f Расчет управляемого шверта
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: Расчет управляемого шверта  (Прочитано 18582 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

Кэп Хатанги

  • Сообщений: 3971
  • Уважуха: +207/-192
  • Вячеслав, Екатеринбург
  • Название: "Летучий мышЪ"
  • Тип: Простор(Mod) серийный №00003
  • Номер: Е11
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #40 : 01 Февраля, 2015, 22:40:28 »
Дык, именно поэтому. "Крылатка" почти не маневрирует, и в нее не закладывается такая, например, характеристика, как скороподъемность.

Veter

  • Сообщений: 483
  • Уважуха: +52/-17
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #41 : 02 Февраля, 2015, 00:02:11 »
Стартовые скорости разные и маневры сильно разнятся по углам. Или по другому  - крылатая ракета движется в достаточно узком диапазоне скоростей и углов.

Протей

  • Сообщений: 128
  • Уважуха: +3/-3
  • Название: КАТЁНОК
  • Тип: Бриз - микро
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #42 : 02 Февраля, 2015, 00:52:27 »
     Взлётная скорость конечно играет роль, но эта проблема частично решается различными стартовыми ускорителями. А вот безопасной посадочной скорости крылатой ракете иметь незачем, самолёт же её иметь обязан. И только механизацией крыла и, даже, изменяемой геометрией не обойдёшься, приходится иметь площадь выше оптимальной для скоростного режима.

Якуненко Александр

  • Сообщений: 538
  • Уважуха: +92/-24
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #43 : 02 Февраля, 2015, 11:06:59 »
А что подразумевается под общим расчетом шверта?
Александр, ответ на этот вопрос вы процитировали в следующей цитате, где Вы цитируете меня (вторая задача). Еще более (предельно) общая постановка задачи была бы, если бы оптимизации подлежал профиль и форма в плане. Но форму в плане оптимизировать не сильно надо. А оптимизировать профиль - дорого.

Так вот, для начала предлагаю решить следующую задачку. Допустим, есть вполне определенный (реальный желательно) или мечтаемый катамаран. Хочется, для любого заданного острого курса отн. истинного ветра, расчитать угол установки к ДП конкретного шверта (профиль, площадь, удлинение известны) такой (угол), чтобы катамаран шел без дрейфа. Либо диагностировать, что движение без дрейфа этим курсом с этим швертом невозможно.

Следующая задачка. Всё то же самое, но площадь и удлинение шверта не заданы (задан только профиль) и надо найти их значения (при разумных ограничениях), обеспечивающие максимальную скорость на заданном остром курсе.

Приведенный алгоритм теоретически решает первую задачу. Как планируете развивать методику для решения второй задачи?


Так все таки, как будете определять оптимальную площадь шверта?

Начиная эту тему, я, по существу, задал вопрос - а не хотите ли размяться и решить такие-то задачки? Сделал это, поскольку большой гуманист и по себе знаю, какое удовольствие доставляет самостоятельное решение задачи. Если бы хотел осчастливить общество своим решением, то так бы сразу и поступил. В связи с этим на Ваши вопросы ничего не отвечу. Вы, как персонаж классических анекдотов про Абрама и Сару, отвечаете вопросом на вопрос. Но, в отличии от них, отвечаете заданным вопросом.

Если Ваши вопросы "проверочные" на предмет - а знаю ли я сам решения предложенных задачек, то смею уверить, что знаю. Первую я отдельно не решал, а алгоритм второй сразу написал на алгоритмическом языке и довел до работающей программы для компа. При этом сомнительные расчеты гидродинамических к-тов шверта выделены в отдельные процедуры, которые я собираюсь заменить, когда разберусь с предметом. По мере разбирательства, результаты публикую здесь. Так что к общему алгоритму расчета шверта это отношения не имеет, можно считать, что процедуры расчета Су и Сх шверта есть готовые и не заморачиваться, если нет внутренней потребности в самообразовании.

Таким образом, если не лезть в гидродинамику профилей, решение предложенных задачек довольно просто. А главное, все нужное для решения общеизвестно. Мат. аппарат на уровне 8-го класса десятилетки. Ну, может, девятого.

П.С. Для ясности: говоря о программе расчета шверта, я не имел в виду калькуляторную таблицу, которую здесь вывешивал. Она только для исследования свойств профиля и проверки приближенных формул расчета к-тов.
 

Зря вы так – про Абрама, Сару и т.п… Я с уважением отношусь к вашей инициативе.

Вы завели тему о расчете шверта. При этом выкладываете обрывочную, не систематизированную информацию.
Может стоит для начала более четко определить задачу, и предложить к обсуждению принципиальный алгоритм решения? Пусть он будет даже простой.

Вы действительно думаете, что все резко займутся гидродинамикой шверта?
“Копать” скорее начнут если четко определена задача.
А кого нет желания или возможности, смогут получить общее понимание вопроса и возможно практические рекомендации.

Кстати, площадь шверта напрямую зависит от выбранного профиля.
Так что в гидродинамику профилей видимо придется “залезть”.

Якуненко Александр

  • Сообщений: 538
  • Уважуха: +92/-24
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #44 : 02 Февраля, 2015, 11:09:19 »
А что? Разве площадь поворотного шверта нужно определять каким то особым образом? Разве площадь поворотного шверта может отличаться от площади не поворотного? Подумайте внимательно товарищи!

А как вычислить площадь не поворотного шверта?
А никак. По моему глубокому убеждению, при устоявшемся движении площадь шверта обычных размеров избыточна.
У меня был разборный катамаран с очень маленьким швертом. На нем было очень трудно начать движение в сильный ветер (да и не только в сильный). Его просто сдувало боком пока не наберешь скорость. Приходило уваливатся, разгоняться а затем приводиться.
То же я наблюдал и на торнадо, полная площадь шверта нужна на маленькой скорости и при маневрировании.
То есть я считаю что площадь шверта нельзя считать для устоявшегося движения. Площадь шверта нужно выбирать по опыту.

Никанор, нет слов. Сильно удивлен таким ответом.

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4057
  • Уважуха: +206/-147
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #45 : 02 Февраля, 2015, 12:41:36 »
Цитировать
получить общее понимание вопроса и возможно практические рекомендации
для этого, чтобы в первом приближении понимать и оценивать баланс сил, был бы пожалуй полезен калькулятор сил на шверте. С ним просто удобнее было бы работать чем с кучей таблиц или графиков поляр. Примерно таким образом: проектировщик предполагает или знает по опыту, что, например, при ветре таком-то лодка идет в бейд с такой-то скоростью. При этом известны силы, действующие на паруса - тяги и дрейфа (можно соотв. калькулятором посчитать, или для сильного дутья по своему ресурсу откренивания, или как то еще оценить).  Определив это, -
в калькуляторе вводим силу дрейфа, которую надо компенсировать, скорость с которой при этом идет лодка, выбираем тот или иной профиль, удлинение и угол атаки шверта и получаем 1) - требующуюся площадь   2) цену вопроса - силу лобового сопротивления шверта. Если допустим получили что при угле атаки 3 гр. сила дрейфа компенсируется (подъемной силой шверта) - ну, значит или вся лодка пойдет с таким дрейфом, или шверт надо на эти 3 гр. повернуть. А что выгоднее - черт его знает, тут уже перебирать варианты и кумекать по вкусу.  Для такого калькулятора не нужно никакой математики кроме интерполяции между табличными или снятыми с графиков точками (где их взять - отдельные хитрые исчмисления или справочник). Ну, и проверка каких-то ограничений на разумность данных.
А вот второе приближение конечно любопытней - но означает расчет поляры всей лодки в целом. Тут вроде как и правда одна тригонометрия (ну, еще выбор оптимумов - "подобрал шкот", изменив угол атаки паруса, и посмотрел, быстрее ли пошла или выход на ветер лучше стал чем в предыдущей итерации или хуже).
Типа парусного симулятора. Но чтобы какие-то реальные результаты получалисьт, это вряд ли...  ведь куча данных нужна которые взять неоткуда. Аэродинамическое сопротивление, "поляра" всего что над водой кроме паруса. А особенно - сопротивление баллонов той или иной формы, да под разными углами. Ладно еще для гладкой воды. Но вода не гладкая, а рассчитать сопротивление при ходе против той или иной волны идущей к тому же не обязательно со стороны ветра - ну, это уж никак. Да еще со штевнями или без...
 
« Последнее редактирование: 02 Февраля, 2015, 12:43:58 от ГШ »
Григорий Шмерлинг

Никанор Воронежский

  • Пользователь забанен
  • Сообщений: 5587
  • Уважуха: +233/-303
  • Анша Абдуль
  • Название: Торнадо был.
  • Тип: Сейчас Ямаха ттр-250
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #46 : 02 Февраля, 2015, 13:03:33 »
П.С. Кстати, классический вопрос на экзамене в ЮПШ: почему у крылатой ракеты крылышки с уеву душу, а у истребителя, летающего с такой же скоростью, плоскостя ОГОГО какие? Только пожалста, не надо тут на эту тему ля-ля разводить на шышнадцать страниц.
Шоб на вираже позже трясти начинало... ;D ;)

ЗАК

  • Сообщений: 3414
  • Уважуха: +337/-124
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #47 : 03 Февраля, 2015, 07:10:55 »
Надо уже призвать присутствующих к порядку и навести казарму. Какой я ни есть гад и т.д., но тему открыл я, и он же, вышеупомянутый, определил правила игры и сформулировал задачи (2 штуки). И отнюдь не от балды. Желающие в эту игру не играть так и поступают, желающие играть в другую, вполне могут открыть другую тему. Возможно, она и мне тоже понравится и с удовольствием в нее поиграю. Но здесь - только так, иначе - бардак и любимый трёп.

Первая задача не оптимизационная, она решается для каждого набора исходных данных однозначно. Решив её, несложно решить и вторую, оптимизационную. Ну да чёрт с ней (второй) пока, еще первую не решили.

Повторю условие:
>> Допустим, есть вполне определенный (реальный желательно) или мечтаемый катамаран. Хочется, для любого заданного острого курса отн. истинного ветра, расчитать угол установки к ДП конкретного шверта (профиль, площадь, удлинение известны) такой (угол), чтобы катамаран шел без дрейфа. Либо диагностировать, что движение без дрейфа этим курсом с этим швертом невозможно.<<
...выбираем тот или иной профиль, удлинение и угол атаки шверта и получаем 1) - требующуюся площадь ...
См. условие - "профиль, площадь, удлинение известны". Надо найти угол установки шверта под условием движения без дрейфа. Можно и изменить условие по-Вашему - задать угол и искать площадь. Но давайте не разводить путаницу, я сформулировал задачу по мотивам Якуненко - искать угол. При заданной площади, профиле и удлинении. То есть,  взяли деревяшку (железку) и сделали (или купили у Харькина- Ролтона-Тритона-Манданы за 500 баксов) шверт вот такой-то площади, профиля и удлинения. И теперь чешем репу и пытаетесь прикинуть угол установки на заданном курсе. Прям, как в жизни. 

Тут вроде как и правда одна тригонометрия (ну, еще выбор оптимумов - "подобрал шкот", изменив угол атаки паруса, и посмотрел, быстрее ли пошла или выход на ветер лучше стал чем в предыдущей итерации или хуже). ... ... Но чтобы какие-то реальные результаты получалисьт, это вряд ли...  ведь куча данных нужна которые взять неоткуда. Аэродинамическое сопротивление, "поляра" всего что над водой кроме паруса. ...
Насчет тригонометрии - истинная правда. Но и не только. Надо уравнений составить и решить, как в школе учили. В остальном - "сорок бочек арестантов". Строить расчет на том, как и кто (возможно - напивши денатурату) подобрал шкот - нельзя в принципе. Есть единственная наилучшая настройка паруса и бесчисленное число не наилучших. Если не расчитывать на наилучшую настройку, то впадаем в неопределенность и причитания за невозможность расчета. Как и на сколько тягать шкот и др. снасти, подбирается при замере аэродинамических характеристик надводной части катамарана. "Методом змея", например [Перегудов, Байбаков]. Итерации, если выбран итерационный метод решения (у меня именно так), происходят за доли секунды, когда я сижу попой на стуле и шкота не трогаю.

Обратите внимание, при постановке задачи я постоянно оговаривался про "острый курс". Опережая ход общественной мысли, намекну - почему. На острых курсах парус не ложится на вантину и в нашей власти ставить его под наивыгоднейшим углом к ветру (какому?). И вы уже будете смеяться, этот наивыгоднейший угол на острых курсах такой, какой обеспечивает максимальное аэродинамическое качество надводной части катамарана.  Именно так, а не максимальную тягу по курсу (почему?). ... И не надо "всего остального, кроме паруса". Надо надводной части (вместе с правильно установленным парусом).

Теоретически, качество надводной части зависит (при оптимальной установке паруса) от угла обдува корпуса. Но для быстроходных лодок практически не зависит. Во-первых, потому, что у быстроходных паразитная площадь корпуса относительно невелика и как она обдувается - не очень важно. Во-вторых, направление вымпельного ветра (и угол обдува корпуса) для быстроходных изменяется в узком диапазоне - хоть галф, хоть в бейд - один черт дует почти в мордас. Следует, хоть и не очень явно, что настройка паруса на любом остром курсе должна быть одинакова. Понятно, что при разных скоростях ветра форма паруса может меняться и от тонкостей настроек пуза под ветер, и от того, что корежит и скручивает по-разному. Поэтому замеры методом змея должны проводиться при разной скорости ветра. Но не в процессе вычислений с итерациями или без оных! Это уже мазохизм был бы и отмазка, чтоб нифига не вычислять :)

Короче, утверждается, что для быстроходных катамаранов аэродинамические характеристики надводной части корпуса (при отсутствии алкашей на борту) постоянны от галфвинда до предельно крутого бейдевинда (если ветром паруса не корежит). Для Торнадо, например, это так. Для Якуненко, наверно, тоже. Для Альбатроса и пирамидона с будкой - вряд-ли. И я не такой умный, чтобы сам это придумал. Просто графики смотрел у Новуда, а для Торнадо достраивал, поскольку Норвуд, ззаразза, не удосужился. Но все нужное у него есть.

Это я всё написал к тому, что не так всё прям неизвестно и известным стать не может. Не надо лишних чертей придумывать. Но, если говорить об алгоритме расчета, то совершенно не важно, знаем мы на сей момент аэродинамические к-ты надводной части или нет. Захотим - узнаем. А пока будем считать, что они известны для любого курса - хоть одинаковые, хоть разные. Т.е. известны функции Сха(В), Суа(В), В - вымпельный курсовой угол. Для простоты можно считать эти к-ты константами на острых курсах, не роялит. На величину тоже плевать, мы еще не расчет делаем, а алгоритм расчета. Площадь паруса тоже нам известна.

Но чтобы какие-то реальные результаты получалисьт, это вряд ли...  ...  А особенно - сопротивление баллонов той или иной формы, да под разными углами. Ладно еще для гладкой воды. Но вода не гладкая, а рассчитать сопротивление при ходе против той или иной волны идущей к тому же не обязательно со стороны ветра - ну, это уж никак. Да еще со штевнями или без...
Ну да, ну да. Все судостроительные справочники сжечь - они не ту волну учитывают, что сегодня была к обеду, когда я ехал влево и назад с баллонами вверх ногами. Все поляры всех лодок тоже в топку, они для не тех условий, что в Арктике у папуасов и наоборот. Полностью согласен, но так не интересно. Тут тема для разминки чего нет, чтобы оно было. Так что великолепным волевым актом положим - функция Сr(обмер) известна. Cr - к-т сопротивления корпуса такой, что сила сопротивления при движении без дрейфа Fr=Cr*v^2. Хотите более сложную зависимость от скорости? Ради Бога, придумайти любую или никакую, сейчас главное - считать, что она известна и не разводить му-му. На алгоритм расчета вид зависимости не влияет.

...  был бы пожалуй полезен калькулятор сил на шверте. С ним просто удобнее было бы работать чем с кучей таблиц или графиков поляр. ...
Калькулятор был бы более вреден, чем все перечисленное далее. Вы же собираетесь итерировать? И на каждом шаге итерации что-то считать на калькуляторе? Ужос! У Вас же на столе прекрррасссная ЭВМ и превращать ее в калькулятор - грех непростительный. Тем более, что Вы вполне программируете, насколькор я заметил. На Яве. А значит, и на чем угодно. При желании. Так зачем программировать калькулятор, когда можно ВСЁ? Если угодно, то и интерполяцию таблиц, раз уж формулы не устраивают. ...

Приказ по казарме, повторно: не заморачивайтесь с расчетом гидродинамических к-тов, потом разберетесь при желании. Гидродинамические к-ты шверта известного удлинения и профиля определяем, как условно ИЗВЕСТНЫЕ функции от (а, L, Re), ограничение на угол атаки "а" сами задаем, т.е оно известно при отсутствии полного склероза. Площадь шверта тоже известна. Иначе - ступор, ляй-ляй-конференция и никакого алгоритма не будет.

Григорий, я некоторую фривольность позволяю себе, чтобы от скуки не сдохнуть писамши.

Не надо ставить перед собой задач, которые не сможете или не собираетесь решать. Считайте, что поймали профессора в г.Жуковский или Дымыча с виртуальной трубой и он всю аэро-гидродинамику изваял.

Короче, не нужно ничего, кроме элементарной теории парусника, всеми многократно читанной и школьной математики. А кайф в том, чтобы это читанное по диагонали стройно выстроить и осознать сознанием ума. И от этого станет приятно в душе. А не хотите - как хотите.

А Рейнольса, кажется, сегодня добью, если сюда сдуру не залезу.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Никанор Воронежский

  • Пользователь забанен
  • Сообщений: 5587
  • Уважуха: +233/-303
  • Анша Абдуль
  • Название: Торнадо был.
  • Тип: Сейчас Ямаха ттр-250
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #48 : 03 Февраля, 2015, 14:10:12 »


Короче, не нужно ничего, кроме элементарной теории парусника, всеми многократно читанной и школьной математики. А кайф в том, чтобы это читанное по диагонали стройно выстроить и осознать сознанием ума. И от этого станет приятно в душе. А не хотите - как хотите.

Ну это совсем не интересно. Тогда все сводиться к уравнению тяга, скорость, сила дрейфа...
На ленинскую не тянет...
И вообще. Может я буду несколько резок. Но не считаю эту задачу актуальной. Вот расчитать бы нагрузки (максимальные) на шверт. Вот тут голову можно долго ломать...

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4057
  • Уважуха: +206/-147
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: Расчет управляемого шверта
« Ответ #49 : 03 Февраля, 2015, 14:42:09 »
Никанор, тут как раз можно особо голову не ломать. Не то чтобы рассчитать, но оценить - как и для рулей - http://parusanarod.ru/work/calc/helmcalc.htm
Т.е. считая что на полном ходу лодка с опущенным швертом въезжает в какое-нибудь боковое или циркуляционное волновое течение, которое меняет угол атаки так, что коэф. направленной поперек пластины шверта подъемной силы становится максимально возможным, что-то ~1,2. Грубо говоря - как если бы на всем ходу развернуть шверт поперек потока, выдержит он и крепление такое издевательство или нет. Еще предлагалось ориентироваться по размеру максимально возможного момента откренивания (когда он достингнут, лодка переворачивается и, соотв., нагрузка на шверт пропадет :)  - но эта оценка будет верна только если нагрузка растет медленно. А изменение угла атаки из-за разных течений мгновенное, еще из-за инерции баллон с экипажем приподняться не успеет, а шверт уже хряснет "об воду".
« Последнее редактирование: 03 Февраля, 2015, 14:47:03 от ГШ »
Григорий Шмерлинг