Сообщений в теме: 54

[Робинзон Крузо]

Я вот сейчас мало слов понял )) Но уверен, что танкер или сухогруз кайтом не выстрелит и не полетит. А вот сэкономить топливо, вполне. 

Исправлюсь. Не попутным, а скажем так, правильным курсом.

[Андрей Антонов]

А тем временем https://youtu.be/eEha2ILKgwo. Концепция яхта с кайтом.

[lop]

Главное, экипажа никакого не надо, сама едет, как по рельсам.

[Андрей Антонов]

Вообщем,  да!  Кайт требует постоянного внимания, кто катается знает, и на яхте кайтом управлять должна электроника, человеку будет не справиться с управлением на протяжении длительного времени.  Поэтому мир развивает кайт для яхты под управлением электроники. Думаю мы ещё увидим эти серийные яхты с кайтом. Но это морские просторы, где более ровный воздушный поток. Когда яхта может под мотором отойти от берега и там уже запустить кайт. При этом на яхте может быть вспомогательное парусное вооружение, которое не будет мешать управлению кайтом. Или парусное основное, а кайт дополнительное. Или кайт будет иметь такое положение на мачте яхты, которое позволит ему работать в условиях турбулентности.

И кайт будет работать намного выше от воды, его можно будет запускать на высоту более 50 метров, где воздушный поток может быть сильнее, стабильнее. Пилотирование кайта «восьмеркой» значительно увеличивает тягу и позволяет идти по ветру.

Сообщение отредактировал Андрей Антонов: 22 ноября 2021 - 13:49

[syoma]

Это по сути привязанный к земле кабелем самолет/планер. Простая конструкция, взлетает, как квадрокоптер на нужную высоту и там летает восьмерками.

Оказывается это продолжение еще одного проекта - https://x.company/projects/makani/
который делали 13 лет, но так и не доделали из-за проблем с управлением и софтом.

Интересный факт, что во всех этих проектах предлагается не просто запустить турбину в воздух и там держать за счет подъемной силы крыльев - нет, генерация электричества в стационарном ветряном потоке будет достаточно слабой. Вместо этого кайт должен делать 8-ки и за счет значительного увеличения скорости развивать гораздо большую мощность.

[Андрей Антонов]

Я бы рассматривал работу кайта на высоте более ста метров от воды, может и триста. Где можно попасть в более сильный воздушный поток. Бывает такой эффект катаясь под кайтом, что внизу не дует, и 30 метров стропы мало. Тогда я связывал стропы по 60 метров и бегом затягивал кайт вверх, где его подхватывал ветер. И катался. Чуть ниже крыло опускаешь и оно сворачивается, падает. Внизу штиль, а выше 30 метров дует. Хотя встречал и наоборот, но это реже.

На высоте ста метров ветер может быть сильнее и сам радиус по которому летает крыло, путь, гораздо больше, тяга кайта более плавная и продолжительная, пока крыло перелетает из одного конца в другой.

[Steamer]

Помню, ещё в Юном Технике читал, про сухогруз с парусом-воздушным змеем, который помогает экономить топливо на попутных курсах.

 

 

Ни тех компаний давно нет, ни купленный другими компаниями флот, который до сих пор эксплуатируется, кайтов больше не использует. 

 

Одному из коллег я писал, что судно с кайтом МОГЛО экономить 10+% (в идеальных расчетных условиях до30) топлива. 

Сообщение отредактировал Steamer: 22 ноября 2021 - 21:49

[lop]

Да и 100%  можно сэкономить, если никуда не торопиться, а задаться целью сэкономить по максимуму. Вопрос - будет ли доволен такой экономией судовладелец?  Опять же на кайт тратиться нужно...

[syoma]

 

 

Я бы рассматривал работу кайта на высоте более ста метров от воды, может и триста. Где можно попасть в более сильный воздушный поток. Бывает такой эффект катаясь под кайтом, что внизу не дует, и 30 метров стропы мало. Тогда я связывал стропы по 60 метров и бегом затягивал кайт вверх, где его подхватывал ветер. И катался. Чуть ниже крыло опускаешь и оно сворачивается, падает. Внизу штиль, а выше 30 метров дует. Хотя встречал и наоборот, но это реже.

На высоте ста метров ветер может быть сильнее и сам радиус по которому летает крыло, путь, гораздо больше, тяга кайта более плавная и продолжительная, пока крыло перелетает из одного конца в другой.

 

 

 

 

Ветер с высотой усиливается. Это особенность аэродинамики - нижние слои воздуха тормозятся о поверхность земли. И чем больше неоднородность/шероховатость поверхности - тем сильнее. Есть даже формула для расчета скорости ветра на произвольной высоте:

https://seiger.pp.ua...ty-i-mestnosti/

Местные яхтсмены об этом хорошо в курсе - у кого выше мачта - тот быстрее.

 

Соответственно, основная проблема с кайтом будет в запуске -  на уровне земли силы ветра часто будет не хватать, чтобы он запустился, хотя на рабочей высоте ветер будет уже достаточным. Поэтому я бы сразу думал о решениях с принудительным подъемом кайта на рабочую высоту. Просится вариант в виде какого либо летающего крыла с управляющими поверхностями и электродвигателями с пропеллерами, с помощью которых оно бы взлетало и безопасно садилось. Желательно полностью автоматически. Т.е. что-то на подобии квадрокоптера. На рабочей высоте двигатели могут вырабатывать электричество для собственных нужд или складываться, чтобы уменьшить сопротивление, если важна именно тяга.

Сообщение отредактировал syoma: 23 ноября 2021 - 17:48

[БАР]

Есть даже формула для расчета скорости ветра на произвольной высоте:

https://seiger.pp.ua...ty-i-mestnosti/

Местные яхтсмены об этом хорошо в курсе - у кого выше мачта - тот быстрее.

Из этой формулы и дальнейшей таблицы следует, что над водой к=0. 

Это значит что скорость по высоте не меняется.

Поэтому или местные яхтсмены ошибаются, или цифры в таблице - ахинея. Мягче говоря, их достоверность вызывает большие сомнения.

[syoma]

или цифры в таблице - ахинея.

 

Я на цифры не смотрел, простите. Вполне возможно, что в таблице могут быть опечатки, а формула применима не для всех значений высот. Но формула существует и коэффициент Хеллмана (так он называется, вроде, как и сама формула) можно получить из разных источников. Например здесь: https://en.wikipedia...i/Wind_gradient k над водой может быть от 0.06 до 0.27, но в большинстве случаев принимается значение 1/7.

Сообщение отредактировал syoma: 23 ноября 2021 - 19:41

[БАР]

 Но формула существует и коэффициент Хеллмана (так он называется, вроде, как и сама формула) можно получить из разных источников.

в большинстве случаев принимается значение 1/7.

Вообще-то это слегка измененная формула Блазиуса для распределения скорости в пограничном слое. 1/7 - это из классического степенного закона для погранслоя.

Дело в том, что эта формула - эмпирическая. И сама степенная зависимость оспаривается другими авторами, и коэффициенты меняются в широких пределах.

В частности - в зависимости от вида подстилающей поверхности.

Единственный достоверный с физической точки зрения вывод из этой формулы - что скорость меняется по высоте. Причем чем выше, тем медленнее.

А вот цифры - от лукавого.  

[утлюк]

В "юности" занимался практическим десантированием.

Есть там такой термин - средний ветер. Т.е. усредненный по направлению и скорости вектор ветра, который воздействует на парашютиста за время снижения от точки раскрытия парашюта до точки приземления.

Естественно, что по высотам ветер различается, но не примитивно - от нуля до максимума, изменяясь в соответствии с некоторым градиентом. Чтобы определить средний ветер как можно точнее, соответственно и точку выброски, на площадке приземления запускается метеозонд - надутый водородом пузырь, скорость подъема которого равна скорости снижения парашютиста. Его траектория отслеживается и фиксируется, затем определяется вектор среднего ветра. 

В моей практике таких запусков было достаточно много, чтобы убедиться в том, что средний ветер в целом, и особенно ветер в приземном слое, как сердце красавицы..... Бывало, что с момента старта пузырь летит почти параллельно земле, а поднявшись на пару десятков метров несколько смиряет свой нрав. Бывало и наоборот, и так, и сяк, и по-разному.  

Конечно, теория права, но быть её рабом не следует, особенно в таких тонких вопросах как безопасность обкакавшегося парашютиста, или экипажа яхты.

[БАР]

В "юности" занимался практическим десантированием.

Чтобы определить средний ветер как можно точнее, соответственно и точку выброски, на площадке приземления запускается метеозонд - надутый водородом пузырь, скорость подъема которого равна скорости снижения парашютиста. Его траектория отслеживается и фиксируется, затем определяется вектор среднего ветра.

А при боевом десантировании запускать зонд просят противника?   

[lop]

В "юности" занимался практическим десантированием.
Есть там такой термин - средний ветер.
...

Всё верно...

Конечно, теория права, но быть её рабом не следует, особенно в таких тонких вопросах как безопасность обкакавшегося парашютиста, или экипажа яхты.

... поэтому говорить о том, что "теория права" нет никаких оснований. Да и собственно о какой-то "теории" в данном случае говорить не приходится: просто есть массив экспериментальных данных зависимости скорости (точнее, её горизонтальной составляющей) ветра от высоты, который пытаются аппроксимировать той или иной элементарной математической функцией. То есть, определить "среднюю температуру по больнице". Даже не так: "среднюю температуру по всем больницам, скажем, РФ или или всего мира за 50 лет". Даже у строителей, которым нужно считать многолетние среднестатистические ветровые нагрузки на сооружения, эти эмпирические коэффициенты разные для разных регионов. Поэтому разговоры о некой "правильной формуле" или "теории" применительно к конкретному ветру в данном месте и в данный момент времени просто несерьёзно.

[утлюк]

А при боевом десантировании запускать зонд просят противника?   

Тогда проще. Определяем средний ветер на "баллистической высоте", снижаясь в районе площадки (экипаж группы наведения), т.е. пользуемся теорией, которая предполагает, что измеренный на ней ветер и будет средним. Баллистическая высота примерно 0,4 высоты десантирования.

Хотя можно и супостата партнёра спросить. Почему бы и нет... Но он гад не ответит, пока добро на это не получит.

 

Всё верно...
..... Поэтому разговоры о некой "правильной формуле" или "теории" применительно к конкретному ветру в данном месте и в данный момент времени просто несерьёзно.

Тем более о "градиенте" в диапазоне от 0 до 10-15 метров высоты мачты. Всегда умиляюсь прочитанному "....как известно, с высотой увеличивается скорость ветра...". 

[БАР]

1. Определяем средний ветер на "баллистической высоте", снижаясь в районе площадки (экипаж группы наведения), т.е. пользуемся теорией, которая предполагает, что измеренный на ней ветер и будет средним. Баллистическая высота примерно 0,4 высоты десантирования.

 

 

Тем более о "градиенте" в диапазоне от 0 до 10-15 метров высоты мачты. Всегда умиляюсь прочитанному "....как известно, с высотой увеличивается скорость ветра...". 

1. Самолет летит в этом самом ветре и движется вместе с ним. Как при этом можно измерить скорость ветра? Сейчас ЖПС помогает. А до ее появления как это делали?

2. На самом деле именно на такой высоте происходит самое сильное изменение (увеличение) скорости.

И на высоте около 10-15 м над водой (если нет большой волны) скорость почти стабилизируется.

Естественно, все условно и приблизительно. Но близко к реальности.

[утлюк]

1. Самолет летит в этом самом ветре и движется вместе с ним. Как при этом можно измерить скорость ветра? Сейчас ЖПС помогает. А до ее появления как это делали?

 

Этому учат в штурманских училищах. 

А если на пальцах, то "краеугольным камнем" самолетовождения является навигационный треугольник скоростей (НТС):

а) истиной скорости самолета (по курсу-носу) - V;

б) ветра - U;

в) путевой скорости аэроплана (результат их взаимодействия) - W.

 

С аэропланом происходит то же, что происходит с лодкой на воде, его "сдувает" и он движется не куда смотрит нос, а куда "ляжет" вектор путевой скорости.

Три стороны и один интересующий угол - угол сноса (УС - между направлением носа аэроплана и куда на самом деле пролегает линия пути).

Далее элементарная геометрия, синусы, косинусы, и получаем искомое.

Чтобы определить вектор ветра при известной истиной скорости (правда её тоже надо посчитать; учесть разные там поправки к приборной), достаточно определить угол сноса и путевую скорость. Этому и учат. В простых и сложных метеоусловиях, с применением визуальных ориентиров или с помощью радиотехнических средств.

А в средине ХХ века и наука подсуетилась, вместе с дедушкой Кристианом Доплером, изваяла ДИСС - "Доплеровский указатель скорости и сноса". Ну там....., четыре луча, изменение отраженной частоты (гудок наезжающего паровоза), короче, пара-тройка железных коробок с антенной, и на выходе  получайте, что хотели - УС и W- скорость относительно планеты, т.е. путевую. В самом начале ДИССы были так себе, но уже в 60-х появились вполне толковые и надёжные в работе варианты.  

[утлюк]

Естественно, все условно и приблизительно. Но близко к реальности

Ну да, как и способ измерения среднего ветра (того, что от зонда) на высоте полета, основанный на гипотезе о логарифмическом законе изменения ветра с высотой.

Умножил ветер на высоте на 0,8 и вуаля! 

http://venec.ulstu.r...4/Kiselev_1.pdf

Правда в этой бумаге много лабуды, связанной с ПНПК-76, которую можно просто опустить, но некоторое представление по способам определения средней температ среднего ветра дает.

Сообщение отредактировал утлюк: 24 ноября 2021 - 12:38

[БАР]

с применением визуальных ориентиров или с помощью радиотехнических средств.
А в средине ХХ века и наука подсуетилась, вместе с дедушкой Кристианом Доплером, изваяла ДИСС - "Доплеровский указатель скорости и сноса".

Спасибо за развернутый ответ. Но суть для меня в двух строчках. 
Поскольку без перечисленных (и других) приборов и визуального контроля, имея только датчик скорости, определить сидя в самолете, скорость и направление ветра невозможно.
Поэтому я и упомянул ЖПС.

[Vada]

А ка в Сирии на головы бородачей бросают неуправляемые железяки с 5000 м. И ведь попадают неплохо. Как-то ветер учитывают.

[утлюк]

А ка в Сирии на головы бородачей бросают неуправляемые железяки с 5000 м. И ведь попадают неплохо. Как-то ветер учитывают.

 

Там же, где учат самолетовождению, обучают и бомбометанию с учетом ветра, и баллистике, нулевой закон которой гласит - "тело, сброшенное с самолета, неминуемо упадёт на землю".  

Далее немного сложнее, но в целом, всё как обычно - посчитать где нужно сбросить. Гугль в помощь! 

[syoma]

 

Единственный достоверный с физической точки зрения вывод из этой формулы - что скорость меняется по высоте. Причем чем выше, тем медленнее.

А вот цифры - от лукавого.  

 

Я бы все-таки добавил второй вывод - если говорить о низких высотах 0-400м, горизонтальная скорость ветра относительно земли с высотой увеличивается. Как правило. Ну почти всегда, но это не точно.

Сообщение отредактировал syoma: 25 ноября 2021 - 15:48

[abrasha]

" ... если говорить о низких высотах 0-400м, горизонтальная скорость ветра относительно земли с высотой увеличивается. Как правило. Ну почти всегда, но это не точно." 

 

  Да , конечно не точно , направление ветра тоже меняется от высоты . Вплоть до противоположного ( приближение грозового фронта , например). И можно добавить - " Ну почти всегда, но это не точно."   

 

  Наберите "градиент силы ветра от высоты" , там даже картинки есть , однако.

 

  Ну и посложнее чуть ( развёрнутее) : https://dic.academic.../ruwiki/1779434

Сообщение отредактировал abrasha: 29 ноября 2021 - 06:29

[syoma]

Кстати, Silent Yachts, которые установили кайт на их Silent 60, выпустили ролик, где среди прочего есть кадры работы этого кайта: https://youtu.be/hKsmLC-uOhs?t=92

Смотреть с 1:29. Сам кайт маленький - 9м2. Что он дает - есть в описании видео.

 

Вот здесь одни блоггеры более детально исследуют эту систему на этом же судне (смотреть с 11:11): https://youtu.be/tjsIHb5u8PY?t=671

Сообщение отредактировал syoma: 08 декабря 2021 - 11:24