Показать сообщение отдельно
Непрочитано 18.05.2011, 16:37
#94
lop
виндсерфингист

 
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 269
Цитата:
Сообщение от latad Посмотреть сообщение
Есть, и её настолько много, что даже Вы запутались, поэтому остальная часть поста - плоды этих заблуждений.
Удивляюсь, как человек, умеющий легко рисовать вектора, может так запутаться в трёх соснах, тьфу, векторах, конечно...
Почему же трёх? Я насчитал четыре, это слишком сложно?
Цитата:
Представьте себе вид доски спереди и нарисуйте проекции векторов тяги паруса, тяги шкотиков трапеции и реакции шарнира.
Затем разложите эти вектора на вертикальные и горизонтальные составляющие.
Тогда может быть будет понятно, что освободившийся шарнир всегда летит наветер и никогда - подветер. Естественно, речь об устойчивом курсе, а не о финтах и прыжках, само собой разумеется).
Не рисую, потому что считаю, что самостоятельный анализ желающих раз и навсегда освободит от иллюзий, а разжевать и рот положить - неэффективно.
Вообще-то я уже отвечал, что делать выводы из картинок подчас чревато тем, что выводы будут неправильными, нужно не просто рисовать, но и считать. Полагаю, что вы не рисуете несколько по другой причине, а именно - из-за излишней самоуверенности. Щитать, ясный потрох, желающих меньше, чем рассматривать картинки. Попробую это дело поправить.



Вот рисуночек паруса не совсем спереди, а вдоль "плоскости паруса", то есть плоскости, нормальной вектору полной аэродинамической силы. Этот вид удобнее "вида спереди" по той простой причине, что здесь мы видим вектор Фаэро "во всей красе", а не частично. Назовём плоскость рисунка плоскостью откренивания OYZ.
Которые по картинкам сразу определяют куда и чего будет лететь, дальше могут не затрудняться, ибо им уже должно быть всё видно.
Направление вектора реакции шарнира R здесь выбрано достаточно произвольно, ибо в отличие от вас я не могу сказать, куда этот вектор будет направлен, пока не решу систему уравнений равновесия для паруса. Система эта выглядит следующим образом:

T*cos(b) - Fa*sin(a) + Ry = 0; (проекции сил на ось Y равны нулю);
Fa*cos(a) - T*sin(b) + Rz - W = 0; (проекции сил на ось Z равны нулю);
T*cos(b)*Sz + T*sin(b)*Sy + W*Yg - Fa * (OA) = 0 (моменты относительно точки О равны нулю).

Для уравнения моментов Sy, Sz - координаты точки S на гике, к которой приложено суммарное усилие откренивания от рук и трапецшкотов:
Sy = (OH)*cos(a) + (HS)*sin(a);
Sz = (OH)*sin(a) - (HS)*cos(a);

Только в последнем уравнении, для моментов, отсутствует неизвестная пока реакция в шарнире, поэтому удобнее всего воспользоваться им для нашей оценки. Поскольку нас интересует, когда горизонтальная составляющая качественно меняет свой характер, выясним, при каких условиях Ry будет равна нулю. При этом из первого уравнения должно быть:
Fa*sin(a) = T*cos(b),
откуда получаем:
T = Fa*sin(a)/cos(b).
Подставив это выражение для Т в уравнение моментов, мы получим уравнение с двумя неизвестными параметрами – углами a и b, решив которое относительно одного из углов, при известных геометрических параметрах системы, веса верхушки и заданного значения Fa, мы можем получить набор таких значений углов, при которых горизонтальная составляющая реакции шарнира равна нулю. Сразу замечу, что в явном виде выразить один угол через значение другого из этого уравнения не удастся, решать нужно будет уравнение в неявном виде.

Ориентировочные данные для геометрии системы можно взять у Дрейка в его Phisics Lecture. Пусть Fa составляет 30 кг, что примерно соответствует данным Дрейка. Расстояние от от шарнира до центра парусности работающего паруса будет меняться, у Дрейка (Fig.8) приведено значение 80 дюймов (203 см) от ЦП до поверхности воды, Вычтя высоту шарнира над поверхностью, и учтя, что плоскость паруса у Дрейка наклонена к горизонтали на угол 15 градусов, получим примерно ОА = 2 м. Данные по величине ОН у Дрейка не приводятся, по рисунку примерное значение ОН можно взять как 60% от ОА, таким образом, положим в качестве ориентира ОН = 1,2 м. Ширина гика в районе трапшкотов составляет около 25-30 см, пусть HS = 0,3. Центр тяжести паруса расположен примерно на той же высоте, что и центр парусности, пусть будет чуть ниже, и несколько (~ 10 см) смещён подветер от плоскости паруса, то есть
Yg = 1,9*cos(a) - 0,1*sin(a).
Вес верхушки положим равным 12кг.

Ну вот, с параметрами примерно определились, теперь можно приступать к основной задаче. Забиваем в экселевской странице исходные данные по геометрии и нагрузкам и для заданного а подбираем значение b, при котором обеспечивается равновесие моментов.

Если положить а=75 градусов (15 градусов наклона мачты наветер, как у Дрейка), то получим, что при b=37,5 градусов горизонтальная составляющая реакции шарнира обращается в 0.

Если угол b наклона трапшкотов к горизонту будет меньше этого значения, то есть вектор откренивающего усилия ближе к плоскости гика, то реакция шарнира на парус будет направлена подветер, а давление верхушки на шарнир – наветер, то есть парус будет стремиться приводить доску, а при обрыве шарнира низ мачты полетит наветер.

Если же угол b будет больше, чем 37,5 градусов, то ситуация будет обратной – верхушка будет давить шарнир подветер, и при обрыве низ мачты полетит туда же.
Если увеличить угол а до 80 градусов, то угол b возрастёт до примерно 41 градуса, то есть, чем вертикальнее мачта, тем сильней нужно нагружать трапшкоты своим весом, чтобы верхушка уваливала доску.

Цитата:
Кстати, у меня не раз отрывался шарнир, иногда - с мясом, то есть вместе со всем креплением, и ни разу (!) он не полетел по ветру.
(У меня даже возникло подозрение, что Вы специально пытаетесь раздразнить сообщество очевидным бредом, настолько не соответствуют Ваши знания в яхтинге и странные полуфантастические представления о примитивногм шарнире.)
Вы можете легко проверить этот "очевидный бред", повторив мои расчёты.
lop вне форума Ответить с цитированием