New | Регистрация | Sail numbers | Блоги | Фотографии | Правила | Календарь соревнований | Пользователи |
|
Копилка знаний Библиотека новичка: статьи и руководства о том, как сделать тот или иной элемент, а также переводы и другие руководства. Все вопросы технического характера (как набить парус, как установить трапец шкоты и т.д.) а также какое выбрать оборудование - смотрите в разделе Матчасть |
Опции темы |
05.08.2011, 09:03 |
#136
|
|||
vskipper |
Цитата:
Цитата:
Т.е., твистованный парус и согнутая вбок мачта хуже работают (или лучше)??? Цитата:
Скажите, разве райдер может разворачивать и удерживать доску на глиссировании так, как считает нужным, как ему хочется в силу собственных взглядов (под нужный угол атаки плавника)? - Конечно, нет! (А почему?) Кратковременно - может. А постоянно - нет. Только поставив ДРУГОЙ плавник (или парус..) райдер может изменить характер движения. Чувствуете разницу? - парус можно подстроить под среду (в относительно бОльших пределах хотя), а плавник - увы. Вот правильный производитель и озабочен тем, как осуществить комплексную автостабилизацию доски ан предельных режимах... средствами плавника, в том числе. И уж никак не абсолютной его жесткостью. (Чуть-чуть про актуальность упругости плавника, особенности колебаний и характер твиста - говорили в другой теме... ) Попробуйте ответить на вопрос такого рода: На критическом глиссировании плавник работает на пике своей поляры или на более низком ее участке? (Как только ответите - увидите, что физика процесса оптимального глиссирования для плавника не так проста, ... имхо. А вообще - приятно читать заинтересованные посты. ) __________ Ну а подымальная сила на ВС плавнике обязана существовать. По определению. Как следствие правильного понимания процесса работы плавника. |
|||
06.08.2011, 02:21 |
#137
|
||||
виндсерфингист |
Цитата:
Цитата:
Вы утверждаете, что при изгибе эффективность плавника снижается. То есть наиболее эффективным должен быть "алмазный" несгибаемый (и нетвистуемый) плавник? Но, скажем, для формулы, где длина плавника ограничена, используют множество разновидностей плавников, в том числе и довольно гибких. Можете это объяснить, основываясь на понимании "существа процесса"? Цитата:
Ну и потом, вы так и не объяснили сущность процесса роста сопротивления с ростом угла атаки ... основания плавника. Площадь вроде та же, скорость по поверхности, по гамбургскому счёту, тоже вроде та же осталась: где-то чуть возросла, где-то уменьшилась, то есть воды мимо плавника трётся столько же, а сопротивление почему-то получается больше? Цитата:
|
||||
08.08.2011, 17:51 |
#138
|
|
Windsurfer |
Цитата:
Важно, что есть компонента силы, направленная вверх. Как на наличие этой компоненты отреагирует матчасть (будет ли только меняться крен, или же всплывёт корма, или и то, и другое), зависит от величины этой компоненты и распределения остальных сил (и их моментов), действующих в системе тушка-матчасть. Для примера можно вспомнить самолёт. На каждом крыле возникает подъёмная сила. Соответственно, возникают два момента с каждой стороны, которые компенсируют друг друга. Это объясняет, почему самолёт не вращается вокруг своей оси. Однако, не объясняет, почему самолёт не падает. Для этого объяснения необходимо вспомнить про сами силы, создающие эти моменты. Так и с плавником. Наклонённый и/или изогнутый плавник создаёт вертикальную силу. Эта сила разгружает корму и создаёт кренящий момент (который уравновешивается противоположным моментом прежде всего с стороны наших ног). Действие момента мы чётко видим, особенно когда слишком длинный плавник на скорости выворачивает нам ноги. Подъёмный эффект силы на плавнике отследить труднее, потому что доска всплывает в первую очередь по другой причине - просто от увеличения скорости. Плавник лишь добавляет свой вклад. Иногда этот вклад не велик, иногда довольно существенен. Зависит, очевидно, от размеров плавника, скорости доски, крена и т.д. |
|
09.08.2011, 03:09 |
#139
|
виндсерфингист |
При обтекании тела потоком жидкости (или газа) на его поверхности возникают касательные (патамушта направлены по касательной к поверхности) напряжения, вызываемые вязкостью жидкости и нормальное (патамушта направлено по нормали, то есть перпендикулярно, к поверхности) давление, от вязкости напрямую не зависящее. Разобьём поверхность тела на маленькие квадратики, в пределах которых касательное напряжение и нормальное давление можно считать постоянными. Если умножить для каждого квадратика величину касательного напряжения на площадь квадратика, то мы получим силу (вязкого) трения, направленную по касательной к поверхности квадратика и в направлении локальной скорости потока над квадратиком. Если умножить давление на площадь квадратика, то мы получим силу (гидродинамического) давления, направленную по нормали к квадратику. Если теперь просуммировать касательные и нормальные силы на всех квадратиках, то мы получим полную гидродинамическую силу, действующую на тело. Этой силе похер, где у нас верх, а где низ, подымает она тело или опускает - она на это тело действует в зависимости от скорости потока и ориентации в этом потоке нашего тела.
Если тело у нас не шар, и имеет различающиеся размеры по длине, ширине и высоте, то мы можем связать с этим телом систему координат, оси которой направить вдоль характерных направлений самого тела. Иногда её называют судовой или судостроительной. Например, для плавника, имеющего плоскость симметрии, естественно направить оси так: первую (Х), в плоскости симметрии, вдоль днища доски к носу; вторую (Z), тоже в плоскости симметрии, но перпендикулярно первой (то есть примерно вверх при условии, что доска лежит на спокойной воде), наконец, третью (Y) - перпендикулярно плоскости симметрии. Тогда проекции полной гидродинамической силы на оси этой системы координат можно назвать нормальной (на ось Y) и касательной (на ось Х) силами, по их ориентации к плоскости симметрии нашего плавника. Какая-то мелкая проекция на ось Z тоже будет, но она сильно меньше первых двух и о ней можно благополучно забыть. Теперь рассмотрим другую систему координат, тоже связанную с телом, но оси её ориентированы не столько в соответствии с геометрическими особенностями самого тела, сколько в соответствии с особенностями обтекания этого тела потоком. Ось х этой системы координат направлена в том же направлении, в котором движется доска. Ось у этой системы координат будет перпендикулярна оси х и лежит в той же плоскости, в которой лежит вектор полной гидродинамической силы, третья ось перпендикулярна первым двум. Заметим, что с ориентацией плавника, равно как и понятиями "верх" и "низ" эта система координат прямо не связана, то есть ничего о них не знает. Это обычная для гидродинамики поточная система координат. И проекции полной силы в ней называются силой сопротивления (на ось х) и поперечной (к потоку) силой (на ось у). Иногда поперечную силу называют подъёмной, но в общем случае это неправильно, так как для доски без крена и плавника без изгиба никакого подъёма эта сила производить не будет, а при крене на наветренный борт будет, напротив, притапливать доску. Наконец, рассмотрим третью систему координат, которая получается из поточной, если ось у ориентирована не по плоскости вектора полной гидродинамической силы, а лежит в горизонтальной плоскости. Поскольку скорость доски обычно тоже лежит в горизонтальной плоскости, то третья ось z будет вертикальна. Эту систему координат называют скоростной и для тел сложной формы часто используют вместо поточной. В частном случае горизонтального прямолинейного движения скоростная и поточная система координат обычно считаются эквивалентными. Поскольку ось х у поточной и скоростной систем одна и та же, то и проекция полной силы на эту ось останется прежней - это сила сопротивления. Проекция полной силы на горизонтальную ось у будет называться боковой силой, а проекция полной силы на ось z - подъёмной силой. И тогда все непонятки с подъёмной силой сгинут. |
09.08.2011, 06:55 |
#140
|
|
Windsurfer |
Спасибо за подробный и ясный обзор. По крайней мере, при случае можно будет сослаться на него, чтобы не повторяться.
Правда, в поточной системе координат поперечную силу также называют подъёмной (в той же Википедии). Это, конечно, только добавляет непоняток. Видимо, упоминая подъёмную силу, нужно всегда указывать систему координат и ссылаться на пост Lopа. Цитата:
Кроме проблем с терминологией, налицо непонятки с силами и моментами. Похоже, наличие момента силы у некоторых подменяет саму силу. |
|
18.08.2011, 21:15 |
#141
|
Windsurfer |
Не осилил 10 страниц, потому заранее прошу прощенья, если вопрос тут уже обсуждался.
Вопрос такой: почему, например, слаломные плавники тонкие и длинные, а не короткие и широкие? По-моему, сила... (не дай бог сказать "подъёмная") с который плавник сопротивляется боковому сносу, должна быть пропорциональна (ну или примерно пропорциональна) его площади, а не длине, при прочих равных. Понятно, что длинный плавник при той же площади создает больший кренящий момент на доске, чем короткий. Доске так необходима эта сила?.. Где-то встречал упоминание, что короткий широкий плавник создает большее сопротивление потоку, чем длинный и узкий. Так ли это? Если да, то почему? Вроде бы наоборот, при той же толщине короткий плавник имеет меньшую площадь лобового сопротивления... |
18.08.2011, 22:36 |
#142
|
Wild Wind Rider |
Найди понятие- "гидродинамическое качество".
Зависит от удлиннения: чем больше, тем лучше. |
18.08.2011, 23:12 |
#143
|
Windsurfer |
Нашел. Это отношение, в данном случае, этой самой силы, с который плавник сопротивляется боковому сносу, к его сопротивлению.
Ок, вопрос тогда звучит так: почему это самое гидродинамическое качество у короткого широкого плавника ниже, чем у длинного узкого? Чисто умозрительно это неочевидно как-то. Или это темные дебри гидродинамики и так сходу не понять, можно только принять как данность? |
18.08.2011, 23:20 |
#144
|
Wild Wind Rider |
как раз "чисто умозрительно" и понятно.
На конце каждого крыла происходит потеря подьемной силы. Чем больше конец по сравнению с общим размером крыла, тем хуже- потери больше, сопротивление растет. Поэтому стремятся удлиннение обычно увеличивать, особенно для гоночных аппаратов. |
18.08.2011, 23:37 |
#145
|
виндсерфингист |
1. Тонкие, точнее узкие (по размеру вдоль длины доски) и длинные плавники имеют более высокое качество, чем короткие и широкие. Более того, узкие и длинные плавники имеют более высокое качество, чем широкие и такие же длинные плавники (с большей площадью). Это вАжно, когда важнО и малое сопротивление для высокой скорости, и достаточная боковая сила для противодействия дрейфу. То есть на курсах, близких к галфвинду, характерных для слаломных досок. Вот почему. На полных курсах, характерных для досок спидовых, важнее малое сопротивление, сопротивление дрейфу же не имеет особого значения, поэтому на первый план выступает не столько высокое качество, сколько малое сопротивление. Напротив, для рэйсовых досок, для которых очень важно идти как можно острее на лавировке, некоторое увеличение максимальной боковой силы в ущерб качеству допустимо, так как при этом за счёт большей чем у слаломного плавника ширины уменьшается вероятность возникновения спинаута при больших углах атаки, характерных для режимов с относительно невысокой скоростью и большим дрейфом, что мы наблюдаем на лавировке.
Если бы боковая сила была примерно пропорциональна площади, а от длины зависела слабо, то плавники делали бы широкими и короткими. Представь, что у формулы повернули плавник на 90 градусов, длинной стороной прикрепив его к днищу, и получили бы ту же боковую силу. Очевидно, что не нашлось бы придурков, которые стали бы увеличивать осадку доски, если бы такое предположение было справедливым. У короткого широкого плавника обтекание его потоком происходит не столько по горизонтали, сколько по вертикали, в результате вдоль всей нижней кромки образуется мощный вихрь, который создаёт большое индуктивное сопротивление. Термин же "площадь лобового сопротивления" вообще достаточно бессмысленный, так как лобовое сопротивление - сила - не имеет площади. Сила эта действительно зависит от площади, но не от площади проекции на некую "поперечную" относительно движения плоскость, а от всей площади плавника, а главное, эта сила в значительной степени зависит от картины обтекания плавника водой. Картины же обтекания "вертикального" формульного плавника и его "горизонтального" варианта отличаются разительно. Ещё один важный фактор - это угол дрейфа. Если угол дрейфа равен нулю, то сопротивление "горизонтального" плавника будет меньше, чем сопротивление нормального "вертикального". Но ни тот, ни другой плавник при этом не будут создавать никакой боковой силы. Если же угол дрейфа будет одинаковым, скажем 10 градусов, то боковая сила на "вертикальном" плавнике будет в разы больше, а сопротивление - в разы меньше, чем на "горизонтальном". Наконец, при угле дрейфа в 30 градусов "вертикальный" плавник сорвётся в спинаут, боковая сила на нём упадёт почти до нуля, а сопротивление резко возрастёт; в то же время на "горизонтальном" плавнике спинаута не будет, он по прежнему будет создавать заметную боковую силу, хотя и его сопротивление будет значительным. Длинный плавник при той же площади (и угле дрейфа) создаёт больший кренящий момент, чем короткий. Но прежде всего, он создаёт большую, чем короткий, боковую силу. С увеличением длины при неизменной площади кренящий момент действительно возрастает быстрее, чем растёт боковая сила, но это неизбежная цена, которую мы вынуждены платить за увеличение качества. Ведь чем длиннее плавник, тем большее количество неподвижной воды при той же скорости он в принципе способен "зацепить" и отбросить в сторону, выполнив тем самым свою основную функцию - создать боковую силу |
19.08.2011, 00:29 |
#146
|
Windsurfer |
|
19.08.2011, 08:11 |
#147
|
|
vskipper |
Цитата:
(Но без упоминания ... эффекта коанды ТЕОРИЯ будет больше, чем хотелось бы лично мне, смахивать на плагиат, сорри. Типа, шучу.) |
|
19.08.2011, 23:10 |
#148
|
|
Wild Wind Rider |
Цитата:
|
|
20.08.2011, 00:03 |
#149
|
Windsurfer |
|
20.08.2011, 01:10 |
#150
|
виндсерфингист |
Тока изза тебя
Оценивая влияние на гидродинамику геометрических характеристик плавника, правильнее было бы говорить о поперечной составляющей ГД силы, а не о боковой. При этом подъёмная сила обычно конечно тоже имеет место быть, положительная или отрицательная, в зависимости от угла крена и изгиба плавника. Но всё же заметной она становится только на сравнительно длинных плавниках., а реально влиять на сопротивление и скорость доски начинает только при длине плавника выше 45-50 см и сравнительно большом крене. Если же не впадать в тазоидную гигантоманию и говорить о досках вообще, то главной для плавника будет всё же боковая сила, которая слабо зависит от крена и соответствует основной функции плавника - препятствовать дрейфу. Я противник использования термина "подъёмная" вместо корректного "поперечная". Но я тут такой наверное один. Шож я один буду в ногу шагать, когда все не в ногу? Нравится народу подъёмная сила, тянет его в небо, больше он хочет быть "отважным лёччиком", чем "моряком". |