... а у нас был.
Прежде чем разбираться с симпатишными рисунками от m-1, хотелось бы вернуться к вопросу о роли объёма профиля в создании подъёмной силы, или тяги, как исходя из общих соображений выразился бы один крупный специалист в аэродинамике. Как мне кажется,, корни этого расхожего заблуждения растут раскиданных здесь и там в популярных статейках объяснений механизма образования подъёмной силы на крыле исходя из закона Бернулли. Действительно, про закон Бернулли знают почти все, так как всё знание гидромеханики, вынесенное из школы человеком со средним образованием, только этим законом и ограничивается. Поэтому популяризаторы в своих статьях обычно рисуют асимметричный профиль, у которого нижняя сторона прямая, а верхняя - выпуклая, и говорят: "видите, частицы воздуха сверху должны пройти больший путь, чем снизу, так как длина верхней траектории больше, поэтому они должны двигаться с большей скоростью, чем те, которые обтекают крыло снизу, а значит, по закону Бернулли, давление сверху будет больше, чем снизу, эта разность давлений и создаёт подъёмную силу." Правда популяризаторы умалчивают о том, почему две частицы подходящие к передней кромке одновременно должны сойти с задней кромке тоже одновременно, и почему бы верхней частице, никуда не торопясь, двигаться с той же скоростью, что и нижняя, не создавая никакой подъёмной силы. Простим популяризаторам их нежелание вдаваться в такие мелочи, у ниж задача не парить моск людям, а найти какие-то слова, которые непонятное прежде явление смогли бы сделать чуть более понятным, или хотя бы создать впечатление этого. Однако по факту понимания это объяснение не приносит, а рождает очередной миф - миф об объёмном профиле. Действительно, если популяризаторы правы, то чем длиннее верхняя сторона профиля, тем больше будет разница скоростей, и тем больше, в соответствии с Бернулли, разность давлений и подъёмная сила профиля - вуаля: толстый профиль генерирует бОльшую подъёмную силу, чем тонкий. Ущербность этого объяснения в том, что оно не способно объяснить образование подъёмной силы на плоском профиле, вроде стакселя или пластины, которые прекрасно работают в качестве несущих поверхностей. У некоторых людей вера в "науку" или в своё представление о ней, почерпнутое из популярных статей приводит к тому, что они вообще склонны отрицать возможность создание подъёмной силы на плоских поверхностях. Между тем единственное, что на самом деле всегда генерирует объёмный профиль - это дополнительная, по сравнению со своим плоским аналогом, длина контура профиля, или, если говорить о трёхмерном случае - площадь поверхности, то есть в конечном счёте - путь, который должны проделать частицы воздуха или жидкости, пробираясь от передней кромки к задней. И в общем случае большая толщина профиля означает прежде всего большее сопротивление трения, так как это сопротивление напрямую зависит от длины пути вдоль поверхности. Сможет ли объёмный профиль при этом создать большую подъёмную силу, чем плоский - вопрос в общем случае открытый, иногда - да, а иногда - нет. Ещё менее определённым будет отношение создаваемой подъёмной силы к сопротивлению, которое для нас (в отличие от авиаторов, снабжённых пламенным моторов в качестве источника тяги) является даже более важным, чем собственно значение подъёмной силы. В аэродинамике вообще не принято "исходить из общих соображений", так как довольно многие явления этим самым "общим соображениям", или "здравому смыслу" успешно противоречат. Попросите здравомыслящего человека, не знакомого с аэродинамикой, объяснить, почему парусная яхта идёт "против ветра" и вы увидите посрамление здравого смысла. Ветра нет, пора на дачу, продолжим позже. |
Кстати, создание подьемной силы на криволинейной(выпуклой поверхности ) обьяснить очень просто:
- частицы воздуха или воды двигаются вдоль поверхности, и на выпуклых частях испытывают центростремительное ускорение, что и вызывает снижение давления на Чем больше кривизна профиля, тем меньше радиус, по которому двигаются частицы, и больше их ускорение и подьемная сила. |
Цитата:
http://www.raceyou.ru/album.php?albu...&pictureid=798 |
Цитата:
Цитата:
(Дело экспертов и фанов найти принципиальные уязвимости моих построений, желательно, доступным для любителя языком.) Итак, после второго рисунка выяснилось, что как только плот начнет движение в направлении силы F, так ветровое обтекание пластины изменится на вымпельное (суммарное) и что именно вымпельный ветер надо учитывать как причину движения плота. Так? Хорошо. Поправим рисунок. Повернем вентилятор чуть более поперек пластины так, чтобы флюгарка на пластине показала горизонтальность направления результирующего вымпельного ветра: http://www.raceyou.ru/staff/m1/plot-3.jpg Теперь, вроде, новый треугольник скоростей стабилен, плот может устойчиво двигаться в направлении силы F со скоростью Vплота, естественно, не равноускоренно, так как ... куда деваться от сопротивления движению со стороны воды и воздуха? ... |
а почему на рисунке вектора Vплота и "направление движения плота" смотрят в противоположный стороны?
|
а я плотики запускал в детсаду, а в младших классах- модели яхт...
|
Цитата:
(Частный случай: едешь по ветру (например, на велосипеде) со скоростью ветра - вымпельный ветер равен нулю и, наоборот, - ... машины с одинаковыми скоростями при лобовом столкновении испытывают удвоенную скорость соударения...) _________ Пока народ подтягивается с отдыха, завершу урок рисования четвертым рисунком. Вспомним про первый и сравним их. Рис.1 http://www.raceyou.ru/staff/m1/plot.jpg и Рис.4 http://www.raceyou.ru/staff/m1/plot-4.jpg Первая пикча иллюстрирует создание на (обычно, рассматриваемой неподвижной) пластине-профиле аэродинамической силы F, которую допустимо, например, равноценно заменить двумя силами, перпендикулярными друг другу. В авиации принято изучать процесс обтекания и оперировать в терминах подъемной силы Fy и силы лобового сопротивления Fx. В яхтинге (в контексте поставленного вопроса) более удобно раскладывать силу F в направлении движения яхты и поперек движения. Соответственно, на силу тяги Fтяги и силу крена Fкрена... Таким образом, нет никакого парадокса в том, что на Рис.4 наш плотик в тазике может двигаться под действием Fтяги - проекции силы F на плоскость плавника. Если проекция не нулевой величины, то вполне легитимно движение под углом в 43 градуса к направлению истинного ветра, как на рисунке... _____ (Почему плотик? Его проще сделать и проще соблюдать центровку (m), чем модель яхты.) |
Цитата:
Нет не будет. Хотя здравый смысл говорит нам, что аэродинамическая сила должна быть приложена в центре пластинки, как это и изображено на рисунке, но на самом деле она будет приложена в совсем другой точке. Какой именно - зависит от отношения высоты пластины к её ширине. Если это отношение большое, то точка приложения F будет находиться примерно в четверти ширины пластины от её наветренной кромки, если маленькое, то между 1/4 ширины и срединой, но точка эта всегда смещена к передней кромке, за исключением случая, когда пластинка расположена строго поперёк ветра. В последнем случае положение точки даже на неподвижной пластине и самом ровном ветре будет постоянно меняться, смещаясь то влево, то вправо от средины. Итак, вследствие того, что точка приложения F смещена от средины пластины и от центра масс m, плот начнёт разворачивать по часовой стрелке, пластиной поперёк ветра. Поскольку в начальный момент плот был неподвижен по отношению к воде, то и гидродинамической силы ни на плоту, ни на плавнике не было. Она возникнет сразу после начала движения, и та часть, которая будет создаваться на плавнике, также будет расположена между четвертью и срединой плавника, ближе к той кромке, которая движется быстрее. С плотом несколько сложнее, точку приложения и направление гидродинамической силы на нём определить не так просто, как на пластине, однако можно не сомневаться, что и точка приложения, и направление будут непрерывно меняться, в зависимости от параметров движения плота. Для плота без плавника эти изменения, впрочем, будут незначительными, так как плот при малых скоростях тело плохообтекаемое, это означает что при любом направлении движения плота гидродинамическая сила на нём будет направлена почти точно против движения, против вектора скорости плота. Если же плот оснащён плавником, то он будет просто тормозить движение, добавляя гидродинамическое сопротивление системы плот-плавник, на плавнике же при движении сила будет направлена в основном перпендикулярно его плоскости. Однако, поскольку приложена эта боковая сила, как уже отмечалось, будет не в средине плавника, то в процессе движения она, так же как и сила F на пластине-парусе, будет стремиться развернуть плавник с плотом поперёк его текущего направления движения. В результате мы будем иметь не красивую картинку, где гидродинамическая и аэродинамическая силы приложены в одной точке (то есть строго одна над другой), а совсем не красивую картинку, где эти силы, точнее их проекции, приложены в разных, меняющихся со временем точках, и направлены под достаточно произвольным и меняющимся со временем углом друг к другу. То есть, всесто прямолинейного и равномерного движения мы имеем непрямолинейное и неравномерное движение, с вращением всей системы то в одну, то в другую сторону. Цитата:
Есть, правда, ещё одно ограничение - скорость плота не может быть больше скорости света:sorry:. А так бы хорошо было... Цитата:
Цитата:
Цитата:
Цитата:
|
Цитата:
- Что мешает нам разместить пластину и плавник с учетом "замечаний" так, чтобы минимизировать динамические вращательные моменты? - Что мешает сделать плотик с пластиной и плавником с минимально возможным сумммарным сопротивлением? Мы ж не за скоростью щас гонимся? Или это в принципе невозможно? (Хейердал специально делал максимально примитивный, неуправляемый снаряд, ха-ха. Если б он строил пирамиды, то тоже специально напортачил бы, имхо. :smile:) Так надо мне перерисовывать плотик с учетом критики или "на глаз" поверим, что схема сработает и он поплывет "против ветра"? |
Цитата:
Цитата:
Плот - это судно. Любое движущееся судно неустойчиво - оно не способно сохранять первоначальное направление движения. постоянно норовит уйти в сторону. Если сами не пробовали, спросите у ALEX3M. Парус-пластина - аналогично: сначала норовит развернуться поперёк потока, а потом болтаться туда-сюда или крутиться. Можно сделать систему из судна и нескольких парусов с разными углами атаки, (типа иола) которая хотя и будет неустойчива в принципе, но колебания направления движения её будут ограничены небольшим углом, 10-20 градусов, то есть плот будет "примерно" следовать нужным курсом, то приводясь слегка, то уваливаясь. Короче, хотя бы рулевой нужен. Цитата:
Цитата:
Цитата:
Цитата:
Центростремительное ускорение, как и любое ускорение, возникает не само по себе, а есть результат действия внешней силы. Если частицы воздуха движутся вдоль (читай - параллельно касательной к) поверхности, то какая-такая внешняя сила придаёт им то самое ускорение? Откуда частица знает, что дальше поверхность будет загибаться, а потому ей, частице, надобно центростремительно ускориться в сторону загиба? Ведь глаз-то у частицы нету.:eek: |
Частица, конечно, слепая, но одной рукой за поверхность держится, чтобы не упасть ;)
-или, может, начать с молекулярно-кинетической теории газов? |
По интуиции...
Не стоит парус отрывать от доски с плавнииком и райдера. Большой мачт-карман держит большое пузо? Так? А вот райдер на мин для себя возможном плавнике, чтобы без спинаута и на максимальной скорости, и максимально возможным без передоза парусом без потери максимальной скорости, всем этим мастерски управляет и может резаться круче других и идти бытрее других. Это мое предположение. |
Цитата:
(Хотя, многим сложно понять и продемонстрировать устойчивое хождение по дистанции, - и в лавировку тоже, - , например, на финне, луче, семидесятке при снятом руле. Это фокусы теории или проблемы конкретного человека?) Ну поставьте тонкий плотик на два узких поплавка со швертами-плавниками... В конце концов, на колеса, коньки. Сложно? (Проще обсуждать нанотеории?) В 80-м году виндсерфингисты разъезжали по асфальту олимпийского таллинского порта на скейтборде под парусом от виндгляйдера. Юрий должен помнить это. Сложно?... Цитата:
Я погуглил и нашел, что под "винтопрулем" понимается ... вертолет. Далее, задан простой вопрос и хочется получить простой ответ - типа, "ДА", может ехать против ветра. Никакие другие углы меня не интересуют. И причем тут парусные суда? Заглядываете дальше и прогнозируете сравнительную "эффективность"? Вы хотите сказать, что сравнимая, например, по габаритам, лавирующая модель яхты выйдет на ветер быстрее модели "моего" катамарана, движущегося строго против ветра? Линки в студию в качестве доказательства, плиз. Цитата:
|
Цитата:
Гидродинамика же частиц не наблюдает. Цитата:
Большой мачт-карман позволяет спрятать внутри себя камбера и (если парус пошит и настроен правильно) несколько улучшить обтекание наветренной стороны паруса, хотя на качество паруса это влияет слабо. Камбера же позволяют сохранять профиль паруса почти постоянным, не зависящим от силы ветра, и потому с таким парусом можно кататься в более широком ветровом диапазоне. Стабильный профиль и большое пузо - это совершенно разные понятия. Цитата:
Цитата:
Колёса/коньки предполагают уже движение по твёрдой поверхности, там проблемы устойчивости тоже имеются, но только на сравнительно больших скоростях. Но причём здесь плот? Как-то нить дискуссии начинаю терять, когда исходные данные постоянно меняются. За что бьёмся-то? Будет ли скейтборд под парусом лавироваться? Ясный потрох, будет. А что, кто-то сомневается? А вот будет ли лавироваться плот - лично для меня вопрос спорный, даже если снабдить его рулевым и рулём, но не ставить его на поплавки, ролики или колёса. Цитата:
Про винтопруль - спасибо, я и не знал, думал, что это он сам такое слово забавное придумал. Будет ли такое судно иметь большую VMG, нежели сравнимый по размерам парусник мне не очень интересно. То, что конструкция хотя и работоспособна, но не жизнеспособна, на мой взгляд вполне очевидно, иначе бы они мелькали чаще, а не стояли бы на пыльных задворках после "удачного" эксперимента. |
Цитата:
:smile: (Я просто попробовал немного по-своему порассуждать, помочь другим прочувствовать физику движения, при случае - обратиться к книжкам...) ____________ Цитата:
(Меня зовут Михаил.) |
Часовой пояс GMT +3, время: 10:04. |
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: