[lop]

Сообщение от Муха-Плавник

Я думал, что 2м, 100кг Вашкевич выбирает парус поменьше для большей скорости при сильном ветре не потому, что ему трудно справиться с большим парусом, а просто меньшего размера парус быстрее едет.

В сферическом вакууме, где нет волны, ветер дует с постоянной скоростью и не меняет своего направления, а все паруса пошиты идеально, быстрее едет не просто парус меньшей площади, а парус с оптимальной площадью. Оптимальная площадь позволяет данной конкретной тушке снять с паруса при заданных конкретных: скорости ветра, курсе и скорости доски максимальную тягу. Которая тяга, в свою очередь, обеспечит эту самую скорость доски, противодействуя всем составляющим сопротивления. Разумеется, площадь работает не сама по себе, а вместе с ориентацией паруса, которую грубо, в первом приближении, можно назвать "углом атаки", который так же является оптимальным. Если мы, оставаясь во всё том же сферическом вакууме, увеличиваем площадь паруса, то при тех же остальных исходных данных мы должны будем уменьшить угол атаки (ибо массы тушки для противодействия боковой силе на парусе у нас окажется недостаточно), который перестанет быть оптимальным, тяга паруса уменьшится и станет меньше суммы прежних сопротивлений, а значит скорость доски уменьшится. То же самое произойдёт, если мы возьмём парус меньшей площади: угол атаки увеличится супротив оптимального, а тяга опять снизится.
Частично можно попробовать скомпенсировать этот негативный эффект изменения площади, поменяв курс доски; при этом изменится скорость и угол вымпельного ветра, и возможно, что эти изменения опять увеличат тягу и скорость лодки. Но, поскольку при этом мы изменили исходные данные, можно сделать лишь вывод, что для разных курсов к ветру оптимальная площадь паруса будет несколько отличаться, но сути дела этот факт не меняет - при заданных исходных данных максимальную скорость обеспечивает оптимальная площадь паруса, не больше и не меньше. Правильно ли я сформулировал то, что вы называете "парадокс Вашкевича"?

Возможно парадокс Вашкевича мало кому заметен на ВС, т.к. надо разогнаться до большой скорости и сравнить разного размера паруса.

Разогнаться и сравнить - дело не хитрое. Гораздо сложнее оказаться при этом в сферическом вакууме. А вне его всё несколько сложнее: условия ветро-волновые постоянно, даже в течение одного заезда, меняются, а с ними и все исходные данные, и действие происходит не в статике, а в динамике. Но в общем эффект заметен даже при среднем уровне катания, иначе люди ездили бы всегда на единственном парусе максимальной площади, да и не парилися.

А вот на фоиле держать парус намного легче. Тут надо сравнивать не скорости, а истинный угол атаки.

Предлагаете вместо скорости углами атаки меряться? Стоять с плоской пластиной с нулевым углом атаки посередь воды желающих найдется не много.

Парадокс Вашкевича должен проявлятся когда угол атаки достаточно мал. На фоиле малый угол атаки достигается при очень слабом ветре, например мы мерим 3-х кратное превышение скорости ветра 10 км/ч. Слаломка идет наверное 1.5 скорости ветра. То-есть углы атаки паруса на фоиле на много меньше. Когда углы атаки малы площадь паруса не сильно важна для создания тяги.

То есть речь не о малом угле атаки, как таковом, а о высокой относительной скорости аппарата, которая и приводит к тому, что угол атаки становится мал. Есть аппараты, у которых относительная скорость повыше, чем у у фойла, например те, которые по льду катаются. У них сопротивление низушки совсем маленькое и относительные скорости, в хороших условиях ровного льда и ровного ветра, могут быть и в 4 раза выше скорости ветра, а уж замерить можно... и в 9 раз. 10км/ч это ведь
2,8 м/с, хотите сказать, что в такой ветер можно на... небольшом парусе выйти на фойл? А, понимаю, на фойл выходили в ветер посильнее, разгонялись, а потом ждали когда ветер подкиснет на пару секунд и замеряли... короче, в зависимости от способов замеров скорости ветра и доски относительные скорости могут сильно варьироваться.
Да, на них ледовых, в благоприятных условиях, можно, например с парусом в 5,5м в ветер 4-6м/с двигаться с высокой относительной скоростью, с парусом большей площади, в галфвинд скорость будет ниже, но зато с ним можно идти в полный бакштаг, причём максималка будет больше, чем у 5,5м.
А поскольку в заездах на скорость ценится именно максимальная, а не относительная скорость, то и паруса берут те, с которыми могут справиться, увалившись до бакштага - дальше с ним проще, дальше сложнее с доской справиться.

Недостаток площади можно легко компенсировать небольшим увеличением угла.

Компенсировать... что? Нехватку боковой силы, чтобы не свалиться в воду - да, можно, в некоторых пределах. Нехватку тяги - нельзя, так как парус уже стоит под оптимальным "углом атаки", увеличив его мы теряем тягу. И скорость.

...
Может я Вашкевича неправильно понял, но его заметка навела на мысль о парадоксе, что мы наблюдаем. У нас Большой парус перестал давать преимущества по мере улучшения конструкции фоила по углам лавировки и по скорости.

Здесь, кроме разницы в площади могла сказаться просто разная конструкция и настройка парусов, вполне возможно, что меньший парус был более плоским, поэтому при малых углах атаки, характерных для высоких скоростей, давал большую тягу, обычное дело для фрирайдовых парусов. Если понаблюдать за толпой катающихся разного уровня на разной матчасти, то легко заметить, как некоторые лихо глиссируют на пятёрках, а другие неспешно ползут на семёрках-восьмёрках. Такой вот "эффект Вашкевича".

Можно рассудить и без теории аэродинамики. Например все знают, что фоил для СУПа лучше тянет, но уступает по скорости маленькому фоил-крылу.
Аналогично большой парус должен уступить маленькому при достижении определенного режима. Этот режим есть момент когда истинный угол атаки становится достаточно мал.

Ну да. Осталось только объяснить почему. И назвать границу, после которой угол атаки становится достаточно мал. Всё-таки определитесь, кто кого тянет, и почему.

Насчет соревнований пока неопределенно, что лучше. На фоиле можно сделать оба поворота в полете не теряя скорости, поэтому надо будет разогнаться только один раз на старте.

Это, определённо, про соревнования в сферическом вакууме.

За-то провалы ветра маленький парус будет пролетать с меньшими потерями.
Конечно на большой скорости тушка создает вроде как 80 проц сопротивления. Но с маленьким парусом не нужна большая тушка. Если вес тушки уменьшить в 2 раза со 100кг до 50, то площадь тушки, а следовательно сопротивление уменьшится примерно в 1.5 раза, что означает 30проц меньше сопротивление снаряда на скорости, или более 10 проц прироста скорости.
Идем дальше. Если скорость на 10 проц выше то кинетическая энергия на 20 проц больше.
...

Забыли про уполовиненную массу. С её учётом кинетическая энергия будет не на 20% больше, а на 40% меньше. Вообще, про гонки лучше не надо в этой теме, тем более, что в самих гонках вы не очень разбираетесь. Так-то преимущество, в среднем, лёгких (и мелких) гонщиков довольно отчётливо проявляется в олимпийских классах, когда соревнования проходят преимущественно в слабые и умеренные ветра. Они ближе к сферическому вакууму. Но это не о максимальной скорости.