Сообщений в теме: 67

[wwwanton]

Антон, Вы упустили из виду мои слова:

 

 

 Люди в коммерческом предложении под конкретный товар (катамаран) указали, что под мотором в 25 л.с возможна  скорость в 70 км/час - при каком дифференте и под каким винтом, об этом в описании ни слова. 

 

 Поэтому, все наши с Вами рассуждения сейчас носят чисто теоретический характер - считайте что мы обсуждаем скоростные возможности вашего будущего катамарана ....

 

 

 Даже если пренебречь переменной килеватостью поплавков катамарана, каковы именно значения сопротивления при указанных углах ходового дифферента (в вашем случае угле атаки) - где результаты расчётов? 

 

 

 

Чисто по Вашему случаю - напомните сколько было на тахометре, и на винте какого шага была достигнута эта скорость?

 

Опять же, вес рулевого где то 110 кг если я ничего не путаю - просто эти данные влияют на определение центровки.

 

Начну с конца, винт 15шага, обороты скачут от 5500-5500, опять же кто сказал, что там 15шаг, производители винтов зачастую стали делать не равномерный шаг винта и солас этим грешит. Именно поэтому, чтобы точно определить все параметры, нужно промерять винт.

По поводу попутного потока, если кат продувается, то этот коэффициент может быть другим, по сравнению с классическими обводами.

Вес 115кг, но что важно повторюсь, угол атаки корпуса ката сильно зависит от положения мотора. Я сделал специальные клинья для получения большего угла наклона мотора, так как последние отверстие уже закончилось. При этом угол наклона транца не стоит уменьшать, потому что важный параметр расстояние мотора от корпуса. По хорошему должен быть выносной транец и регулируемый по высоте во время хода, чтобы вынимать мотор выше на максимальных оборотах. При этом если поставить мотор на среднее положение, угол атаки ката сразу исчезает, винт не раскручивается и скорости 45км в час.

Теперь про гипотетические рассуждения о максимальной скорости, ну я понял Вашу мысль, просто это необычно было, если я вижу ролик на котором показан ход лодки и снизу дописано, что скорость 65км в час, ну разум так и отрабатывает вижу я эту скорость или нет, я увидел, что на видео нет скорости 65км в час, поэтому и написал. Если же они реально достигли скорости 65 км в час, то показали бы этот заезд. А если не достигли зачем писать гипотетическую скорость. Я и предположил, что они не могли угол атаки увеличить, для этого есть много причин и основная по мне это дельфин, для этого поперечный редан и стали делать, на видео я не вижу поперечного редана.

[wwwanton]

Поперечный редан все таки есть. Но совсем не видно как он работает. К нему вопросы есть. Во общем до конца не понятно почему такой маленький угол атаки.

[победа]

Пребываю в ожидании ответа на сообщение № 50 

[wwwanton]

Пребываю в ожидании ответа на сообщение № 50 popcorn2.gif

Сделаю как до компа доберусь.

[wwwanton]

Расчет Савицкого

 

Угол атаки 4градуса

 

Смоченная длина = 0,18метра

 

Сl = 0,03

 

Нормальная составляющая сопротивления = 142, общее сопротивления 206, это в ньютонах, в кг = 21

 

----------

 

Угол атаки 2градуса

 

Смоченная длина = 0,8метра

 

Нормальная составляющая сопротивления = 70, общее сопротивления 313, это в ньютонах, в кг = 31,9

 

----------

 

Угол атаки 1градуса

 

Смоченная длина = 2,8метра

 

Нормальная составляющая сопротивления = 35, общее сопротивления 747, это в ньютонах, в кг = 76,2

[победа]

Здравствуйте Антон.

 

Расчет Савицкого

 

 В "софте" считали?

 

 

Сl = 0,03

 

Это надо полагать С_в - коэффициент динамической нагрузки (удельная нагрузка при глиссирование) :

 

С_в = 2 х D / (p х V²  х В²)

 

D  - полное водоизмещение = 213 кг

p - плотность воды = 102 кг с² / м⁴

V - скорость судна = 19.444 м/сек (70 км/час)

В - ширина глиссирующей пластины = 0.6 м

 

С_в = 2 х 213 / (102 х 19.444²  х 0.6²) = 0.0306

 

 

 общее сопротивления ...

 

 С этим как бы понятно :

 

R = R_тр + R_дин

 

Угол атаки 4градуса

 

Смоченная длина = 0,18метра

----------

Угол атаки 2градуса

 

Смоченная длина = 0,8метра

----------

Угол атаки 1градуса

 

Смоченная длина = 2,8метра

 

 А с этим можно поподробней - с учётом обозначенной смоченной длиной в 0.18 м, центр тяжести где будет тогда располагаться?

 

 Опять же при угле атаки в 4 градуса и длине смоченной поверхности в 0.18 м ( 180 мм), расположение задней кромки пластины относительно поверхности воды, окажется ниже  таковой всего на каких то 12 мм - ничего не смущает?

[победа]

Нормальная составляющая сопротивления = 142

----------

Нормальная составляющая сопротивления = 70

----------

Нормальная составляющая сопротивления = 35

 

 Речь случайно не про значения динамического сопротивления - а то я в ваших формулировках путаюсь:

 

R_дин = g х D х tg угла атаки

 

g - ускорение свободного падения = 9.81 м/с²

 

D - полное водоизмещение = 213 кг

 

tg 4 = 0.0699

 

tg 2 = 0.0349

 

tg 1 = 0.0175

 

R_дин1 = 9.81 х 213 х  0.0699 = 146.05

 

R_дин2 = 9.81 х 213 х 0.0349 = 72.92

 

R_дин3 = 9.81 х 213 х 0.0175 = 36.56

[wwwanton]

Расчет Савицкого считал по формулам, в Exele проще всего.

Коллега Lop в свое время кинул формулы вот в эту тему:

 

https://forum.katera...pod-10ls/page-2

 

Значит так, основная формула для коэффициента подъёмной силы C_L плоского днища (про килеватость - чуть позже будет) связывает его значение со смоченной длиной, дифферентом и скоростью:
C_L = т^1.1(0,012*л^1/2 + 0,0055*л^5/2/C_v²),         (1)          где:
C_L - коэффициент подъёмной силы,
т - угол дифферента в градусах,
л - смоченная относительная длина, л = Lсм/b, или (Lсм. по килю + Lсм. по скуле)/[2*b] для днища с килеватостью,
C_v - коэффициент скорости, он же число Фруда по ширине, определяется как
C_v = V/[g*b]^1/2, где:
V - скорость лодки,
g - ускорение свободного падения (в системе СИ 9,81 м/с²),
b - ширина днища.
Диапазоны параметров, при которых формула применима:
0,6 < C_v < 13,
2° < т < 15°,
л <4.
 
Коэффициент подъёмной силы C_L связан с самой подъёмной силой (или весом/водоизмещением судна, так как они равны) формулой
C_L = D/(p/2*V²*b²), где
D - вес судна (не путать с массой, в системе СИ вес в ньютонах),
p - плотность воды (1000кг/м³ пресная, морская больше).
Итак, задаёмся ширину днища и скорость лодки, определяем C_v на данной скорости и потребный C_L (левую часть уравнения), после чего ищем пары значений л и т (внутри диапазона их допустимых значений), при которых правая часть уравнения станет равна левой.
Поскольку уравнение одно, а неизвестных два, решений будет бесконечно много, как и возможных равновесных положений глиссирующей лодки при постоянной скорости.  Если центр тяжести лодки фиксирован по длине, то к уравнению равновесия вертикальных сил добавляется уравнение равенства моментов относительно поперечной оси и тогда единственная пара "смоченная длина/дифферент" будет удовлетворять обоим уравнениям. Если же мы способны менять положение ЦТ вдоль лодки, то лучше применить оптимизацию посадки лодки по минимуму сопротивления, выбирая среди множества пар "смоченная длина/дифферент", удовлетворяющих уравнению (1) такую, при которой сопротивление будет минимальным.
Сразу скажу про подъёмную силу на днище с килеватостью. Основной эффект от килеватости - снижение подъёмной силы у днища с заданной шириной. Уравнение, связывающее к-ты подъёмной силы плоского C_L и килеватого C_Lк  днищ одинаковой ширины, с одинаковыми (средней) смоченной длиной и дифферентом, и при одинаковой скорости:
C_Lк = C_L - 0,0065*к*C_L^0,6,           (2)    где
к - угол килеватости в градусах.
Соответственно, при килеватом днище мы по весу лодки и скорости высчитываем сначала необходимый C_Lк, а затем, по его значению и уравнению (2) определяем C_L, и дальше ведём расчёт так же, как и для плоского днища.
Сопротивление складывается из двух составляющих: сопротивление от сил давления, направленных под прямым углом к днищу и сопротивление от сил трения, направленных вдоль днища. Выражение для сопротивления R имеет вид:
R = D*tg(т) + (р*V₁²*C_f*л*b²)/[2*cos(к)*cos(т)]      (3)   где:
углы т и к в радианах,
V₁ - средняя скорость вдоль днища,
C_f - коэффициент трения.
V₁ для плоского днища определяется по формуле:
V₁ = V[1 - 0,012т^1,1/(л^1/2*cos т)]^1/2
для килеватых формулы не приводятся, только графики (fig.14 в статье Савицкого). Для оптимизации можно считать, что средняя скорость у килеватого днища та же самая, что и у аналогичного плоского, хотя на значение итогового сопротивления это повлияет (будет заниженное для килеватых).

[победа]

Расчет Савицкого считал по формулам, в Exele проще всего.

Коллега Lop в свое время кинул формулы вот в эту тему:

 

.....................................

 

 Собственно последующий текст под этим предложением полностью копирует сообщение  товарища Iop :

 

https://forum.katera...-2#entry2218087

 

Что же готов сказать от себя - "Гидродинамика - наука о коэффициентах", и поэтому без наглядного примера того как нужно поступить в том или ином случае,  нам с вами самостоятельно разобраться навряд ли получиться - Альберт Назаров неоднократно это доказывал на примере публикаций в других темах.

 

P.S. Но профильную литературу почитывать всё же полезно - хотя бы для того что бы избавиться от собственных иллюзий .....

[wwwanton]

 

 

 

R = R_тр + R_дин

 

 

 А с этим можно поподробней - с учётом обозначенной смоченной длиной в 0.18 м, центр тяжести где будет тогда располагаться?

 

 Опять же при угле атаки в 4 градуса и длине смоченной поверхности в 0.18 м ( 180 мм), расположение задней кромки пластины относительно поверхности воды, окажется ниже  таковой всего на каких то 12 мм - ничего не смущает?

Динамическая составляющая, это проекция гидродинамической силы( указал про нормаль, так как она перпендикулярна корпусу) на горизонталь.

 

По поводу 0,18метра смоченной, не забывайте, что мы считали для плоской пластины шириной 0,6 и скорости 70км в час, так что не смущает. 

 

По факту нужно считать пластину 0,3 и учитывать килеватость, для водоизмещения 213кг / 2.

Если взять плоскую пластину шириной 0,3 то смоченная длина будет уже 0,36 для водоизмещения 213/2.

 

По поводу цт можно по Савицкому посчитать, при каком расстоянии цт от кормы будет получаться 4градуса и соответственно по диаграмме( есть в методике ) определить условие дельфинирования. Но повторюсь если это считать, то нужно вводить силу мотора и смотреть как это сила проходит  относительно ЦТ, ЦД. В нашем случае момент от силы мотора, сильнейшим образом влияет на угол атаки.

[jeeet]

По факту нужно считать пластину 0,3 и учитывать килеватость, для водоизмещения 213кг / 2.

Где-то так, да.

 

+увеличение смоченной в тоннеле, это нужно помнить для катиков.

 

 

 

нужно вводить силу мотора и смотреть как это сила проходит  относительно ЦТ, ЦД. В нашем случае момент от силы мотора, сильнейшим образом влияет на угол атаки.

Однозначно нужно.

 

Причём нужно знать, что вектор упора винта не всегда совпадает с осью гребного вала (в зависимости от винта).

 

P.S. Как пример -- 3,85м катик: длина наибольшая/по корпусу -- 3,9/3,85м, ширина наибольшая/по корпусу -- 1,79/1,69м, высота борта в носу/в корме -- 0,725/0,575м, килеватость на транце 22 градуса, расчётное водоизмещение 550кг, ПЛМ 20...50л.с., оптимально -- Tohatsu M40C. Корпус -- фанера.

Прикрепленные изображения

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

[wwwanton]

Катик прикольный, это для постройки из фанеры? Какой вес у него по прикидкам? 

[jeeet]

это для постройки из фанеры?

Да.

 

Какой вес у него по прикидкам? 

110...120кг.

 

Если фанера БС-1 -- то 120кг, если применить не-силовые детали из хвойной ФСФ -- чуть легче, а если найти облегчённую фанеру (например, наружные слои "рубашки" из клёна или ели, а внутренние "заполнитель" из тополя), то ещё легче -- в основном за счёт настилов кокпита, там площадь кокпита 5м^2, кстати, + можно использовать некоторые детали кокпита из 2...3мм фанеры.

 

В общем, смысл есть.

 

Я прикидывал 120кг корпус, 70кг ПЛМ (оптимально 60кг), запас топлива 30кг, 15кг на оборудование и 10кг на снабжение -- 245кг, считаем, что 150кг. 3чел. -- это 75кг+15кг багажа=270кг или 4чел. по 75кг=300кг. Начальная остойчивость достаточная и так, и сяк.

[победа]

По поводу 0,18метра смоченной, не забывайте, что мы считали для плоской пластины шириной 0,6 и скорости 70км в час, так что не смущает. 

 

 Допустим всё так, и расположение задней кромки пластины относительно поверхности воды оказывается ниже на 12 мм, а точнее на 1.26 см - и это надо сказать определяется достаточно просто: Катет, противолежащий углу, равен произведению второго катета на тангенс угла:

 

tg 4 градусов = 0.0699

 

a = b х tg4

 

а = 18 см х 0.0699 = 1.258 см

 

Тогда поясните, как в ваших расчётах при угле дифферента в 1 градус, судно массой в 213 кг и скоростью перемещения в 70 км/час, просело кормой больше чем в первом рассмотренном случае:

 

tg 1 градуса = 0.0175

 

a = b х tg1

 

а = 280 см х 0.0175 = 4.9 см

 

Опять же, если величину в 1.26 см принять как некую постоянную для данного скоростного режима, то у абстрактной "математической модели", при дифференте в 1 градус, смоченная поверхность уже будет равняться:

 

b = a / tg1

 

b = 1.26 см / 0.0175 = 72 см

 

Это я всё к тому, что к имеющимся в свободном доступе номограммам всё же имеет смысл присматриваться.

 

По факту нужно считать пластину 0,3 и учитывать килеватость, для водоизмещения 213кг / 2.

Если взять плоскую пластину шириной 0,3 то смоченная длина будет уже 0,36 для водоизмещения 213/2.

 

По поводу цт можно по Савицкому посчитать, при каком расстоянии цт от кормы будет получаться 4градуса и соответственно по диаграмме( есть в методике ) определить условие дельфинирования. Но повторюсь если это считать, то нужно вводить силу мотора и смотреть как это сила проходит  относительно ЦТ, ЦД. В нашем случае момент от силы мотора, сильнейшим образом влияет на угол атаки.

 

Полностью согласен с тем что нужно учитывать все моменты - но повторюсь: "без наглядного примера того как нужно производить расчёты для того или иного случая,  нам с вами, вот прямо сейчас, самостоятельно разобраться навряд ли получиться".

[wwwanton]

Долго не был на форуме - ездил в командировку в УСЦ МЧС "Вытегра". Вернулся ночью.
Там со своими лодками и моделями участвовал в детско-юношеском фестивале судостроения и судоходства. Проводил мастер-классы.
Интересно то, что именно к модели ЧИЖ-4 подошла Валентина Матвиенко вместе с Владимиром Пучковым и другими высокими гостями. Стала у ребят и у меня спрашивать. Состоялась беседа. Рассказал про про сам проект и про технология СиС. Все всё поняли и остались довольны.
Но видать чем-то все же ЧИЖ-4 привлек их внимание.
Подробности позже.
Кое-что о самом мероприятии:
http://vk.com/korabe...57881005_82/all
http://www.mchsmedia..._medium=twitter
http://www.0-1.ru/?id=51048

С позиции подачи информации необязательно что бы именно в данном видио ролике наблюдалась указанная скорость - нам озвучили то что в принципе показывал GPS навигатор на одном из заездов.

Теоретически же, если снаряжённая масса комплекта равнялась к примеру 213 кг (экспериментальный корпус весил всего 80 кг + ПМ 53 кг + Топливо 5 кг + чел 75 кг ), то под честной Ямахой в 25 л.с, 5800 об/мин и винтом шагом в 16 дюймов, 65 км/час уже не кажутся чем то не правдоподобным.

А вот для достижения 70 км/час (я больше склонен к цифре в 69 км/час) понадобиться не только винт в 17 дюймов, но и как минимум перенастройка 25 в 30 ....

Ниже небольшая проверка через определение значений относительного скольжения гребного винта:

propslipcalc_1.png

(16 х 5800) / (2.08 х 1056) = 42.249 мил/час х 1.609 км/час = 67.979 км/час

(67.979 - 65) / 67.979 = 0.0438 х 100 % = 4.38 %

Либо по более простому методу:

Algorithm.png

Для случая с 25 сильным мотором:

(1 - (65 / 1.609 х 1056 х 2.08 / (5800 х 16))) х 100 % = 4.38 %

Для случая с 30 сильным мотором:

(1 - (69.059 / 1.609 х 1056 х 2.08 / (5800 х 17))) х 100 % = 4.38 %

Как можете заметить, для обоих вариантов характерно значение в 4.38 % - что косвенно подтверждает возможность достижения и как 65 км/час, так и 70 км/час, но только в том случае если снаряжённая масса судна остаётся неизменной - в конкретном случае мы основываемся на значении в 213 кг.



Спорное замечание - ближе формулировка "блинчиком".


У меня больше вопросов к так называемому поперечному редану - опять же высота свода тоннеля в % соотношении точно такая же как на "Лангусте".

1189952_122534.jpg

P.S. Но автор этой темы - опять же хочу напомнить, ограничен силовой установкой в 20 л. с ////

По методике Савицкого есть вопросы для плоских пластин и для параметров, которые являются грубо говоря на границах допустимых значений, все таки нужно понимать, что это математическая модель.
1. Нужно проверить мой расчет, это не сложно.
2. Получить решение по формуле Зотторфа-Седова-Перельмутра.

Сопоставить все значения полученные по разным методикам, картина начнет проясняться.

По поводу разобраться, нужно просто понять в чем конкретно?

Методики в любом случае это некие приближения, ждать прям точной сходимости наверное не получится, а главное и не надо. А для оценки они неплохо подходят.

Еще по поводу насколько просела пластина, я не зря выделил из трения динамическую составляющую, вы же видите что подьемная сила при 1градусе тоже уменьшилась сильно.

Сообщение отредактировал wwwanton: 18 февраля 2022 - 16:35

[победа]

Еще по поводу насколько просела пластина, я не зря выделил из трения динамическую составляющую, вы же видите что подьемная сила при 1градусе тоже уменьшилась сильно.

 

 Мне виделось что из "общего сопротивления" Вы выделили "нормальную составляющую сопротивления" - всё верно?

[победа]

 Методики в любом случае это некие приближения, ждать прям точной сходимости наверное не получится, а главное и не надо. А для оценки они неплохо подходят.

 

 Вот я и привёл пример где при изменение центровки не только увеличивается сопротивление, но и уменьшается угол дифферента:

 

a = b х tg

 

определение глубины погружения для случая с центровкой в 0.4 м: 

 

а = 40 см х 0.0699 = 2.796

 

определение угла атаки для случая с центровкой в 0.7 м :   

 

2.796 / 70 см = 0.0399 что соответствует 2.3 градусу

 

определение угла атаки для случая с центровкой в 1.2 м : 

 

 2.796 / 120 см = 0.0233 что соответствует 1.3 градусу

 

Опять же, при угле дифферента в 1 градус смоченная поверхность равняется:

 

2.796 / 0.0175 = 159.8 см  что почти соответствует 1.6 м  и сопротивлению в 81 кгс

 

 В некотором роде всё это можно сказать "притянуто за уши", но как Вы сами подметили - эти математические уравнения лишь попытка объяснить тот или иной случай.

 

Предлагаю на этом завершить нашу дискуссию - впереди выходные, и думаю всем есть чем заняться.

[wwwanton]

Пересчитал по формуле Л. И. Седова и А. С. Перельмутра

 

https://sea-man.org/...katamarany.html

 

для 1градуса = 0,24м смоченная длина

для 2градусов = 0,5м смоченная длина

для 4градусов = 2,2м смоченная длина

 

Ну при первом приближении можно сказать, что похоже на расчеты Савицкого. 

Слишком большое удлинение у задачи, все методики начинают врать.