Цитата:
Сообщение от Ruus
...На некоторых гоночных монохулах и почти всех катамаранах (не несущих ахтерштага) картина резко меняется: верхняя часть грота принимает форму эллипса, аэродинамически близкую к идеальной. Получаем достаточную тягу на всём удлиннении паруса и низкое индуктивное сопротивление. Форма трапеции на современных досочных парусах - достаточно точное приближение к этому эллипсу. А первые треугольники на старых досках - дань традиции, нужно же было с чего-то начинать, вот и копировали на первых порах из того что было.
|
Широко распространённое мнение о том, что крыло эллиптической формы в плане - идеал аэродинамики, на самом деле не вполне обосновано. Во-первых, потому, что единого идеала нет, так как разные крылья или плавники призваны решать разные задачи, а разные задачи требуют и разных идеалов: в одном случае - это максимум подъёмной силы для высокой грузоподъёмности или укорочения взлётно-посадочной полосы, в другом случае - минимум сопротивления при фиксированной тяге для достижения максимальной скорости, в третьем - максимальная экономичность, в четвёртом - максимальная манёвренность, и т.д. Во-вторых, это мнение есть следствие некоторой вульгаризации одного результата из теории крыла, а именно - решения задачи о форме крыла с минимальным индуктивным сопротивление. В этом решении показано, что среди крыльев с одинаковой подъёмной силой, но с разной формой в плане и/или круткой (геометрической) сечений минимальным индуктивным сопротивлением будет обладать такое крыло, у которого удельная
нагрузка по размаху крыла распределена по
эллиптическому закону. Причём форму крыла в плане это теоретическое решение на самом деле никак не ограничивает. Хотя бы потому, что решение это, полученное в начале прошлого века, опиралось на так называемую "теорию несущей линии", в которой ширина крыла (то есть длина его хорд) вообще не рассматривалась.
Безусловно, крыло эллиптической формы в плане может иметь эллиптическое распределение нагрузки по размаху, однако это всего лишь одна из (бесчисленного множества) форм крыла, которые тоже могут иметь требуемое распределение нагрузки. Например, можно сдвинуть все сечения эллиптического крыла, выпрямив переднюю кромку - распределение ширины по размаху останется эллиптическим. Но и распределение ширины по размаху может не соответствовать эллиптическому закону - если есть геометрическая крутка, то нужного распределения нагрузки можно добиться просто меняя угол атаки сечений нужным образом. Современные паруса как раз наглядно демонстрируют этот последний случай - хотя ширина паруса вблизи топа явно избыточна, чтобы парус походил на полуэллипс, но зато меньшие углы атаки верхних сечений обеспечивают необходимое уменьшение нагрузки на верхней границе. Даже на крыле или парусе прямоугольной формы с помощью геометрической крутки несложно получить эллиптическое распределение нагрузки по размаху. Если оно нам нужнО, конечно, то есть, если минимум индуктивного сопротивления при заданной подъёмной силе наилучшим образом соответствует задаче, стоящей перед крылом, парусом или плавником.
Поэтому сама по себе форма, скажем, трапециевидная, не может служить основанием, для того, чтобы говорить о её "неидеальности". Прежде нужно уточнить, 1. для какой цели эта форма используется и 2. какова будет крутка в рабочем режиме. Возможно, что такая форма - именно то, что нужно.