f А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели  (Прочитано 8934 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

MaxZZZ

  • Сообщений: 1816
  • Уважуха: +110/-49
  • Максим Зотов
  • Название: Бригадир
  • Тип: катамаран тип Бармалей 2009
  • Номер: М 845
http://www.youtube.com/watch?v=xrIe72UpTDE&feature=youtu.be

"Доказывается, что при определении ЦБС парусника путём нахождения центра тяжести вырезанного из картона профиля подводной части судна, перо руля следует исключать. О более тонких моментах (в частности, о том, что центры давления на шверт, руль и парус находятся не в центре тяжести их профилей, а существенно ближе к передней кромке, а также о влиянии шверта на обтекание руля) сознательно не упоминается с целью сокращения материала."

Автор со своим новым шверботом  "Авоска-4" отправился в Карелию. Обещал, как вернется,  прокомментировать данную тему, ответить на вопросы.
Цель не мотивирует, если при ее достижении не меняется стиль жизни

Сергей М414

  • Сообщений: 1528
  • Уважуха: +99/-59
  • Вечный странник
  • Название: VITA
  • Тип: Катамаран
  • Номер: М 414
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #1 : 02 Октября, 2013, 21:32:37 »
  Максим, я с автором согласен. Но хотелось бы обещанных комментариев. Здоровья Ветерану! Благодарю.
Бережёного Бог бережёт!

Капнемо

  • Сообщений: 916
  • Уважуха: +88/-19
  • Название: Авоська
  • Тип: шверцбот
  • Номер: М61
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #2 : 06 Октября, 2013, 05:08:51 »

 -- Максим, благодарю за оказанную услугу.
Сергей, спасибо за добрые пожелания.
 А по поводу комментариев я, честно говоря, затрудняюсь, что добавить к сказанному. Готов ответить на любые вопросы, если у кого-нибудь возникнут. А вообще, инерция мышления - забавная штука. Упомянутая ошибка гуляет практически по всем статьям, учебникам, словарям и энциклопедиям. Но есть и приятные исключения:
http://www.katera-lodki.ru/teoriayaht?razdel=2&object=0
Причём, пресловутые 10–18 % многих беспокоят:
http://do.gendocs.ru/docs/index-343414.html?page=16
 Ещё раз спасибо, и примите мои запоздалые поздравления с юбилеем.
С наилучшими пожеланиями.
 Александр.
Кайф не когда тепло, а когда согреешься.

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4084
  • Уважуха: +203/-142
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #3 : 06 Октября, 2013, 10:15:07 »
А тут возможны разные варианты. От отсутствия руля вообще, при чем лодкой управлять можно парусами, ну а руль учитывать действительно вроде как и ни к чему   :)  до лодки с парусом Катайнена где все БС на руле.
Вот допустим учли мы площадь руля и соотв. ЦБС сместился назад, и мачту мы по результатам своих опытов с картонкой ставим чуть назад. Лодка при этом получает тенденцию к приведению, и это неплохо. Т.е. в бейде вы немного удерживаете ее,, руль стоит под углом и сила на нем к-рую чувствуете через румпель (или не чувствуете если руль балансирный) - как раз приходящаяся на руль часть сопротивления дрейфу. Плохо ли что руль не точно в ДП а под углом? Да фиг его знает. Сопротивление руля растет. Но за счет этого зато шверту приходится меньше бороться со сносом. его угол атаки меньше и сопротивление шверта движению меньше.   А вот если лодку валит и руль приходится держать на привод - однозначно плохо, тут руль работает против шверта.
Ну и вообще, "вырезанный из картона профиль" уж очень примитивная модель. Я бы сказал вообще не модель а только образ для понимания. Если искать центр тяжести, то надо хотя бы разные материалы применять ;) - например, профиль корпуса из картонки а шверт и руль из жестянки, ибо их сопротивление боковому движению на порядок разное.   
Григорий Шмерлинг

Ber

  • Сообщений: 2952
  • Уважуха: +92/-39
  • Название: Granma
  • Тип: Бармалей-2013, Alpiro-18
  • Номер: РЯ-7, РЯ-2
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #4 : 06 Октября, 2013, 13:48:24 »
    На мой взгляд это не совсем ошибка, точнее не всегда. Если взять отдельно руль, то у него есть свой локальный ЦБС, и есть конструкции рулей у которых ось вращения проходит через этот ЦБС, тогда лодка не будет "лежать" на руле, а сам руль как дополнительное крыло будет работать вместе со швертом, что пойдет лодке на пользу. Если же ось вращения руля проходит по его передней кромке руля, то я полностью согласен с автором видео.
    Причем во втором случае лодка хорошо отцентрованная, скажем при полном вооружении, ляжет на руль с убранным стакселем.
 
« Последнее редактирование: 06 Октября, 2013, 13:51:27 от Ber »
"Всему на свете истинную цену  отменно знает время — лишь оно  сметает шелуху, сдувает пену, и сцеживает в амфоры вино." И. Губерман (с)

Сергей М414

  • Сообщений: 1528
  • Уважуха: +99/-59
  • Вечный странник
  • Название: VITA
  • Тип: Катамаран
  • Номер: М 414
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #5 : 07 Октября, 2013, 16:04:19 »
 Спасибо Александр за поздравления! По поводу 10-18% можно только добавить, что в схемах с разнесёнными по ширине швертами у многокорпусников другие цифры. Помнится на байдарочном тримаране рекомендовалось шверцбалку ставить ближе к мачте в зависимости от ширины разнесения шверцев. Впрочем В.М. Перегудов всё уже рассмотрел в Книге. Благодарю.
Бережёного Бог бережёт!

Капнемо

  • Сообщений: 916
  • Уважуха: +88/-19
  • Название: Авоська
  • Тип: шверцбот
  • Номер: М61
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #6 : 08 Октября, 2013, 15:38:34 »
Сергей, Вы совершенно правы.
Из книги Перегудова (курсив мой):
"На рис. 16-1 видно, что в каком-то одном частном случае линия действия аэродинамической силы паруса (парусов) будет проходить через ЦБС шверта, и яхта даже с поднятым рулем пойдет прямолинейно, т.е. будет идеально уцентрована. Во всех других случаях линия действия АП будет проходить в корму или в нос от ЦБС. В первом случае яхта будет приводиться, во втором уваливаться."

http://parusa.narod.ru/bib/books/pereg/vmp/part2.htm

Очень наглядно и красноречиво. Сравните центральную фигуру на рис.16-1 в книге и рис. 2 на видео.

Гриша, а по поводу картонки и жестянки, классно! Остроумно и в точку!



« Последнее редактирование: 24 Декабря, 2013, 00:49:22 от Капнемо »
Кайф не когда тепло, а когда согреешься.

Капнемо

  • Сообщений: 916
  • Уважуха: +88/-19
  • Название: Авоська
  • Тип: шверцбот
  • Номер: М61
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #7 : 04 Декабря, 2013, 13:24:12 »
Гриша сказал: "А тут возможны разные варианты."..." Ну и вообще, "вырезанный из картона профиль" уж очень примитивная модель. Я бы сказал вообще не модель а только образ для понимания. Если искать центр тяжести, то надо хотя бы разные материалы применять ;) - например, профиль корпуса из картонки а шверт и руль из жестянки, ибо их сопротивление боковому движению на порядок разное."

  Да, всё верно, возможны разные варианты. Если сознательно хотим распределить силы бокового сопротивления между швертом и рулём, то проектируем заведомо неотцентрованное судно, которое всегда, на всех курсах будет лежать на руле.
   Но разговор идёт о проектировании именно отцентрованного судна, то есть судна, которое хотя бы на одном курсе (обычно выбирают острый бейдевинд при минимальном крене) идет прямолинейно при отсутствии нагрузки на руль, при нейтральном (флюгерном) положении руля. (Попутно замечу, что отсутствие нагрузки на румпеле балансирного руля вовсе не является критерием отцентрованного судна).
   Так что в «исправленной картонной модели» нужно профиль корпуса делать из картона, шверт из жестянки (абсолютно согласен), а вот руль из… ничего! :)
    А если серьёзно, то ошибка, о которой идёт речь, приводит к вот таким недоразумениям:
http://do.gendocs.ru/docs/index-343414.html?page=16


Рис. 99. Центровка яхты
Если мы отцентруем яхту так, как показано на рис. 99, а, то есть ЦП и ЦБС окажутся на одной вертикали, то судно будет очень сильно приводиться и управлять им станет весьма трудно. В чем дело?



  И у классика:
Школа яхтенного капитана (под редакцией Леонтьева Е.П.)
http://padaread.com/?book=17693&pg=14
Конструкторы, как правило, располагают ЦП на некотором расстоянии (опережении) впереди ЦБС. Обычно опережение задается в процентах длины судна по ватерлинии и составляет для бермудского шлюпа 15-18% Lквл.


  А картонная модель с рулём нехороша даже как образ для понимания. Приходилось слышать такие рассуждения: «Если судно уваливается, нужно уменьшить площадь пера руля, и ЦБС сместится вперёд». Нормально?
« Последнее редактирование: 04 Декабря, 2013, 13:33:44 от Капнемо »
Кайф не когда тепло, а когда согреешься.

Капнемо

  • Сообщений: 916
  • Уважуха: +88/-19
  • Название: Авоська
  • Тип: шверцбот
  • Номер: М61
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #8 : 23 Декабря, 2013, 03:03:03 »
Евгений Минаев дал комментарий в You Tube:

 Всё, что Вы говорите с одной стороны правильно, а вот с другой... Дело в том, какую изначальную цель мы ставим: можно уменьшать нагрузку на румпеле, а можно бороться за увеличение скорости и уменьшение угла дрейфа. Так вот для близких профилей шверта и пера руля оптимальным будет и близкий угол атаки. При этом шверт и перо будут в одной плоскости и будут совместно противостоять дрейфу. Уменьшение подъёмной силы на шверте приведёт к уменьшению угла дрейфа, при этом также уменьшится лобовое сопротивление. Таким образом для оптимальной лавировки яхта ДОЛЖНА слегка лежать на руле. Самый простой (хоть и грубый) критерий оптимальности - нахождение пера и шверта в одной плоскости на лавировке. Если же задаваться целью убрать нагрузку на руле, то Вы безусловно правы.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Евгений, всё, что вы сказали, абсолютно верно, но дело в том, что, как нам с Вами известно, центр парусности (ЦП) и центр бокового сопротивления (ЦБС) судна «не сидят на одном месте».
 
  ЦП гуляет вдоль судна от «нулевой» точки, когда паруса практически в ДП, тем дальше назад, чем полнее курс (больше угол между гиком и ДП). Обозначим «нулевую точку» как ЦПн.

   Руль, если он стоит под углом атаки к набегающему потоку, естественно, создаёт боковое усилие и участвует в создании силы бокового сопротивления, увеличивая её и смещая ЦБС судна назад, или уменьшая и смещая ЦБС судна вперёд относительно точки ЦБСн, когда руль находится в нейтральном, флюгерном положении (не обязательно в ДП).

  Картонная модель, как и все источники, определяет ЦБС судна для одного частного случая, а именно, когда руль находится под тем же углом атаки, что и шверт.  Положение ЦБСчс. То, о чём Вы говорите.

  Яхта не может быть отцентрована для всех курсов, точно так же не может «одинаково» лежать на руле на всех курсах. Чем полнее курс, тем сильнее яхта ложится на руль.

  Если делать всё по классике, то вторая цель, о которой Вы говорите, достигается только для предельно острого курса, а на всех других, более полных, руль будет работать с повышенным углом атаки.

  Обычно стремятся к тому, чтобы на самом остром бейдевинде (гик практически в ДП, положение ЦПн) яхта была отцентрована (не лежала на руле) и, соответственно, на самых полных курсах не ложилась на руль чрезмерно. Для этого стремятся расположить  ЦПн на одной вертикали с ЦБСн, а располагают ОШИБОЧНО над ЦБСчс, получают «необъяснимую» чрезмерную тенденцию к приведению и перемещают ЦПн вперёд на те самые 15-18% (иногда приводятся несколько другие цифры).

  Ошибка в том, что при определении ЦБС судна практически во всех источниках определяют ЦБСчс (шверт и руль нагружены), а при балансировке яхты под определённым таким образом ЦБС судна подразумевают ЦБСн (руль не нагружен).
 

То же самое, но покороче:
   ЦБС судна занимает различное положение в зависимости от того, в какую сторону и на сколько повёрнут руль.
  Можно выделить два «особых» положения руля:
1.  Под нулевым углом атаки (нейтральное, флюгерное положение). ЦБС судна находится в точке ЦБСн.
2.  Под тем же углом атаки, что и шверт (частный случай). ЦБС судна находится в точке ЦБСчс.
   Эти точки, естественно, не совпадают и разнесены на те самые проценты.
   Ошибка состоит в том, что при проектировании судна эти две точки путают. Именно об этом и говорится в ролике.
   Наверное, правильнее было бы назвать ролик «Ошибка при проектировании отцентрованной яхты» или что-то в этом роде. Спасибо.

« Последнее редактирование: 24 Декабря, 2013, 00:52:26 от Капнемо »
Кайф не когда тепло, а когда согреешься.

min

  • Сообщений: 4
  • Уважуха: +0/-0
Re: А.Наумов: ЦБС при использ-и картонной модели
« Ответ #9 : 07 Апреля, 2014, 12:23:24 »
Вы правы насчёт изменения центровки на разных курсах. Но центр бокового сопротивления на полных курсах уже не играет роли. На полных курсах практически отсутствует сила дрейфа, а приводящий момент возникает по причине выноса точки приложения тяги в сторону от ДП (Естественно если мы не компенсируем этот эффект выносимым на ветер спинакером или закренкой на ветер). Таким образом на полных курсах влияет не центр бокового сопротивления, а центр лобового сопротивления, на который положение шверта или фальшкиля практически не влияет. Поэтому положение ЦБС важно исключительно на острых курсах.
На острых курсах может быть поставлена задача максимального комфорта плавания, при этом центр бокового сопротивления пера руля учитывать не стоит, платой за это будет меньшая скорость на лавировке, больший дрейф, меньшая скорость подъёма на ветер. Дополнительным фактором может быть уход яхты при смывании или потере дееспособности рулевого. Выигрываем же мы всего лишь уменьшение усилия на руле. Всё это может быть оправдано на прогулочной или туристской яхте.
На гоночной же яхте основной задачей на лавировке является уменьшение дрейфа и увеличение скорости в общем и максимальная скорость подъёма на ветер. Тут уж площадь пера руля необходимо использовать для уменьшения дрейфа и уменьшения лобового сопротивления шверта или фальшкиля (там уменьшится угол атаки). То есть перо необходимо учитывать для определения ЦБС при проектировании гоночной яхты. Минусом будет небольшое усилие на руле на лавировке, и большим плюсом приведение яхты при потере рулевого.
Ну а дальше каждый решает сам: кто планирует кататься, ходит в простых условиях, имеет рулевую систему малой жёсткости (надувнушки, байдарки,...) - не должен учитывать перо руля при расчёте ЦБС, а кто планирует гоняться и побеждать на гоночной яхте в любых условиях плавания - должен.