f О расчете рулей
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: О расчете рулей  (Прочитано 2800 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

Якуненко Александр

  • Сообщений: 573
  • Уважуха: +92/-24
О расчете рулей
« : 26 Февраля, 2014, 12:45:25 »
Давно хотел поделиться соображениями по расчету рулей на прочность.
В теме http://gik.fordak.ru/index.php?topic=1463.290 касались расчета шверта.
Рассматривались варианты расчета по восстанавливающему моменту и максимальному Су.
В отличие от шверта, руль можно свободно развернуть на угол соответствующий максимальному Су. Поэтому руль логично рассчитывать именно по максимальному Су.
Подъемная сила  = 51*Су*S*V*V. Площадь (S) в м2, скорость (V) в м/с.
На малых скоростях сила невелика. Но с ростом скорости сила растет квадратично.
На скорости близкой к 30 км/ч (8 м/с), площади руля примерно 0,1 м2 и Су=0,8 сила составит около 260 кг, а при скорости 10 м/с – 400 кг!

Видимо на практике сложно получить такой эффект, тем не менее, руль и связанный с ним конструктив, могут быть  весьма нагружены.

В.У.

  • Сообщений: 315
  • Уважуха: +78/-65
  • M701
Re: О расчете рулей
« Ответ #1 : 27 Февраля, 2014, 11:56:46 »
  Есть несколько причин сомневаться в правильности расчетных величин:
1. Румпель - это рычаг, уменьшающий силу на пере руля приблизительно в 10 раз. При подъемной силе в 260 кг на румпеле будет 26 кг. Вес трех ведер воды. Такая сила просто будет возить рулевого по палубе. Значит реальные усилия все таки меньше.
2. При появлении поворачивающей силы на руле происходит поперечное движение кормы катамарана. В результате  вектор потока воды меняет свое направление и уменьшается угол атаки пера.
3. Большие потери подъемной силы на руле из-за вихрей, срыва потока и подсоса воздуха сверху.
 Не знаю, как это учитывать в расчетах, но экспериментально оценить можно с помощью динамометра на румпеле. Затем пересчитать в подъемную силу через рычаг. Весна ведь скоро!
Владимир Успенский

Якуненко Александр

  • Сообщений: 573
  • Уважуха: +92/-24
Re: О расчете рулей
« Ответ #2 : 27 Февраля, 2014, 12:36:35 »
........
2. При появлении поворачивающей силы на руле происходит поперечное движение кормы катамарана. В результате  вектор потока воды меняет свое направление и уменьшается угол атаки пера.
3. Большие потери подъемной силы на руле из-за вихрей, срыва потока и подсоса воздуха сверху.

Именно эти причины имел ввиду, когда писал, что на практике сложно получить такой эффект. Хотя, на большой скорости достаточно резко дернуть рулем, когда поперечное движение еще не происходит.
В любом случае, возможна пиковая нагрузка, и не малая.

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4059
  • Уважуха: +200/-140
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: О расчете рулей
« Ответ #3 : 27 Февраля, 2014, 12:55:55 »
Коллеги, усилие на румпеле ничего не говорит о нагрузках на руль! Оно связано с моментом вращения относительно вертикальной оси.
Это усилие может быть (почти) нулевым - смотря как руль сбалансирован. А если перо не опустилось как положено вертикально, а торчит назад - то очень большим.
А ломает перо усилие и крутящий момент по отношению к проходящей через него горизонтальной оси.
Вот сооружал калькулятор усилий на руле (когда на "Диете" сломали) - http://parusanarod.ru/work/calc/helmcalc.htm
 
Григорий Шмерлинг

Никанор Воронежский

  • Сообщений: 8148
  • Уважуха: +232/-300
  • Анша Абдуль
  • Название: Торнадо был.
  • Тип: Сейчас Ямаха ттр-250
Re: О расчете рулей
« Ответ #4 : 27 Февраля, 2014, 16:49:26 »
Коллеги, усилие на румпеле ничего не говорит о нагрузках на руль! Оно связано с моментом вращения относительно вертикальной оси.
Это усилие может быть (почти) нулевым - смотря как руль сбалансирован.
Действительно! +1 А я почти попался на то что рулевого будет возить по палубе...

Олег Парамонов

  • Сообщений: 1099
  • Уважуха: +48/-29
  • Название: Nataly 17кв.м., Monella 10кв.м
  • Тип: Куликоид, Простор-М
  • Номер: KAZ004,009
Re: О расчете рулей
« Ответ #5 : 27 Февраля, 2014, 19:51:38 »
ГШ-большой рахмет! Делаю новый руль, расчеты как нельзя кстати. Спасибо.
Ветер не в ответе за порванные паруса...
Мой канал на ютубе: https://www.youtube.com/channel/UCwzseNpOeGj0KfHt02mUM_A