Превышаем скорость ветра или нет?

[DimaN]

Сообщение от сёрфер

...
- автор не просил научного объяснения.
...

Читаем еще раз внимательно вопрос ТС:

Сообщение от Saponya

Всем привет.
Если я не ошибаюсь, виндсерфер превышает скорость ветра.
Кто-то знает, во сколько раз и почему так получается(научное объяснение)?
Спасибо!

Сообщение от сёрфер

...
- так многим тут нравящийся вымпельный ветер - чисто условное понятие, введённое для упрощения ОДНОГО из возможных описаний движения парусника...

В данном вопросе вымпельный ветер - это основное понятие, с которого надо начинать объяснение, так как мы говорим именно о скорости парусной доски (еще раз внимательно читаем первый пост).
Обращаемся к теории движения парусных судов и выясняем, что скорость парусной доски зависит от скоростей вымпельного и истинного ветров и связана с ними соотношением, геометрическим образом которого является треугольник скоростей (теорема синусов, 9-й класс средней школы).

А ездил ли кто-либо быстрее, чем британец Ричард Дженкинс? Его рекорд на сухопутной яхте Greenbird - 202,9 км/ч - в четыре раза быстрее скорости ветра.

[Леха@velokiev]

Сообщение от сёрфер

я сомневаюсь, пока я это не увижу.

Я видел, поэтому уже не сомневаюсь

Делается на почти плоском выкате, с хорошей скорости, на сл-ках.

[burashkache]

Сообщение от сёрфер

лыжа режет правильную дугу только в хорошо загруженном состоянии, что обеспечивается, кроме правильной техники, достаточной скоростью.

На фанкарвах с радиусом поворота 11 метров лыжа сама режет дугу просто на закантовке. Это как-бы ТТХ самой лыжи. Если ее загружать, то радиус станет еще меньше.

[lop]

Сообщение от Шайтан

Спасибо за ссылку! Прочитал.
Как я понял, ехать курсом фордевинд быстрее ветра можно лишь какое-то ограниченное время, за счёт инерции (в примере по ссылке встречный поток будет тормозить аппарат с колёсами, а значит пропеллер будет вращаться медленнее, что вызовет ещё большее торможение и т.п.). Это как если виндсёрфер разгонится в бакштаг, а потом поедет строго по ветру (быстрее ветра, но не долго).
Я не прав?

Нет, инерция тут ни при чём. Дело в том, что ветродвигатель, в отличие от паруса, работает даже тогда, когда судно или аппарат с ним движется прямо против ветра, в том числе вымпельного. Только не нужно забывать, что ветродвигатель состоит не из одной вертушки, но и механизма, передающего вращение вертушки на колёса или гребной винт. Поэтому, когда на фордаке у него ветер вымпельный попутный (скорость аппарата меньше скорости истинного ветра), то аппарат едет так же, как "парусник без крыла" (по терминологии серфера), то есть как сарай (лёгкий) на колёсах: ветер толкает его сзади, колёса начинают крутиться и раскручивать лопасти, которые пока ещё движутся медленнее ветра и являются по сути аналогом прямого паруса. При этом лопасти, как и прямой парус на фордаке, "убегают" от ветра, и по сути частично выключаются из полезной работы по разгону аппарата. Поэтому разгон происходит даже медленней, чем если бы лопасти не вращались вовсе, но всё-таки происходит. По мере разгона лопасти вращаются всё быстрее, так что концы лопастей в какой-то момент начинают засасывать воздух, включаясь в работу по разгону, в то время как их средние и коренные части всё ещё продолжают работать, как прямой парус, отставая от потока. Этот процесс развивается с ростом скорости аппарата, всё большая часть лопастей включается в работу, и к моменту, когда скорость аппарата сравнивается со скоростью истинного ветра и участков, работающих как прямой парус, уже не остаётся, большая часть лопастей уже "засасывает" неподвижный относительно телеги воздух и отбрасывает его назад, генерируя тягу.

[Шайтан]

Когда скорость аппарата сравняется со скоростью истинного ветра, откуда аппарат станет черпать энергию для дальнейшего разгона? Ведь не от ветра же. Из самого себя? (От движения своих колёс по дороге). Это и есть инерция. Долго ли он так будет ехать?
IMHO секрет фокуса в том, что пропеллер включается лишь когда аппарат уже разогнался почти до скорости ветра (или происходит переключение передачи). В результате скорость резко (скачком) возрастает выше скорости ветра, а потом аппарат плавно замедляется из-за сил трения и сопротивления, но только нам это уже не показывают (или делают вид, что специально его остановили).

[lop]

Энергию этот аппарат, а также любое парусное судно, буера, колесные парусники, мельницы, ветродвигатели черпают из ветра, если точнее - из разности скоростей двух сред, на границе которых они находятся. Представь, что ты летишь на воздушном шаре, по ветру и со скоростью ветра.Если смотреть вверх и вокруг, то воздух вокруг неподвижен, из него энергию не высосешь. Но если в корзине у тебя велосипедное колесо с динамой, то опустив это колесо на землю ты сможешь черпать энергию из движущейся относительно тебя земли. Если динаму соединить с электродвигателем, а на его ось надеть пропеллер, то заставляя пропеллер тянуть твой шар в сторону ветра, можно лететь быстрее ветра.

[IGGY]

шар движется относительно земли за счет энергии ветра. если колесо будет вращаться о землю и посредством чего-то передавать вращение на дополнительный винт, то по моему шар относительно земли замедлится, т.к. энергии больше не стало, а наоборот потерялась в чем-то( кпд - вроде никто не отменял). а вот если тушкан начнет отталкиваться от земли типа шестом... х.з., может и полетит быстрее ветра. просто крутить винт руками - банально.
а вот что на это скажет проповедник эффекта Коанда? может применить не шар, а ложку?

[rus-12]

Но если в корзине у тебя велосипедное колесо с динамой, то опустив это колесо на землю ты сможешь черпать энергию из движущейся относительно тебя земли.

тогда толкнув такой шар, можно двигаться и без ветра. Вечный двигатель, ёпть!
Но машинка с пропеллером в видео действительно ехала быстрее истинного ветра. Значит вечный двигатель возможен!!! Ураа!

[lop]

Когда шар летит без динамы, не касаясь земли, он не использует энергию ветра. Энергия окружающего его воздуха не меняется, не меняется и кинетическая энергия самого шара. Контакт с землёй позволяет организовать отъём энергии у ветра и передачу этой отнятой энергии самому шару. Если отъём энергии организован правильно, то кинетическая энергия ветра вокруг шара уменьшится, а кинетическая энергия самого шара возрастёт. Это и делает пропеллер: отбрасывая воздух назад, он тормозит окружающий ветер, уменьшает его кинетическую энергию, так как уменьшает его скорость, и одновременно ускоряет шар, увеличивая его кинетическую энергию вместе с возросшей скоростью шара.

Углубляться в теорию тут не вижу смысла, так как теоретики уже всё поняли, а "практиков", которых не убеждает натурный эксперимент, вряд ли убедит любое количество букф про инерцию и кпд. Они и так знают, что этого не может быть, потому что не может быть никогда.

[burashkache]

Сообщение от rus-12

Значит вечный двигатель возможен!!! Ураа!

Гы, а ты думал!! Ессно, возможен
Посмотри ТТХ у себя в кондиционере - потребляет 1200 ватт электрической энергии, выдает 3500 ватт тепловой. Т.е. включив инженерную мысль ты вполне сможешь приделать к кондею штукуёвину, которое ну хотя бы 2000 ватт обратно вытянет и на компрессор с вентиляторами пустит и не будешь платить долбаному ПетроЭлектроСбыту за свой комфорт.

[сёрфер]

НАУЧНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ
- тут я повёлся :)) – у нас здесь в основном ненаучные, а меня как раз эта тема интересует – корректные и понятные «ненаучные» объяснения.
А научные – для этого случая конечно давно есть – пару ссылок на хорошую литературу и всего делов. Неинтересно.

На лыжах – на ПОЧТИ ПЛОСКОМ выкате на большой скорости – это как раз наиболее благоприятные условия для этого фокуса. Вопрос был – на склоне .. ( не на крутом конечно)

[Шайтан]

lop, спасибо за подробный ответ!

[burashkache]

Сообщение от сёрфер

На лыжах – на ПОЧТИ ПЛОСКОМ выкате на большой скорости – это как раз наиболее благоприятные условия для этого фокуса. Вопрос был – на склоне .. ( не на крутом конечно)

На синем даже не сделаешь. На зеленом если летающим ломом разогнаться, то наверное получится или на участке с уклоном в несколько градусов

[skat]

Сообщение от lop

Когда шар летит без динамы, не касаясь земли, он не использует энергию ветра.

Да? Интересно, а какую энергию он тогда использует? Откуда берется энергия, которая должна быть затрачена, чтобы хотя бы переместить массу шара (не путать с его весом!) на энное расстояние? Шар летит, потому что у него есть площадь и в эту площадь ударяются кое-какие молекулы, больше, чем с другой стороны, дальше надо рассказывать?

Про динамо и вентилятор, разгоняющий шар быстрее ветра... это нечто иное как стопицоттыщная разновидность перпетум-мобиля, при чем довольно примитивная :-)

Я вам открою большой секрет, вы только не обижайтесь... видите ли... так уж все устроено в мире, что... аэростат (или воздушный шарик, не важно) всегда летит медленнее ветра. На граммулечку, на незаметный волосок, но медленнее. Прикол да? :-)

А лететь быстрее ветра, он, не используя внешних источников энергии, не может никак. Составьте простейшее равенство энергий для вашей модели, обгоняющего ветер воздушного шара и сами все поймете.

Я конечно хотел бы ошибаться. Дайте почву!

Сообщение от lop

Углубляться в теорию тут не вижу смысла

Земля плоская и стоит на трех черепахах. Углубляться в теорию тут не вижу смысла :-)))

Когда изображенный на видео девайс разгонится и достигнет скорости ветра, что по вашему, будет крутить пропеллер? Ведь по идее скорость набегающего на пропеллер потока в этот момент будет равна нулю? (курс фордевинд). И да, я читал комент к видео "It's not, I saw it first hand. In this video it topped out at 50 mph, in about 20 mph of wind." Чувак тоже углубляться не видит смысла.

Сообщение от lop

Но если в корзине у тебя велосипедное колесо с динамой, то опустив это колесо на землю ты сможешь черпать энергию из движущейся относительно тебя земли.

Лол. ЛОЛ!!!!! Земля в этой системе это точка опоры, а значит энергии у нее нетЪ. Соответственно хрен из нее чего черпанешь. Упс.

А та энергия, которую ув. имеет ввиду на самом деле - часть кинетической энергии шара. Соответственно, если ее потратить, то шар замедлит свою скорость. Учитывая, что любой механизм имеет кпд меньше 100%, то такая система:

Забрал кинетическую энергию у шара (начал тормозиться колесом о землю, часть энергии при этом потерял на трение, на подшипники и т.д.) (Е(ш) - Е(трения)) х 0,99999 (это кпд механизма)
Преобразовал ее в электрическую (кпд динамо машины 99.999%) Е(e)=Е(ш) х 0,99999
Отдал эл. энергию электромотору (кпд электромотора 99.999%) E(м)=Е(ш) х 0,99999 х 0,99999
Электромотор преобразовал электрическую энергию в кинетическую (кпд винта какое? пусть будет тоже 99.999, хотя так не бывает) - вот энергия и вернулась шару обратно. E(обр)

Имеем: Е(обр)=Е(ш) х 0,99999 х 0,99999 х 0,99999 х 0,99999

Никто не заметил небольшой моментик? Совсем такой ньансик. В Сколково над ним тоже сейчас бьются :-)

Отдал больше чем получил обратно.

Это значит, что на елку не влез, но ободрался потерял больше скорости, чем поимел.

[lop]

Сообщение от skat

Да? Интересно, а какую энергию он тогда использует?

А никакую. Летит себе просто так, без использования энергии.

Откуда берется энергия, которая должна быть затрачена, чтобы переместить массу шара (не путать с его весом!) на энное расстояние?

Энергия, она же работа, равна скалярному произведению вектора силы на вектор перемещения. Силы, действующие на летящий шар, уравновешены, то есть их равнодействующая равна нулю. Если этот ноль умножить на любой вектор перемещения (скалярно!), то в результате мы обратно получим ноль, которому и равна затраченная работа-энергия. Если сказать по другому, то вспоминая незабвенного И. Ньютона, вспомним и его первый закон, который гласит, что масса шара (или тела другой формы) может двигаться равномерно и прямолинейно без всяких усилий, а значит, и без совершения какой-либо работы.

Шар летит, потому что у него есть площадь больше нуля и в эту площадь ударяются кое-какие молекулы, дальше надо рассказывать?

Ой, как интересно! Но ведь у него площадь... со всех сторон. И во все стороны этой площади ударяются кое-какие молекулы. А если давление вокруг шара постоянное, то и молекулы одинаково ударно ударяются в шар со всех его круглых сторон. И никуда его при этом не двигают.
Но расскажи, что же там дальше.

Про динамо и вентилятор, разгоняющий шар быстрее ветра... это нечто иное как стопицоттыщная разновидность перпетум-мобиля, при чем довольно примитивная :-)

Ну, вот если бы я говорил, что он без ветра полетит разгоняясь, то да. А если с ветром, то нет.

Я вам открою большой секрет, вы только не обижайтесь... видите ли... так уж все устроено в мире, что... аэростат (или воздушный шарик, не важно) всегда летит медленнее ветра. Прикол да? :-)

Ясный потрох, прикол. Не мог же ты полёты всех аэростатов и воздушных шариков проверить на истинность этого утверждения. Если ты не демон. Но ты ведь не демон? Значит, просто фантазируешь. Поэтому секрет открыл зря, лучше бы держал его закрытым. Я в своё время сам где-то доказывал про то, что шарик всегда медленнее. Но это чисто теоретически и исходя из допущений, что в начальный момент скорость шара была меньше скорости ветра, а дальше и до конца времён (или наблюдений) скорость и направление ветра оставались строго постоянными. Ясно, что в реальности скорость ветра меняется, равно как и скорость шара, и в разных точках скорость ветра разная, а шар в начальный момент мог лететь и быстрее ветра. Поэтому шар будет лететь то чуть быстрее ветра, то чуть медленнее, но в целом - с той же скоростью, что и ветер, в пределах погрешности измерений. Это если без пропеллера. И если мы прийдём к общему мнению, что же такое скорость ветра. Так что в мире всё устроено несколько сложнее, чем тебе представляется.

А лететь быстрее ветра, он, не используя внешних источников энергии, не может никак.

Шожешь, никак, значит никак. Аминь.

Составьте простейшее равенство энергий для вашей модели, обгоняющего ветер воздушного шара и сами все поймете. Если конечно умеете.

Да ну их, уравнения эти. Всё равно ведь - никак!

Земля плоская и стоит на трех черепахах. Углубляться в теорию тут не вижу смысла. Аминъ! Увидимся в следующее воскресенье :-)))

Это вряд ли. Хотя, если плоская, да прищуриться, да с подзорной трубой, да погода ясная будет, то может и увидимся.

Сообщение от skat

Когда изображенный на видео девайс разгонится и достигнет скорости ветра, что по вашему, будет крутить пропеллер?

Пропеллер будут крутить колёса. И до, и после - тоже.

Ведь по идее скорость набегающего на пропеллер потока в этот момент будет равна нулю? (курс фордевинд).

Это если бы пропеллер не крутился, а был приколочен к вертикальной стойке гвоздиками. А так - нет, он крутитсо, поперёк гипотетически неподвижного относительно телеги воздуха. И пихает гипотетически неподвижный воздух назад, засасывая его спереду. То есть на телегу воздух при этом практически не действует, не сопротивляетсо, но и не подталкивает. А вот на пропеллер таки действует, позволяя себя двигать. Вентилятор видал? Тут то же самое. С боков - почти не дует, а посерёдке - струячит.