Т.е. становится ли глухо зарифленный гафельный грот своеобразной "клешней"? - интересный вопрос.
Есть небольшая "засада" в вопросе становится или нет.
Дело в том, что клешня, насколько я понимаю из собственного опыта, а также изучения этого вопроса по различным источникам, это "...не только ценный мех....", но и определённая геометрия, а также расположение паруса в пространстве.
Геометрия.
Индонезийцы упрямо ваяют свои паруса с галсовым углом, примерно в один радиан, и только на Сулавеси гонщики "сандеков" увеличивают его до 75о-80о.
Величина галсового угла определяет удлинение паруса, которое для треугольной клешни рассчитывается как λ = L2/Sкр (квадрат размаха на площадь) и в случае с балийской равно 2,1.
Товарищи*, обдувавшие треугольные пластинки, утверждают, что:
- "В диапазоне удлинений крыла λ=1-2 в наибольшей степени реализуется благоприятное воздействие вихрей на подъемную силу тонких крыльев, что и определяет интерес к их практическому использованию."
- "Наибольшее разрежение в устойчивой части ядра вихря образуется при том же удлинении крыла (λ=1,5), что и Суmax."
- "....газовый вихрь при своем образовании концентрирует в себе энергию окружающей среды, и этот процесс кардинально отличается от любых других процессов, сопровождающихся рассеиванием энергии в окружающем пространстве."
И приводят график зависимости Су от удлинения:
Анализируя график, нетрудно сделать вывод, что балийские клешни почти точно "попадают" в нужные размеры, обеспечивающие удлинение в районе 2, т.е. максимальный Су.
А если ещё учесть, что вырез задней шкаторины равноценен (по заверениям тех же товарищей*) уменьшению удлинения (по воздействию на Су и расположение точки "взрыва" вихря), то балийская клешня, с небольшим декольте по задней шкаторине, вполне соответствует параметрам "идеальной".
О "взрыве" вихря, упомянутом выше.
Носовые вихри, простирающиеся над треугольной пластинкой (крылом) имеют определённые параметры (размеры, скорости потоков, давление), среди которых фигурирует - "точка взрыва", расположенная на определённом расстоянии от галсового угла. Это точка, в которой вихрь теряет свой "торнадоподобный, спиралеобразный" вид, разваливается, и по сути исчезает как таковой. Расположение точки взрыва зависит от геометрии паруса и конечно же угла атаки.
Если имеется желание использовать вихрь с пользой для дела, как это делают, например в авиации, размещая вихрь над крылом, то желательно чтобы он не взрывался в пределах клешни, как при обтекании её потоком через галсовый угол, так и при обтекании со скольжением, т.е. когда парус расположен как у балийцев.
Пространсвенное расположение клешни
Классический балийский парус (галсовый угол ~57о), на бейдевинде (а именно этот курс имеет смысл рассматривать) расположен так, что нижний реёк (гик) клешни немного задран вверх от линии горизонта, примерно 10о-15о. Если прибавить ~57о самой клешни, то верхний реёк (мачта) будет иметь наклон к корме те же 15о от вертикали. Учитывая "надутость" конуса клешни на ходу, наклон увеличится до 20о-25о.
Такое пространственное положение паруса, как и его размеры, конечно же есть следствие мновекового естественного отбора (в отличие от выводов товарищей*, получающих свои результаты "на кончике пера"). Жаль, что никому из них не пришло в голову исследовать треугольную пластинку на углах скольжения, присущих обтеканию реального паруса, но тенденцию и физический смысл они описали достаточно полно. А именно, при изменении угла скольжения, вихри остаются в пространстве как бы на прежнем месте, "дряхлея" в зависимости от угла поворота паруса (крыла) под ними. Дряхление, при дальнейшем увеличении угла скольжения, приводит к разрушению ("взрыву") вихрей, и первым разрушается верхний, наветренный вихрь, освобождая выпуклую поверхность клешни для беспрепятственного ("классического") обтекания её потоком воздуха.
Нижний же вихрь, немного ослабленный, продолжает вращение в районе нижнего рейка.
Воздух, огибающий поверхность паруса, подвергается воздействию этого вихря. Это далеко не вихрь над крылом Су-27, там он возникает несколько иначе и в иных условиях, но давление в "клешнёвом вихре" тоже понижено. Направление вращения воздуха в районе где вихрь "прикасается" к парусу, совпадает с направлением обтекания потоком дужки профиля в пограничном слое. Т.е. вихрь не ухудшает условия обтекания поверхности, наоборот оптимизирует их, "прижимая" поток к поверхности и создавая силу эжекции, направленную по ходу движения воздуха.
В случае с зарифленным наглухо гафельным парусом, вершина которого напоминает клешню, трудно сказать как она будет работать. Будут ли соблюдены условия для возникновения нижнего вихря с необходимыми параметрами? Скорее всего, что это будет сделать непросто. Тем более, чтобы "поймать" вихрь и поместить его куда положено, требуется не только правильный размер и ориентация паруса, но и некоторый опыт. Но и без вихря, такая "клешня" вполне сможет выполнить функцию "штормового платочка".
О цветных клешенках
Не имея точных данных относительно условий проведения эксперимента (размеры клешни, углы наклона), комментировать их можно "в целом":
- похоже, что красная клешня работала в режиме с "полезным" нижним вихрем, или близком к нему. Но как он был, и был ли "настроен" по отношению к парусу, остается загадкой;
- серая и голубенькая (в меньшей мере) работали в режиме двух вихрей, расположенных над выпуклостью клешни, именно они определяли степень понижения давления "над".
*
