормально работать лишь через секунду-другую после своего менее "продвинутого" собрата, теряя высоту и медленнее набирая скорость. Если соперники далеко от тебя, а впереди - "чисто море", то и начхать бы на это, в стационарном отставание можно наверстать. В реальной гонке, с плотной борьбой на старте и частыми поворотами такое пренебрежение нестационарностью может обернуться проигрышем.

Если же судно набрало скорость, соответствующую данной силе ветра, то очень маловероятно, что угол окажется критическим. Ну, только в случае дуновений, при которых гонки не проводят. Не припомню гоночных ш/б, движущихся на дистанции с углом дрейфа 15 градусов.

У ветра тоже есть такое неприятное свойство как нестационарность. То он дует, и дают гонку, а то он почти не дует, и в положении на дистанции происходят вроде бы неожиданные изменения. Замерить углы дрейфа при этом сложно, но можно предположить, что и 15 градусов в такой ситуации не предел: некоторые вообще встают и даже врменами движутся кормой вперёд.. Потом, когда ветер снова задует, позиции гонщиков опять стабилизируются. У меня на памяти немало подобных гонок на швертовых досках.

2. Возможно, Вы не совсем поняли о чем шел разговор. Был высказан тезис, что удлинение шверта на разных скоростях и на разных углах атаки оказывает различное влияние. Это не так.

И что вы находите спорного в этом тезисе? Как по мне, так он вполне бесспорный, как с теоретической, так и с эмпирической точки зрения. Я привожу вам аргументы, почему это так, а вы обвиняете меня в непонимании чего-то.

Шверт с большим удлинением всегда создаст большую поперечную силу. При докритических углах.

Это неверно в принципе. Хотя бы потому, что значение докритических углов будет разным при разных удлинениях. И если нас заботит лишь максимум поперечной силы и не заботит возникающее при этом сопротивление, то нужно выбирать шверт с удлинением около 1, так как круглое крыло - абсолютный чемпион по максимуму боковой силы. Это если мы рассматриваем сферического коня в вакууме.

Нужна она в таком количестве или нет - другой разговор. Этот вопрос не обсуждался.

А вот это уже возвращение от сферического вакуума на грешную землю/воду с её практикой. В которой ограниченность потребной поперечной силы от шверта у швертбота подразумевается, как нечто, само собой разумеющееся, даже если в разговоре об этом не упоминается. Возможно вы этого не поняли.
Единственное реальное преимущество шверта с большим удлинением - большее значение его максимального качества, однако для реализации этого преимущества мы должны жёстко соблюдать условие поддержания угла атаки шверта, при котором это максимальное качество достигается. Выдерживать это условие в реальности во всём диапазоне скоростей лодки и ветра невозможно. Поэтому и утверждение о том, что большое удлинение при любой скорости лучше - неверное.

3. Здесь Вы вообще ушли в сторону. Мы с Вами говорили об приращении сопротивления с изменением удлинения и толщины профиля. Что преобладает.
Так вот для швертов (плавников, килей, крыльев и т.д.) разной геометрии ответ может быть разным. И если У вас есть результаты на все случаи жизни, я рад за Вас. Я такой базой данных не владею, поэтому предпочитаю сосчитать конкретный случай и сделать выводы.
А Вы опять о вреде избыточной поперечной силы. Но данных по соотношению индуктивного сопротивления и сопротивления формы так и не привели. А речь шла об этом.

Результатов на все случаи жизни нет ни у меня, ни у вас, ни у кого другого, поэтому сильно радоваться пока преждевременно. Однако есть результаты, качественные, сравнения разных плавников, из которого вполне отчётливо вырисовываются тенденции, зависимости, взаимосвязи о которых я упомянул. Оставим в стороне малые скорости, как случай предельный. Тогда, на скоростях, при которых ощущается некоторый дефицит поперечной силы и нет проблем с открениванием, большое удлинение шверта можно считать благом, так как мы при этом способны поддерживать угол атаки шверта близким к углу максимального качества. Но когда скорость продолжает расти и скомпенсировать момент от максимальной поперечной силы на шверте у экипажа уже нет возможности, ситуация меняется, выгодней становится шверт поменьше площадью и потоньше. Возможно, что лучшим решением в этой ситуации было бы сохранить удлинение, однако уменьшать ширину (хорду) шверта, как и его толщину на ходу пока не научились, поэтому остаётся уменьшать его длину, и удлинение. И этот "огрызок" с уменьшенным удлинением в данных условиях будет предпочтительнее, чем его более "эффективный" полностью выдвинутый вариант.
Меня эти зависимости устраивают даже без инструментальных измерений, я считаю их, пока, вполне логичными и непротиворечивыми, желания их опровергать у меня не возникает. Поэтому и для печали оснований не вижу. Возможно, что существуют такие формы несущих поверхностей, которые, не меняя собственную геометрию, обладают одинаково высоким качеством и на умеренных, и на больших скоростях, когда их площади явно много для потребной поперечной силы, но мне таких не встречалось. Возможно, что в процессе замеров кто-то такие и отыщет. Но очень сомнительно.


  • 0

#44 breton

breton

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 077 сообщений
  • Из:-

Отправлено 22 сентября 2016 - 08:45

что-то я запутался в терминах. Вы что называете удлиннением, отношение толщины к ширине, или отношение длины к ширине?


  • 1

#45 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 4 004 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 22 сентября 2016 - 09:43

Длины ("глубины") к ширине. Толщина к ширине - относительная толщина.


  • 0

#46 breton

breton

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 077 сообщений
  • Из:-

Отправлено 22 сентября 2016 - 10:24

ок, т.к. я в своих сообщениеях под удлиннением имел в виду относительную толщину. Трудности перевода. :(


  • 1

#47 Антон C1

Антон C1

    Юнга

  • Пассажиры
  • Pip
  • 7 сообщений
  • Из:Новополоцк
  • Судно: Швертбот Луч.

Отправлено 22 сентября 2016 - 10:29

На счет поворотного шверта конструкции, работы, назначения , условий использования Просветили как нельзя лучше - буду накатывать опыт ., все же поворотный не совсем то что хотелось его не установишь на луча в старый швертколодец не изменив и усилив его. Изначально была мысль о ,кто-то назвал это "механизацией шверта", элероне на самом шверте .Я думаю что им можно скомпенсировать поперечную силу вызывающую крен судна когда веса экипажа не хватает ,
  • 1

#48 Антон C1

Антон C1

    Юнга

  • Пассажиры
  • Pip
  • 7 сообщений
  • Из:Новополоцк
  • Судно: Швертбот Луч.

Отправлено 22 сентября 2016 - 10:33

Для откренки.
  • 1

#49 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 22 сентября 2016 - 10:33

Сейчас будет "многа букафф"  :(

 

Ну и что же тут некорректного? Это вполне рядовая ситуация на старте и после оверштага. 

Некорректность тут в том, что мы не можем, как Вы правильно пишите ниже, использовать на ходу шверты разной конфигурации. Поэтому если Вы считаете данную ситуацию определяющей, то Вы правы. Надо использовать шверт предельно малого удлинения. Но я ориентируюсь не на 1% времени в гонке, когда возникает подобная необходимость, а на остальные 99%, когда выгоднее шверт большего удлинения.
 

И что вы находите спорного в этом тезисе? 

Это неверно в принципе. Хотя бы потому, что значение докритических углов будет разным при разных удлинениях. И если нас заботит лишь максимум поперечной силы и не заботит возникающее при этом сопротивление, то нужно выбирать шверт с удлинением около 1, так как круглое крыло - абсолютный чемпион по максимуму боковой силы. 

Я уже написал, что шверт с большим удлинением всегда создаст большую поперечную силу. Независимо от угла и скорости. При докритических углах. И непонятно, каким образом Вы собираетесь это опровергнуть и показать, что это "неверно в принципе".

Разными, ну и что? Я же четко определил диапазон - ДОкритические.

Вы в пылу спора написали чушь. Круглое крыло имеет удлинение ~1,27, действительно, около 1. Но с чего Вы взяли, что оно "абсолютный чемпион по максимуму боковой силы"?

Приведите значения боковой силы (или Су) для круглого крыла и крыла, удлинением 6, равной площади и с одним углом атаки. Допустим, 10 градусов. посмотрим на цифры и решим - правы Вы или нет. 

Если вернуться к качеству, то оно тоже растет, вместе с удлинением. О чем Вы сами пишите.

 

Единственное реальное преимущество шверта с большим удлинением - большее значение его максимального качества, однако для реализации этого преимущества мы должны жёстко соблюдать условие поддержания угла атаки шверта, при котором это максимальное качество достигается. Выдерживать это условие в реальности во всём диапазоне скоростей лодки и ветра невозможно. 

Это утверждение применимо к ЛЮБОМУ удлинению. Поскольку кривая качества имеет острый максимум. Но, повторяю, речь шла об удлинении и максимальной поперечной силе. И даже при меньшем качестве сила на крыле большего удлинения будет больше. При том же угле атаки и скорости.
 
Что касается остальных рассуждений, то речь шла о том, как получить минимальный дрейф, т.е. о получении на имеющемся оборудовании максимальной поперечной силы. (это уже рефрен). Речи о том, что будет, если эта сила окажется избыточной, не шло.
Поэтому все мои рассуждения касались исходного варианта.
Если крена (силы) много - будем подбирать шверт.
 

Возможно, что лучшим решением в этой ситуации было бы сохранить удлинение, однако уменьшать ширину (хорду) шверта, как и его толщину на ходу пока не научились, поэтому остаётся уменьшать его длину, и удлинение. 

Вот с этим я полностью согласен. Причем и Вы согласились, что большее удлинение (его сохранение) - благо.  :)
Консенсус, однако.  :D

  • 0

#50 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 22 893 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 22 сентября 2016 - 10:58

я в своих сообщениеях под удлиннением имел в виду относительную толщину. Трудности перевода. :(

Если говорить про относительную толщину, то для NACA 0009, 12, 18 сопротивление на 4-8 градусах практически одинаковое. Т.е. на каждом из этих углов сопротивление разных профилей очень близко. И, естественно, растет с ростом угла.

А вот максимальное качество с ростом толщины падает. И медленно смещается в сторону бОльших углов. От 9% до 18% на 1 градус.

Но здесь в полный рост встают проблемы прочности.


  • 0



Ответить



  


Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей