Превышаем скорость ветра или нет?

[Surfmonster]

Сообщение от admif172

Есть векторная величина - "скорость". А вращение винта описывает термин "угловаая скорость" (векторная физическая величина). Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота тела в единицу времени (радианы в секунду), а направлен по оси вращения согласно правилу буравчика.

Спасибо, напомнили, есть такое, но нам как раз угловая скорость не важна, а важна линенйная, для проведения аналогии с парусом. Хотя одну в другую легко пересчитать.

Сообщение от Шайтан

Да, особенно если её сначала подержать рукой на движущейся дорожке, чтобы пропеллер успел достаточно раскрутиться (как это делает мужик в ролике).
А потом её вовремя поймать, пока запас инерции не закончился.

Да, не кончается у нее запас инерции, она сколько хочешь может так переть, видно же, что она начинает ускорятся вперед по дорожке уже после того как руку от машинки убрали.
А сначала конечно ее нужно разогнать рукой, т.к. дорожка слишком короткая, во всех роликах эти штуковины разгоняются весьма неспешно.
Шайтан, ты прикалываешься или дествительно не веришь? В ютубе полно роликов про такие штуки разных конструкций. Движение по ветру "быстрее ветра" пора признать как свершившийся факт.

[dxdimm]

Сообщение от M1605

Ничего необычного! Все то же правило рычага действует.
Для начала представим такую картинку:
Для упрощения будем считать что эфективность паруса очень высока и его скорость стремится к скорости ветра (Vw), перемещаем мы некую материальную точку мизерной массой, также пренебрегаем силами трения в блоках (потери стремятся к 0). При таких условиях результирующая скорость (Vr) на свободном конце троса будет стремится к удвоенной скорости ветра!
В реалиях всё несколько скромнее, но думаю смысл понятен, а при желании можно добавить ещё несколько блоков...

А теперь представим что в машинке из видеоролика на задней оси стоит примерно такой редуктор:
С шестерни снимается момент для вращения "вентилятора" понятное дело вентилятор дует в сторону противоположную направлению ветра и движения машинки. И где тут перпетуум-мобиле?

Нужны-ли подробные пояснения?

Вот тут самое понятное объяснение всех процессов.
Когда едешь на доске то плавник это "упор" на картинке, "блок" - это угол между направлением движения и силой, "сила" - это сила образующаяся в парусе.

Чем больше угол, (чем ближе к 90 градусам) тем как бы больше блоков стоит с системе, чем меньше угол тем меньше блоков.

[lop]

Сообщение от skat

Не, я так понял, что секрет примерно здесь: когда машинка едет по земле со скоростью ветра, то ее винт крутится в неподвижном воздухе, т.е. винт в этих условиях работает очень эффективно.

Когда винт теплохода работает "очень эффективно", на швартовах или на эксплуатационной скорости?

Колеса вращают пропеллер, а энергия, взятая для движения это нечто иное как сэкономленная энергия, которую не пришлось тратить на преодоление сопротивления воздуха, т.к. воздух движется со скоростью машинки.

"Чтобы продать что-нибудь ненужное, нужно сначала купить что-нибудь ненужное". (с)
Для того, чтобы сэкономить энергию для движения, нужно её сначала откуда-то взять. Откуда машинка, стоящая на месте, берёт эту энергию? Ответ зависит от того, куда она собирается ехать. Если по ветру, то энергию для начала движения машинко берёт прямо у ветра, который на неё, стоящую на заторможенных колёсах, давит и толкает в нужном направлении. Стоит отпустить тормоза, и машинка пакотится туда, куда надо, медленно, но верно набирая скорость. Если поставить сцепление между колёсами и пропеллером, и тормоз на сам пропеллер, то для разгона лучше всего будет сцепление выжать, а пропеллер затормозить, пока машинка не достигнет максимальной скорости, чуть меньшей скорости ветра. В этот момент снимаем пропеллер с тормоза и отпускаем сцепление, то есть соединяем колёса с пропеллером - дальше разгонять машинку будет уже пропеллер.

Но все равно, много вопросов непонятных пока.
Например - почему пропеллер не крутится "как положено" в момент старта, а начинает крутиться против ветра?

В момент старта пропеллер крутится по часовой стрелке, если смотреть подветер, "убегая" от истинного ветра. Туда же он крутится и всё остальное время, но набрав скорость и продолжая убегать от истинного ветра, он его обгоняет и начинает ввинчиваться, крутиться против вымпельного ветра. А как "положено"?

Почему машинка в момент старта едет вниз по ветру, а не против него? Винт такой формы или передаточные числа так подобраны, что его "парусность в лоб" больше, чем реактивный крутящий момент создаваемый ветром?

Скорее всего. Передаточные числа, шаг винта (углы разворота лопастей) решают, кто кого перетянет в первый момент.

[skat]

Сообщение от lop

Когда винт теплохода работает "очень эффективно", на швартовах или на эксплуатационной скорости?

Винтовую характеристику покаж :-) А лучше дай определение "винт работает очень эффективно". Потому что зависит от того, какой нужен эффект.

Сообщение от lop

Для того, чтобы сэкономить энергию для движения, нужно её сначала откуда-то взять.

Татышо, а я думал святой дух все питает :-) Вращающаяся Земля крутит колеса, они крутят пропеллер, пропеллер заставляет Землю крутиться :-) Сопротивление отсутствует, на этот процент и живем :-) Норм теория? :-)))

[Skorobogatoff]

Я стесняюсь спросить: А у лопатки турбины самолёта есть "твист"? Скорость набегающего потока воздуха зависит от радиуса и меняется от скорости вымпельного ветра в корне лопатки до суммы скоростей вымпельного ветра и окружной кончика лопатки.

[Шайтан]

Сообщение от skat

Не, я так понял, что секрет примерно здесь: когда машинка едет по земле со скоростью ветра, то ее винт крутится в неподвижном воздухе, т.е. винт в этих условиях работает очень эффективно. Колеса вращают пропеллер, а энергия, взятая для движения это нечто иное как сэкономленная энергия, которую не пришлось тратить на преодоление сопротивления воздуха, т.к. воздух движется со скоростью машинки. Но все равно, много вопросов непонятных пока.

Я всё больше убеждаюсь, что не может эта машинка ехать быстрее ветра. Я в этом почти уверен. Почти.
Ключевым (для меня) остаётся вопрос: как может машинка взять у ветра энергию, если относительно машинки ветер не дует. По-моему, никак.
Вариант - использовать для разгона движение машинки относительно земли (вращение колёс), IMHO, не проходит: это значило бы преобразовать свою собственную кинетическую энергию посредством пропеллера снова в свою собственную кинетическую энергию, но только уже бОльшую, чем раньше (вечный двигатель?).

[lop]

Сообщение от rus-12

я тоже подумал что Дима ошибсо. Мне казалось за счет большей скорости лодки вымпельный ветер на багштаге должен быть выше, несмотря на то что сливаешься. Но у меня есть где проверить на настоящей яхте вживую не сходя с табуретки.
И таки да, при ветре примерно 10 м/с лодко чешет в бедевинд с вымпельным ветром примерно 13 м/с, а в багштаг вымпельный ветер где-то 6-7 м/с.

Если бы у тебя был настоящий плот, то ты пришёл бы к другому выводу, даже не сходя с табуретки. В баг штак у плота был бы максимальный вымпельный ветер, в фордевинд - минимальный. А в галфвинд и бедевинд плот бы вообще не пошёл. Фрирайдовая доска на пограничном ветру в бейдевинд идёт, но очень медленно, и вымпельный ветер почти не отличается от истинного. А в галфвинд и острый бакштаг она глиссирует, вымпельный ветер при этом заметно сильнее истинного. Ещё заметнее эта разница у парусной лыжи. Дрейк для слаломной доски приводит такие значения скорости вымпельного ветра(узлы)/скорости доски(узлы)/курсового угла(градусы) для истинного ветра в 15 узлов:
22 / 10,3 / 60
25,2 / 20,3 / 90
15 / 24,2 / 143,9
Как видно, на галфвинде скорость вымпельного ветра больше, чем на бейдевинде.
Так что Дима таки ошибсо, по крайней мере, для некоторых случаев, и вывод его, как минимум, не универсален.

[IGGY]

Сообщение от skat

Винтовую характеристику покаж :-) А лучше дай определение "винт работает очень эффективно". Потому что зависит от того, какой нужен эффект.



Татышо, а я думал святой дух все питает :-) Вращающаяся Земля крутит колеса, они крутят пропеллер, пропеллер заставляет Землю крутиться :-) Сопротивление отсутствует, на этот процент и живем :-) Норм теория? :-)))

если заменить пропеллер на парус равный площади окружности образуемой вращением пропеллера, то исходя из своего опыта перемещения на доске с парусом, быстрее ветра машина не поедет. а если вращающийся от ветра пропеллер заставляет машинку обгонять ветер... то паверно кпд его выше
если альцгеймер не совсем меня одолел, то E=MVквадрат, сл-но чтобы скорость увеличивалась, должна и энергия дополнительная откуда то браться?

[lop]

Сообщение от admif172

Не корысти ради, а ради чистоты терминов. Такого понятия как "просто скорость" не существует.

Почему же не существует? Существует. Например: скорость это отношение длины пути ко времени, за которое этот путь пройден. Или: число, на которое указывает стрелка спидометра автомобиля. Тебе это любой водитель объяснит.

Есть векторная величина - "скорость". А вращение винта описывает термин "угловаая скорость" (векторная физическая величина). Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота тела в единицу времени (радианы в секунду), а направлен по оси вращения согласно правилу буравчика.

Ну, ежели ты полагаешь, что Surfmonster имел в виду угловую скорость лопасти (в чём я сильно сомневаюсь), когда щитал еённый вымпельный ветер, то тогда совсем ерунда у него получается, так как он линейную скорость истинного ветра с размерностью [м/с] складывает с угловой скоростью лопасти с размерностью [1/c]. А ну-кась, ответь, сколько будет, если к двум метрам прибавить три радиана?

Сообщение от Surfmonster

Спасибо, напомнили, есть такое, но нам как раз угловая скорость не важна, а важна линенйная, для проведения аналогии с парусом. Хотя одну в другую легко пересчитать.
...

Ну вот, тебе напомнили, а ты так и не ответил. Так чему равна величина линейной скорости лопасти и куда эта скорость направлена? Ведь нам без этого её вымпельный ветер не посчитать.

Сообщение от skat

Винтовую характеристику покаж :-) А лучше дай определение "винт работает очень эффективно". Потому что зависит от того, какой нужен эффект.

Ты сам-то чего имел в виду, когда про "очень эффективно" говорил? Я ж не в курсе, какой эффект тебе нужен.

Татышо, а я думал святой дух все питает :-) Вращающаяся Земля крутит колеса, они крутят пропеллер, пропеллер заставляет Землю крутиться :-) Сопротивление отсутствует, на этот процент и живем :-) Норм теория? :-)))

Тыж сам говорил, что она на трёх черепахах. Стоит. А теперь вдруг завращалась? Это какое-то извращение, а не теория.

Сообщение от Skorobogatoff

Я стесняюсь спросить: А у лопатки турбины самолёта есть "твист"? Скорость набегающего потока воздуха зависит от радиуса и меняется от скорости вымпельного ветра в корне лопатки до суммы скоростей вымпельного ветра и окружной кончика лопатки.

Твиста нет. Но есть закрутка. Полагаю, просто потому, что конструкторы чаще пользуются словарём, чем сурфигинисты. Те и без словарей всё знают. А вот вымпельного ветра, равно как и вымпелов, у лопасти нет. Не прижились. Да и то сказать, ну нахрена лопасти вымпелы?

Сообщение от Шайтан

Я всё больше убеждаюсь, что не может эта машинка ехать быстрее ветра. Я в этом почти уверен. Почти.
Ключевым (для меня) остаётся вопрос: как может машинка взять у ветра энергию, если относительно машинки ветер не дует. По-моему, никак.
Вариант - использовать для разгона движение машинки относительно земли (вращение колёс), IMHO, не проходит: это значило бы преобразовать свою собственную кинетическую энергию посредством пропеллера снова в свою собственную кинетическую энергию, но только уже бОльшую, чем раньше (вечный двигатель?).

Ну вот и skat тоже говорил - никак! А потом гуглить начал.

[Шайтан]

Сообщение от lop

Если поставить сцепление между колёсами и пропеллером, и тормоз на сам пропеллер, то для разгона лучше всего будет сцепление выжать, а пропеллер затормозить, пока машинка не достигнет максимальной скорости, чуть меньшей скорости ветра. В этот момент снимаем пропеллер с тормоза и отпускаем сцепление, то есть соединяем колёса с пропеллером - дальше разгонять машинку будет уже пропеллер.

В этом случае пропеллер будет машинку не разгонять, а тормозить, поскольку кинетическая энергия поступательного движения центра масс машинки будет расходоваться на придание пропеллеру вращательного движения (которого раньше не было). Машинка сбавит скорость. Ветер снова начнёт толкать её вперёд, увеличивая как кинетическую энергию поступательного движения ЦМ машинки, так и кинетическую энергию вращательного движения пропеллера. И разгонять машинку ветер будет не более, как до собственной (ветра) скорости. А после достижения машинкой скорости ветра (в идеальном, конечно, случае) передача энергии от ветра машинке прекратится.

[lop]

Сообщение от Шайтан

В этом случае пропеллер будет машинку не разгонять, а тормозить, поскольку кинетическая энергия поступательного движения центра масс машинки будет расходоваться на придание пропеллеру вращательного движения (которого раньше не было). Машинка сбавит скорость.

... если лопасти просто крутятся, не влияя на окружающий их воздух, то есть на тот самый ветер. Если же они при вращении толкают воздух назад, навстречу ветру, то за кормой машинки как бы начинает раздуваться невидимая воздушная подушка. Эта подушка тормозит уже больше ветра, чем тормозила его машинка с неподвижным пропеллером, более того, она сама как бы толкает машинку вперёд, заставляя её бежать быстрей ветра и ещё сильней раздувать саму себя.

Ветер снова начнёт толкать её вперёд, увеличивая как кинетическую энергию поступательного движения ЦМ машинки, так и кинетическую энергию вращательного движения пропеллера. И разгонять машинку ветер будет не более, как до собственной (ветра) скорости. А после достижения машинкой скорости ветра (в идеальном, конечно, случае) передача энергии от ветра машинке прекратится.

Ну, у тебя три выхода.
1. Поверить, что это возможно, и успокоиться.
2. Не верить, и маяться в поисках доказательств возможности или невозможности этого явления. Найдя, успокоиться.
3. Забить.

[Шайтан]

Сообщение от lop

Эта подушка тормозит уже больше ветра, чем тормозила его машинка с неподвижным пропеллером, более того, она сама как бы толкает машинку вперёд

Подушка не может тормозить ветер, ведь относительно машинки ветер не дует (скорость машинки равна скорости ветра).

Толкает машинку вперёд, отдавая ей ту самую энергию, которую получила от торможения машинки.

[DimaN]

Сообщение от Шайтан

Я всё больше убеждаюсь, что не может эта машинка ехать быстрее ветра. Я в этом почти уверен. Почти.
Ключевым (для меня) остаётся вопрос: как может машинка взять у ветра энергию, если относительно машинки ветер не дует. По-моему, никак.
Вариант - использовать для разгона движение машинки относительно земли (вращение колёс), IMHO, не проходит: это значило бы преобразовать свою собственную кинетическую энергию посредством пропеллера снова в свою собственную кинетическую энергию, но только уже бОльшую, чем раньше (вечный двигатель?).

Парус может ехать быстрее ветра в бакштаг, например?
Представь что лопасть пропеллера машинки - это парус. Машинка едет вниз по ветру, а лопасть вращается поперек ее движению. Если два движения сложить (lop сейчас возмутится, но примем условно, что оба они поступательные) то получится, что парус едет в бакштаг, соответственно - быстрее ветра.
Принцип машинки состоит только в этом и ни в чем другом. Пропеллер на машинке - это два паруса. Изначально машинка должна ехать только фордаком и никак больше. Парус на фордаке не работает. Чтобы парус работал, его заставляют вращаться.

Вот и lop незаметно говорит об этом же самом:

Сообщение от lop

...
В момент старта пропеллер крутится по часовой стрелке, если смотреть подветер, "убегая" от истинного ветра. Туда же он крутится и всё остальное время, но набрав скорость и продолжая убегать от истинного ветра, он его обгоняет и начинает ввинчиваться, крутиться против вымпельного ветра...

Сообщение от lop

...
Передаточные числа, шаг винта (углы разворота лопастей) решают, кто кого перетянет в первый момент.

Очень важный момент кстати, иначе машинка не поедет.

Сообщение от lop

Если бы у тебя был настоящий плот, то ты пришёл бы к другому выводу, даже не сходя с табуретки. В баг штак у плота был бы максимальный вымпельный ветер, в фордевинд - минимальный. А в галфвинд и бедевинд плот бы вообще не пошёл. Фрирайдовая доска на пограничном ветру в бейдевинд идёт, но очень медленно, и вымпельный ветер почти не отличается от истинного. А в галфвинд и острый бакштаг она глиссирует, вымпельный ветер при этом заметно сильнее истинного. Ещё заметнее эта разница у парусной лыжи. Дрейк для слаломной доски приводит такие значения скорости вымпельного ветра(узлы)/скорости доски(узлы)/курсового угла(градусы) для истинного ветра в 15 узлов:
22 / 10,3 / 60
25,2 / 20,3 / 90
15 / 24,2 / 143,9
Как видно, на галфвинде скорость вымпельного ветра больше, чем на бейдевинде.
Так что Дима таки ошибсо, по крайней мере, для некоторых случаев, и вывод его, как минимум, не универсален.

Я не утверждал, что так происходит всегда. Пример приводился для машинки ПВБВ. Бывает такой пограничный ветер, что даже формула глиссирует только в бакштаг, фрирайд в это время только водоизмещает.

[rus-12]

по крайней мере, для некоторых случаев, и вывод его, как минимум, не универсален.

ну да в принципе. У меня записано в программуле что-то 40 футовое перворманс-круизное, судя по его полярам оно и не собиралос глиссировать на полных курсах. Для глиссирующего аппарата вероятно будет по Дрейковому.
Переходные режимы понятное дело некорректно рассматривать.

to шайтан
я тоже пока в машинку с пропеллером не поверил. Дело конечно не в инерции, чувак на беговой дорожке ловит ее просто чтобы она не кувырнулась вбок. Видно что скорость не падает. К тоже там есть вариант когда машинка в горку едет. Тут объяснение с инерцией совсем не катит.
Но моск пока отказывается верить в такой-ма шайтан мащин.

[admif172]

Сообщение от lop

Почему же не существует? Существует. Например: скорость это отношение длины пути ко времени, за которое этот путь пройден .

Отношение длины пути ко времени, за которое этот путь пройден называется "средней скоросью".

А ну-кась, ответь, сколько будет, если к двум метрам прибавить три радиана?

.

Ну если угловую скорость умножить на радиус то можно и добавить.