| Re: Не,ну камикадзе.... [сообщение #20455 является ответом на сообщение #7986] |
Wed, 24 November 2010 21:22   |
Здесь был Traglod
Сообщений: 1155
Зарегистрирован: March 2007
|
Гуру кайтостроения |
|
|
Общие соотношения для парусников
(Aleon 1999г, посл. редакция апрель 2008)
1. Все нижеприведенные закономерности были известны в начале 20 го века и являются общими для всех парусников.
Так же они справедливы и для виндсерфинга. Когда вы движетесь, все сбалансировано. При равномерном движении уравновешены все силы и моменты сил. Боковая тяга на парусе компенсируется тем, что плавник и доска дрейфуют под некоторым углом - на них возникает сила в противоположном направлении сноса. Компонента тяги паруса вперед разгоняет доску до тер пока эта составляющая не сравняется с сопротивлением системы. К природному ветру прибавляется встречный “ветер” от вашего движения . Из –за этого вымпельный( реально ощущаемый на доске во время движения) ветер, будет другого значения и направления ,повернут острее.
Также
 
если обозначить
Vv, a - скорость природного ветра и угол ветра(курс) в покоящейся системе,
Vd- скорость движения системы(доски)
Vi, b - скорость и направление вымпельного ветра,
тогда эти величины связаны соотношением (1) отношения скорости доски к скорости ветра
(1)
2. При установившемся движении все уравновешено -как силы так и моменты этих сил.
Из равенства Cил получают некоторые взаимосвязи
При рассмотрении сил действующих на систему удобно использовать обозначения:
Fxn - сила сопротивления движению в воде подводной части (корпуса, шверта, плавника) - направлена против движения
Fyn - сила противодействующая дрейфу подводной части
- в основном это шверт( плавник), частично сам корпус - направлена перпендикулярно движению,
а также их соотношение и обратное значение , для niza  
Аналогично для надводной части
Fyv - сила на парусном вооружении перпендикулярная направлению вымпельного ветра Fxv -сила сопротивления движению надводной части (паруса, человека,доски ,гика)- действует в направлении вымпельного ветра. И их соотношение и обратная величина, для vерха
 
kv означает во сколько раз сила тяги верхушки, перпендикулярная вымпельному ветру ( собствеено только от паруса она возникает) больше аэродин. сопротивления всей верхушки( парус, человек,доска) действующего вдоль вымпельного ветра.
Kn же обозначает то, как эффективно может оказывать боковое сопротивление находящаяся в воде часть сносу, Т.е.какую часть этой боковой силы, которую нужно урановешивать , при этом будет составлять сопротивление низа...
Тогда при рассмотрении равенства этих сил при прямолинейном и установившемся движении получаются очень простые зависимости
 (2)
Соотношения (1) ,(2) являются самими общими . Конечно , величины KV, KN ( и соответственно обратные величины) также зависят от самой скорости движения и курса(угла a) и точное решение находится сложнее . Кроме того, равенство Моментов сил, обеспечение УСТОЙЧИВОСТИ накладывает дополнительные соотношения и ограничения на систему. .
Но основные выводы которые можно сделать не прибегая к точным решениям :чем выше достигаемые величины kv и kn ( соответсвенно ниже Ev En ),тем система движется быстрее.и может двигаться острее.. В общем то это и понятно -чем выше Kv и Kn тем меньшим сопротивлением верха и низа обладает система по отношению к полезным .
Также с помощью такого подхода для скоростных систем (при мало меняющихся от курса и скорости больших kv и kn) легко можно приближенно получить
некоторые качественные выводы:
максимальные скорости достигаются приблизительно при курсах
amax =b+90.
курсы для максимальной скорости всегда полнее галфвинда
А отношение максимальной скорости( при наивыгоднейшем курсе) системы к скорости ветра приблизительно определяется из соотношения
 , напомним En и Ev это обратные величины к kv и kn
угол предельно острого курса движения aмин= β, (соотношение 2)
В-общем :чем более эффективно работает верх и низ ( чем больше значения Kv и Kn можно достичь ) тем и скорость выше по отношению к скорости ветра и тем острее можно двигаться и еще один вывод: тем больше курс для получения максимальной скорости приближается к галфвинду .
(Но не следует забывать что еще есть соотношения равенства моментов сил , проблемы устойчивости которые здесь не рассматриваются .Например увеличивать Kv ( эффективность верха)за счет удлинения паруса-крыла сложно, нужно еще учитывать что при этом увеличивается кренящий момент от верхушки, который необходимо как-то компенсировать, при порывистости ветра и чопе на воде КОНТРОЛЬ на большой скорости выходит на первый план)
Величины kv и kn для "верхней" и "нижней" части и их обратные величины вводятся не случайно - они аналогичны понятиям качества крыла в аэро-гидродинамике и часто их можно выразить через соответствующие качества компонент верхушки , низа
KV- это по сути аэродинамическое качество всей верхушки( парус+ человек+ надводная часть доски)) . KN - гидродинамическое качество оказания противодействия дрейфу всех движущихся в воде компонет( доска + плавник) . Качество –довольно важное понятие для крыла. Это -отношение подъемной силы (в поперечном направлении к набегающему потоку (движению)) к силе сопротивления .Оно определяет эффективность работы крыла. Например , крыло самолета или дельтаплана с большим качеством при той же подъемной силе и скорости имеет меньшее сопротивление а значит и требует меньшей тяги для удерживания в воздухе определенного веса. Или ,другими словами, при той же тяге будет двигаться быстрее.
Плавник с большим качеством оказывает более эффективное сопротивление дрейфу (движение в бок) при меньшем сопротивлении в направлении движения.
Именно использование крыльев дает возможность большом ряду парусных снарядов двигаться по многим направлениям ,например перпендикулярным и более острым к ветру и со скоростью даже большей скорости ветра.
Для аэродинамичных парусников на льду и на колесах на земле см ниже. удается достичь соотношения к скорости ветра 3-5
Вся статья
[Обновления: Wed, 24 November 2010 21:32] Известить модератора |
|
|
|
|
|
|
|
] 
Кайтинговый форум самодельщиков WindPower
Участники
Поиск
F.A.Q.
Регистрация
Вход
Начало
