f Буксировки Марра-Федорова
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: Буксировки Марра-Федорова  (Прочитано 25823 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Буксировки Марра-Федорова
« : 17 Декабря, 2009, 06:08:11 »
Рассмотрение результатов буксировок Мара я перенес сюда, поскольку полагаю, что кроме нас из них никто практической пользы не извлечет. А мы попробуем уже.

Основная задача - посмотреть, как реально влияет вес на сопротивление наших надутых корпусов. Если уверенности в результатах не будет, можно будет спланировать дополнительные эксперименты.
Надо будет получить значения сопротивления Х(Р) при единичной скорости движения.
Гидродинамическое сопротивление Ф(P) при скорости V

                          Ф(Р) = Х(Р)*V^2.

Т.е. Х(Р) - коэффициент сопротивления конкретной лодки, зависящий от веса Р и не зависящий от скорости. Именно эта величина и используется для построения всех простых гандикапов.

В таблице есть значения сил сопротивления F (P,V,W), обусловленных как гидродинамическим, так и воздушным сопротивлением при движении против и по ветру. От воздушного сопротивления и надо очиститься. W - скорость ветра.

Сейчас ограничусь замечанием того, что в таблице измеренные значения F всегда больше, чем Ф и:
- относительное различие сопротивлений при разном весе занижено;
- от осреднения значений по- и против ветра толку мало, Ф так не получишь.

Ну, и основное рабочее уравнение для конкретной лодки с конкретным весом:

                                 F = X*V^2 + y*(V+-W)^2,

где y - к-т воздушного сопротивления.
« Последнее редактирование: 18 Декабря, 2009, 18:17:37 от Velsky »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Анархист

  • Сообщений: 736
  • Уважуха: +30/-30
  • Всем привет!
Re: Буксировки Мара-Федорова
« Ответ #1 : 17 Декабря, 2009, 13:25:00 »
Чем больше скорость, тем 13-ти метровик начинает лидировать!
Яков "Анархист" Гольдин

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Мара-Федорова
« Ответ #2 : 17 Декабря, 2009, 14:45:15 »
>>в таблице измеренные значения F всегда больше, чем Ф <<

Тут я, возможно, погорячился. Сказанное верно для буксировки против ветра. А по ветру может быть и иначе, если скорость ветра выше скорости буксировки, т.е. если вымпельный ветер - попутный.

Теперь напишу виды уравнений поаккуратней.

 F = x*V^2 + y*(V+W)^2,    если против ветра;
 F = x*V^2 + y*(V-W)^2,     если по ветру и W=<V;
 F = x*V^2  - y*(V-W)^2,     если по ветру и W>V.

Все было бы очень просто, кабы одновременно с отсчетами по безмену делались отсчеты вымпельного ветра по анемометру.  А так - придется вводить предположения отн. W. Иначе ничего не сделаешь, слишком много неизвестных (больше, чем может быть сформировано уравнений).

Сильное предположение - W постоянна во всех случаях.

Более слабое предположение может быть таким: скорость ветра неизменна для каждой строки таблицы, т.е. в промежутках времени наблюдений между подходами к берегу для изменения экипажа.

Уравнений в обоих случаях для каждой лодки столько, сколько выполнено для нее замеров.

В обоих случаях число уравнений больше числа неизвестных, системы несовместны - точного решения не имеют. Посему задача будет сводиться к поиску приближенного и оптимального по какому-нибудь критерию решения. Проще всего - по критерию наименьших квадратов.
« Последнее редактирование: 19 Декабря, 2009, 03:00:00 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4085
  • Уважуха: +210/-149
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: Буксировки Мара-Федорова
« Ответ #3 : 17 Декабря, 2009, 15:33:55 »
Прямой эксперимент всегда интересен - экспериментаторам спасибо.
Первое же впечатление: как много вкладывает аэродинамическое сопротивление, и это при слабом ветре. Заядлым гонщикам пора обтекаемыми шкурками обзаводиться, как пловцам и лыжникам.
Что делать с учетом ветра было непонятно, можно конечно посчитать везде 2 балла, но сходимость данных это не улучшит. И черт с ним - посмотрел что разница в тягах по и против ветра от нагрузки явно не зависит, только какой-то разброс. Для оценки пойдут и средние величины.
Что видно. Для Сармы разница в нагрузке на 100 кг как раз где-то и соответствовала бы при постоянной тяге разнице в скоростях, какая была при буксировках.
Для Феникса ничего толком не скажешь, но очевидно - он куда меньше чувствует нагрузку, тренд заметно положе.
Понятно, и длиннее и форма баллонов лучше.
Можно было бы еще сравнить сей опыт с
- приростом смоченной ПВ при увеличении нагрузки
- гандикапным расчетом (для Сармы)
Григорий Шмерлинг

Константин-М99

  • Сообщений: 307
  • Уважуха: +16/-19
  • Название: Феникс
  • Тип: Кат.13 м2
  • Номер: М-99
Re: Буксировки Мара-Федорова
« Ответ #4 : 18 Декабря, 2009, 17:42:41 »
Прямой эксперимент всегда интересен - экспериментаторам спасибо.
Первое же впечатление: как много вкладывает аэродинамическое сопротивление, и это при слабом ветре. Заядлым гонщикам пора обтекаемыми шкурками обзаводиться, как пловцам и лыжникам.
Что делать с учетом ветра было непонятно, ...

 Да, дествительно, паразитное сопротивление от встречного ветра неожиданно оказалось весьма значительным.
На ВВР я снял передний трамплин. На лавировке лежали с матросом в одной кучке не поднимая головы. Трапецией
пользовались редко, в основном на бакштагах. Нужно ещё крепко думать над проблемой снижения лобового воздушного сопротивления катамарана и эипажа.
 Но всёже главное в этом эксперементе было увидеть реальные цифры зависимости влияния веса на сопротивление движению катамарана. И эти цифры впечатляют.
 Воэможно, а точнее необходимо эксперименты с буксировкой продолжить, ну хотябы для более точного и
полного набора статистики по этому вопросу. Но и по этим данным вполне очевидно, что игнорировать реальную
фору лёгкого экипажа недопустимо, если говорить о честных соревнованиях.

...Квопросу о том, что делать?! Если, как было предложено ГШ, построить гонщиков на берегу и спросить (чего
изволите?) или устроить на форуме голосовалку - учитывть \ нет реальный вес экипажа, то нужно понимать, что
найдутся такие, кто скажет: не нужен этот геморой со взвешиванием. И вот почему. Если экипаж легче расчетных
150 кг, то гандикап такого судна будет больше и след. шансов на пъедистал меньше! И наоборот, если...
Вот и вся философия вопроса.

Маленькая просьба к модератору - вставте букву Р в этой теме ув. Марру И.В., а то как-то неудобно получается.


Покажите свою лодку и я увижу кто Вы.

Nnnnnnn

  • Сообщений: 3318
  • Уважуха: +113/-69
  • Тип: пешеход
Re: Буксировки Мара-Федорова
« Ответ #5 : 18 Декабря, 2009, 18:14:08 »
Вопрос, касательно испытаний: А как экипаж располагался на катамаранах? Всегда однообразно?
Цитировать
...Квопросу о том, что делать?! Если, как было предложено ГШ, построить гонщиков на берегу и спросить (чего
изволите?) или устроить на форуме голосовалку - учитывть \ нет реальный вес экипажа, то нужно понимать, что
найдутся такие, кто скажет: не нужен этот геморой со взвешиванием. И вот почему. Если экипаж легче расчетных
150 кг, то гандикап такого судна будет больше и след. шансов на пъедистал меньше! И наоборот, если...
Вот и вся философия вопроса.
Я уж раз 20 тут писал, что не хочу взвешиваться, хотя это и улучшит мой гоночный балл и шансы на пьедестал. Просто потому, что не вижу в этом смысла. Резервы для шлифования мастерства гораздо больше, чем сотка-другая гоночного балла.

Птичковод

  • Сообщений: 3819
  • Уважуха: +135/-171
  • Сергей Мягков
  • Название: "Солнечный Ветер"
  • Тип: Ветер
  • Номер: М497
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #6 : 18 Декабря, 2009, 20:19:33 »
Я полностью присоединяюсь к мнению Наилю и неоднократно ранее высказываемому мной отрицательному мнению о взвешивании. По крайней мере, к взвешиванию как рекомендации МАРИНС, МПТК, СВОКЛЫ, ... (А каждый организатор регаты пусть сам решает без навязывания вариантов со стороны). Даже несмотря на то, что лично мой гоночный вес - минимум 110 кг (это к вопросу о философии). Наверное (наверняка!) работает против меня, но выпрашивать дополнительную минуту гандикапа считаю не правильным. Таким же не правильным, как вводить на беговой дорожке гандикап в зависимости от длины ног.

Про буксировку (продолжение экспериментов): для чистоты эксперимента, возможно, стоит попробовать буксировку без рангоута.
Сергей Мягков

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #7 : 19 Декабря, 2009, 00:16:14 »
Ну и теперь надо в чисто техническую тему писать про свою любовь-нелюбовь к взвешиванию?  Та-же самая таблица есть в разделе МАРИНС,  там как раз ля-ля конференция . Стоило сюда переноситься, один черт...

Промежуточный результат такой.
Задачка решена для Сармы в предположении постоянства скорости ветра (т.е. влияние отклонения этой скорости от некоторого среднего считается несущественным).

Коэффициенты гидродинамич. сопротивления Сармы при водоизмещении Р получены следующие:

   Р              Х           СКО
-----------------------------
  85          0.14    0.006
139          0.18    0.006
176          0.20    0.006
230          0.23           0.006
245          0.24    0.006
299          0.28    0.006

Чтобы получить сопротивление, надо умножить на квадрат скорости в узлах.

К-т воздушного сопротивления =0.011, СКО= 9.6е-04.
Средняя скорость ветра оценена примерно в 7узлов (3.6 м/с).

Оценивались параметры модели зависимости измеренных величин (отсчеты по безмену) от этих самых параметров. Среднеквадратическая невязка отсчетов и их модельных значений - 0.45кгс.

На картинках - поле связи модели и измерений и сравнительный график "по номеру наблюдения", иллюстрирующие согласие модели с реальностью. Порядок наблюдений, по сравнению с исходной таблицей изменен - расположил данные в порядке возрастания водоизмещенья.
Отбраковано 2 наблюдения из 36.

Далее предстоит описать зависимость Х(Р).
« Последнее редактирование: 19 Декабря, 2009, 00:41:29 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #8 : 19 Декабря, 2009, 02:51:44 »
Примем модель X(P)=c*P^z  и оценим параметры с, z, используя для ее подгонки полученные ранее оценки значений Х(Р) и известные величины Р (см. таблицу в предыдущем сообщении.

в рез. подгонки получилось с=0.0143, z=0.514.
Итого, для Сармы, Х(Р)=0.0143*Р^0.514 [кгс/узел^2]

На картинке поле связи (согласия) подогнанной модели с данными.

Значение "с" характеризует Сарму(зависит от ее длины) и, в данном случае, не очень интересно. А вот малость значения z по сравнению с теоретической единицей в формуле волнового сопротивления Келсела требует интертрепации. Моя такова: известно, что общее гидродинамич. сопротивление, кроме волнового, включает еще и трение. Сопротивление трения с ростом водоизмещения растет не так быстро, как волновое и это замедляет рост общего сопротивления. Для тряпичных корпусов, очевидно, составляющая трения относительно выше, чем для полированных жестких. Это, видимо, и объясняет тот факт, что полученная нами оценка z=0.51 еще ниже, чем получил Nico Boon, разрабатывая свой Texel Rating. Он для общего сопротивления получил z=0.6.
--------

P.S. Надо отдать должное мудрости экспериментаторов, таскавших лодки по- и против ветра, а не поперек или в штиль. Иначе отделить гидродинамич. сопротивление от воздушного было бы невозможно.

Я решал задачку не строго, в два этапа (и это мне не очень нравится) от лени - так удалось обойтись стат. пакетом Matrixer и увильнуть от программирования.  Постараюсь исправиться когда-нибудь.
« Последнее редактирование: 19 Декабря, 2009, 04:15:27 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #9 : 19 Декабря, 2009, 07:30:20 »
По Фениксу решения ненадежны. Относительный размах водоизмещения мал (пустой и с легким рулевым не таскали), наблюдений меньше (к тому же есть дыры), гипотеза о постоянстве скорости ветра не лезет.  Есть здоровые выбросы. Браковать их - данных и так мало. Попробую для очистки совести вместо МНК посчитать квантильную регрессию, она устойчива к выбросам. Но, толку, боюсь, будет не много.  Можно еще попробовать тряхнуть обе лодки совместно, но тут возни не обересси - стат. пакет не потянет.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"