Под гиком

Настройки, мастерская, хозяйство => Шверты, рули => Тема начата: Успенский Сергей от 30 Апреля, 2009, 01:18:00

Название: Нагрузки на шверт
Отправлено: Успенский Сергей от 30 Апреля, 2009, 01:18:00
Статья В. Успенского "Нагрузки на шверт парусного катамарана." здесь http://shipyard.7us.ru/index.php?sp=/articles/articles/shvert&sm=/ucats/menu (http://shipyard.7us.ru/index.php?sp=/articles/articles/shvert&sm=/ucats/menu). Автор заранее благодарит за высказанные дополнения и замечания.
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Евгений Коротких от 19 Декабря, 2011, 02:03:40
Да, эта тема очень нужная. Пытаясь определить необходимую прочность шверта, подумал, ведь шверт это аналог паруса. Кренящий момент зависит и от площади паруса,  центра парусности и силы ветра. Аналогично определить нагрузку на шверт надо изходить из величин - площади шверта, центра площади, скорости дрейфа или силы давления воды (или опоры об воду - не знаю как правильней). Ведь если дрейфуем, то чем больше площадь шверта, тем больше получается нагрузка на шверт и его крепление  и наоборот. Если больше скорость дрейфа, то также больше нагрузка на шверт, крепление его.  Если поднимаем один корпус, то центральный шверт, частично выйдет из воды и площадь уменьшиться (соответственно реакция уменьшится), но центр площади переместится ближе к концу шверта, что должно добавит нагрузку на крепление шверта.
Мне кажется надо расчитывать нагрузку на шверт аналогично как на парус. Вот только бы узнать силу давления воды на площадь, как уже есть таблицы силы давления ветра на площадь паруса взависимости от скорости ветра.
Конечно есть нюансы. Сила ветра указана для стоящего на месте паруса и возможно ветер дует перпендикулярно парусу, а шверт "планирует" в воде. А при острых углах тяга парусов больше чем на полных, возможно и у шверта при "планировании" нагрузка больше, чем просто при чистом дрейфе в бок.
И самую большую нагрузку на крепление шверта получаем, когда шверт стоит не вертикально, а наклонно (вдоль ДП). И чем больше угол от вертикали, тем больше нагрузка.
Вот такие мысли и направления моих расчетов прочности шверта и крепления.  :)
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Дед от 19 Декабря, 2011, 02:30:14
По логике сила давления воды на шверт должна примерно соответствовать,силе давления ветра на парус. ибо она должна  уравновешивать именно  эту силу!
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Евгений Коротких от 19 Декабря, 2011, 02:40:41
По логике сила давления воды на шверт должна примерно соответствовать,силе давления ветра на парус. ибо она должна  уравновешивать именно  эту силу!

Да, можно согласиться, но если парус стоял бы в одной плоскости со швертом, а ветер дул бы перпендикулярно. А обычно при острых углах ветер дует вдоль паруса с учетом угла атаки, а создающая тяга направлена перпендикулярно хорде паруса (вернее  результирующая) и давит вбок-вперед. Т.е не вся энергия идет на шверт.
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Дед от 19 Декабря, 2011, 02:44:12
Насколько я понимаю - нас интересует максимальная сила...
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Евгений Коротких от 19 Декабря, 2011, 03:01:50
Насколько я понимаю - нас интересует максимальная сила...

 И мне кажется корпус отбирает намного больше силы, даже не 20% (по Успенскому), а 50-80%. При острых курсах, если убрать шверт, появится дрейф, но не 90 градусов,  те. судно попрежнему движется вперед.
если считать идеальный дрейф - это движение судна чисто в бок - 90 градусов.
 А какой обычно возникает дрейф без шверта? У меня было до 20 градусов. Исходя из этого получается корпус взял на себя 70 градусов противодействия дрейфу, остальные 20 гр. взял на себя шверт. И получается где  то 25-30% нагрузки от ветра накладывается на шверт. У меня кренящимй момент при 6 баллах 1900, тогда если принять, что на шверт ложится вся нагрузка, то 1900/1м =1900. 1.9Т накладывается на шверт. Да какой тогда должен быть шверт?
В действительности нагрузка на шверт не превышает 200кг. Но это у меня с площадью парусности 30кв.м, при силе ветра 6 баллов.
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Ван Йок от 19 Декабря, 2011, 06:11:17
По логике сила давления воды на шверт должна примерно соответствовать,силе давления ветра на парус. ибо она должна  уравновешивать именно  эту силу!

не только. Сдаётся мне, что максимальная сила действует на шверт, когда идущая лагом к волне лодка с этой волны пытается скатиться вниз.

как-то примерно как на рисунке (всё не в масштабе :)

в пределе - где-то в районе веса катамарана, приложенные к центру площади погруженной части шверта.

(блин, как сместить картинку к левой границе текста ?)
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Дед от 19 Декабря, 2011, 10:16:28
Ну там далеко не весь вес! И потом - зря Вы думаете, что ветровые нагрузки будут меньше...
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Nnnnnnn от 19 Декабря, 2011, 11:20:36
А 1900 как посчитано? Это кгс*м, как я понимаю?
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: ГШ от 19 Декабря, 2011, 12:04:44
Вывод Владимира № 2
Цитировать
2.Совершая парусные прогулки в экстремальных условиях, не брать на борт судна лишних пассажиров, перегружая катамаран.
надо бы дополнить ...если вы предпочитаете кильнуться, но шверт не сломать  :)
Давление воды на шверт в кГс/кв.м = Су * 50 * V^2
где Су - коэфф. подъемной силы, V - скорость в м/с
Все.
Можно исходить из ограничения по противодействию кренящему моменту, или из давления ветра на паруса, и то и другое резонно. Для опрокидывающейся лодки первое, для неопрокидывающейся второе.
Для расчетов - все сопротивление дрейфу лежит на шверте (сколько-то на руле, но немного - это вопрос центровки, во всяком случае для оценки прочности шверта долей руля надо пренебрегать).
Если сколько-то сопротивления приходится на корпус, это означает только то что шверт со своей функцией не справляется, он слишком мал, или стоит под неоптимальным углом. А корпуса в таком случае движутся вперед скулой, имея большое добавочное сопротивление движению по сравнению с оптимальным движением прямо по оси.
Наибольшую опасность, в том числе для правильного шверта (подходящего по площади и, скажем так, равнопрочного с мачтой и возможностями по откренке - т.е. для хорошо спроектированной гоночной лодки)
будет представлять внезапное изменение угла атаки на большой скорости, происходящее при влетании в поперечное течение. Течение волновое циркуляционное, о чем в статье написано, или даже просто "струю" на реке. При этом Cy скакнет с ~1 до максимума который может дать используемый профиль - ну, не знаю, 1,5-2? и соотв. во столько же раз изменится сила на шверте. Причем практически мгновенно! Еще и баллон от воды не собрался оторваться, инерция - а уже хрясь.
Название: Re: Нагрузки на шверт
Отправлено: Nnnnnnn от 19 Декабря, 2011, 12:25:47
На эту тему есть статейка одного шведа(?). Там как раз два случая нагружения рассматривается: один по максимуму кренящего момента, как в статье в первом сообщении, а второй заброс по углу атаки. Для его лодки второй случай хуже, но у него скорость в момент заброса 20 узлов.
Попозже повешу ссылку на эту статью.
http://hem.bredband.net/b262106/Boat/dagger.html
вот ссылка, там вообще много познавательного.