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

Автор Тема: Буксировки Марра-Федорова  (Прочитано 28148 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

Nnnnnnn

  • Сообщений: 3376
  • Уважуха: +119/-73
  • Тип: пешеход
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #30 : 04 Января, 2010, 22:27:44 »
Если вернуться к парусам, вот еще интересный вопрос. У отдельных рулевых существует мнение, что когда в
хороший ветер катамаран выходит на один корпус, то при этом скорость увеличивется. Я ,лично, не
придерживаюсь такого мнения. Но вот , может ошибаюсь? 
+0,7-1,5 узла для моего катамарана. Больше, если удается "разогнать" вымпельный ветер на бакштаге.

ГШ

  • -
  • Сообщений: 4145
  • Уважуха: +223/-156
  • Название: SALACIA
  • Тип: Sunwind 20
  • Номер: М 150, -
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #31 : 04 Января, 2010, 23:30:49 »
Попытался вытащить,  насколько предсказываемое гандикапом МАРИНС изменение скорости с нагрузкой соответствует данным буксировки.
Можно считать что буксировка дала зависимость тяги от нагрузки для двух скоростей: 2,6 и 3 м/с.

По гандикапу, как должна бы возрастать для испытанных нагрузок скорость начиная с 2,57 м/с если за начальную нагрузку взять 299 и 230 кг.
(масса - балл - расчетные скорости, м/с)
299 кг   0,703   2,57   -
230 кг   0,757   2,77   2,57
176 кг   0,817   2,99   2,77
139 кг   0,872   3,19   2,96

Дальше номограмму строим из картинки данных буксировки которая была выше.
Линии на графике проведены на глазок.
Теперь так: горизонтальные линии от красных точек для буксировочной зависимости при скорости 2,6 м/с показывают связь скорости и нагрузки при постоянной тяге. Синие и зеленые точки на них показывают ожидаемые скорости по гандикапу.
Что получается:
Если нач. масса 300 кг и скорость 2,57 м/с, то при той же силе тяги
1) скорость 2,77 м/с по гандикапу ожидается для массы 230 кг, а по буксировке вышла уже при ~260 кг.
2) скорость 3 м/с по гандикапу - 176 кг, по буксировке ~210 кг.

Если нач. масса 230 кг и скорость 2,57 м/с, то при той же силе тяги
1) скорость 2,77 м/с по гандикапу для 176 кг, по буксировке ~190 кг.
2) скорость 3 м/с по гандикапу для 139 кг, по буксировке ~150 кг.

Т.е. получается что гандикапная зависимость балла от массы несколько более сильная чем следует из данных этой буксировки.
Было такое ощущение, что для одиночником в сравнении с двойками плохо идти: балл повышается сильнее чем надо бы.
Григорий Шмерлинг

В.У.

  • Сообщений: 336
  • Уважуха: +80/-77
  • M701
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #32 : 05 Января, 2010, 00:40:12 »
  Григорий, а что получится с " Фениксом "?
Владимир Успенский

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #33 : 05 Января, 2010, 01:55:32 »
>>Т.е. получается что гандикапная зависимость балла от массы несколько более сильная чем следует из данных этой буксировки.
Было такое ощущение, что для одиночником в сравнении с двойками плохо идти: балл повышается сильнее чем надо бы.<<[ГШ]

Что гандикап переучитывает зловредное влияние веса, видно не только из этой буксировки. Показателен Украинский эксперимент с догрузкой пассажиров для сближения баллов. Перехлест очень заметен, что SCHRS, что Texel. При адаптации обоих к-ты этой адаптации значимы и они таковы, что сдвигают первичные оценки СТ, полученные по обоим гандикапам, в сторону ЕТ.

Влияние длины (благотворное) тоже переучитывается.  Оба переучета объясняются одной причиной - отличием соотношения вкладов волнового сопротивления и трения в общее для жестких и надутых.

Вес по-разному влияет на волновое и трение. Волновое пропорционально весу, трение примерно прорционально корню из веса. Зависимость общего где-то между и это "где-то" зависит от доли вклада того и другого. То же и с длиной, различно влияющей на волновое и трение.

Но оставим пока длину. Наиль приводил разблюдовку по по видам сопротивления для американского катамарана. Волновое к трению относятся примерно как 2/3, что и возьмем для примера.  При одной длине, надувные легче вдвое, а с учетом веса экипажа - в полтора раза. Волновое сопр. меньше в полтора, а трения - примерно в корень из полутора = в 1.2 раза. С учетом этого, отношение для надутого -- 1.3/2.5~=1/2. К-т трения у тряпки, скорей всего, повыше и можно ожидать уменьшения отношения до 1/3.  По буксировкам это отношение можно прикинуть, вместе с к-том трения.

Для Феникса перехлест гандикапа должен быть еще более заметен, он имел меньшие относительные осадки и смоченная поверхность (и трение) у него относительно выше.

P.S. Планчик такой: оценив к-т трения для Феррари, пересчитаем его в относительную, а затем в абсолютную шероховатость и оценим результат на "дикость". Я немножко пощупал этой тряпки. Если ее сильно не тянуть (не накачивать баллон до дури), то она замечательно гладкая. Кроме того, шерошоватость у ткани не такая, как у неструганной доски, а пологая, пиков микрорельефа на единицу площади намного меньше. По этому можно ожидать шероховатость примерно как у лакированной или крашеной деревяшки или между. Вот и займусь сейчас.
« Последнее редактирование: 05 Января, 2010, 02:13:45 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #34 : 05 Января, 2010, 03:45:15 »
Для начала пощупаю по очищенным от влияния ветра и скорости буксировки к-там сопротивления Cr, таким, что общее сопротивление R(W)=Cr(W)*V^2, W- вес. Эти Cr(W) были приведены ранее, теперь только пересчитаю их для скорости из узлов в м/с.

Для волнового сопротивления Rw использую модель первого приближения для корпусов высокой относительной длины -- Rw=c*W*Fr^2.

Для сопр. трения модель, собсно, одна и выбирать не из чего. К-т трения Сf полагается постоянным, не зависящим от скорости буксировки. В данном случае это не есть грех с полной очевидностью, посколько скорости буксировки (и, соотв., рейнольдсы) отличались незначительно. Более того, смею предположить, что допущение не является грехом и при большой разнице скоростей, когда обтекание турбулентно. Но это будет видно, когда оценим Cf. 

Модель сопр. трения -- Rf=V^2*Cf*Scm.

В таблице D1 - объемное водоизмещение олного баллона, последние два столбца - для антуражу, это относительная осадка и удлинение корпуса. Столбцы S и Scm - базис, в котором попробую разложить Cr.

  D1      L              S              Scm      H/B  L/B 
===============================
.0425  5.11  1.298147E-02  2.769014  .19  15.3
.0695  5.18  2.094346E-02  3.338636  .23  13.6
.088   5.21  2.634974E-02  3.651953  .25  12.9
.115   5.25  3.418995E-02  4.042634  .28  12.2
.1225  5.26  3.635926E-02  4.140762  .29  12.0
.1495  5.28  4.414371E-02  4.465838  .31  11.6

Да, вспомнил, что кто-сь из знаменитых яхтенных конструкторов писал, что наилучшей формой строевой по шпангоутам является кусок синусоиды. Посчитал к-т полноты для такой строевой и получил магическое число 0.64. Его и использовал при подготовке данных. Функцию поправки длины за осадку получил, прикинув по фотографиям баллонов. Все, попробую считать. Боже помоги!
« Последнее редактирование: 14 Января, 2010, 07:04:43 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #35 : 05 Января, 2010, 07:35:23 »
На основе простой теории построена модель к-та общего сопротивления Cr в виде векторного уравнения
Сr=Cw*S + Cf*Scm
которое надо разрешить относительно неизв. к-тов Cw и Cf.

МНК решение:  Cw=7.75, Cf=0.154.
МНК слегка страдает от небольшого выброса и был применен МНМ (метод наименьших модулей), устойчивый к выбросам.
МНМ решение:  Cw=6.20, Cf=0.165

Из к-та трения для воды Сf получим к-т трения С0, свободный от среды: С0=Cf/51=0.00324.
Средняя скорость буксировки V=5.6уз=2.9м/с
Re=2.9*5.21*870000=1.3e7, обтекание турбулентное.
К-т трения С0' для технически гладкой поверхности -- 0.0027 (снял с графика в книге для Re=1.3e7).
Отличие нашей оценки С0=0.00324 объясняется относительной шероховатостью L/k=6.5e4 (с графика в книге).
Абсолютная шероховатость k=L/6.5e4=5210/6.5e4~=0.1[мм]. Для ткани толщиной 0.5мм это похоже на правду. Такая шероховатость лежит между дереяшкой, окрашенной и отшлифованной (0.02--0.03) и деревяшкой, окрашенной суриком без шлифовки -- 0.15мм [Школа яхтенного капитана].

К сожалению, точность измерений буксировочных испытаний весьма низка даже в штилевую погоду. Сам участвовал. Выводы можно делать только условно-качественные, но не количественные.
Можно видеть, что сделано ровно наоборот: на качественном уровне построена, исходя из простой теории, модель, а для количественных оценок пришлось воспользоваться значениями Cr, полученными из буксировок. Но оценка Сf оказалась правдоподобной и мне за непослушание не стыдно. Да так оно нормально и делается..

Однако, этот простенький расчет - предварительный. Чтобы получить не только к-ты, но и статистическую оценку точности, надо все проделать заново и строить модель первичных данных. Это даст строгость решения и 36 уравнений вместо 6-ти. И, пожалуй, надо оба лодка совместно тряхнуть, тогда не 36, а поболе будет.

Теперь о вкладах составляющих в общее сопротивление. Поскольку зависимость составляющих от веса различна, относительный вклад тоже зависит от веса. Для нормального гоночного веса Сармы 235кг отношение волнового к трению оценивается как 0.22/0.67=0.33=1/3. Ай да я, ай да сукин сын - как предсказал!

Очищенные от влияния скорости сопротивления (т.е. сопротивления при скорости 1м/с или "к-ты сопротивления"):

 W    Трение мод      Волновое мод   Общ. модельн.    Общ.измер.     =============================================
85.   0.4579194085   0.0804730701   0.5383924786   0.5385640287
139.   0.5521193545   0.1298300211   0.6819493756   0.6819493756
176.   0.6039334426   0.1633439413   0.7672773839   0.759697307
230.   0.6685414266   0.2119459693   0.8804873959   0.8563098597
245.   0.684769122   0.2253936786   0.9101628006   0.9101628007
299.   0.738527828   0.2736500464   1.0121778744   1.0541921184

Таблица откопирована через системный "карман" из окна программы Matrixer.

P.S.Шапка таблицы писалась вручную и я неверно надписал составляющие сопротивления. Теперь правильно.
На картинке то же в графическом виде.
« Последнее редактирование: 30 Января, 2010, 02:37:38 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #36 : 06 Января, 2010, 00:51:03 »
Для сопр. трения модель, собсно, одна и выбирать не из чего. К-т трения Сf полагается постоянным, не зависящим от скорости буксировки. В данном случае это не есть грех с полной очевидностью, посколько скорости буксировки (и, соотв., рейнольдсы) отличались незначительно. Более того, смею предположить, что допущение не является грехом и при большой разнице скоростей, когда обтекание турбулентно. Но это будет видно, когда оценим Cf.

Идея проверки модельки по "контрольной точке" - к-ту трения оказалась весьма недурна. Прошу обратить внимание, что сперва, до расчета, был установлен диапазон разумных значений для будущей оценки, а затем проведен расчет. Для лакированной ПВХ ткани получили оценку к-та трения, не сильно отличаюшейся от крашенной деревяшки, что и ожидалось.

Теперь о предположении, что к-т трения можно считать величиной, не зависящей от скорости (точнее - рейнольдса, но для конкретной длины лодки можно говорить только о скорости).

На малых скоростях (Re ниже критического) обтекание ламинарно (если исходно поток не был турболизован) и в этом режиме к-т сопротивления убывает с ростом скорости. Однако о ламинарном обтекании следует (ЯТД) забыть, как о несбыточой мечте. Действительно, если корпус обтекается ламинарно, то и шверт с рулем - тем более.  В таком режиме качество крыла резко падает - лодка плохо управляется и "не хватает шверта".  Переход к турбулентному режиму происходит при Re в диапазоне от 10^5 до 10^6.
При переходе происходит почти скачок сопротивления, но с ростом Re к-т трения снижается, хоть и не так быстро, как при ламинарном обтекании. Это снижение имеет порог, по достижении которого оно прекращается и трение перестает меняться. Порог зависит от относительной шероховатости. При той, что у нас, он достигается при Re=10^7. Выходит, что участок спада невелик и к-т трения C0 может находиться в диапазоне от 0.005 до полученной нами оценки 0.003 (для пресной воды умножить на 51).  Чего я, однако, пыжусь? Применительно к простому гандикапу это не важно, там к-т трения и так считают постоянным.
Хотя, для обработки буксировок и их планирования стоит намотать себе на вус.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #37 : 07 Января, 2010, 03:02:33 »
Костя, диаметр баллонов Феникса 0.54? Поправь, если не так.

Пардон, в щапке таблицы в позапрошлом сообщении неверно подписаны (наоборот) составляющие сопротивления - волновое и трения. Сейчас поправлю.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Константин-М99

  • Сообщений: 307
  • Уважуха: +16/-19
  • Название: Феникс
  • Тип: Кат.13 м2
  • Номер: М-99
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #38 : 07 Января, 2010, 20:50:31 »
Костя, диаметр баллонов Феникса 0.54? Поправь, если не так.


Диаметр баллонов Феникса - 0,52.
 -------------
Андрей, готовлю проект Положения по регатам "Удачный старт" и "Кубок Крапивы".
По гандикапу пока полной ясности нет. Как будем считать ГБ? Хотелось бы иметь
формулу с двумя переменными: это вес экипажа и площадь парусов.
Покажите свою лодку и я увижу кто Вы.

ЗАК

  • Сообщений: 3507
  • Уважуха: +347/-139
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #39 : 09 Января, 2010, 05:55:42 »
Для полной ясности - длина Феникса 6.1м - это по ВЛ или габарит?
Может ли кто нибудь позвонить Яне и спросить диаметр баллона Сармы, а то полной уверенности, что у нее точно 0.5м - нет.  При совместном обсчете обоих лодок это важно.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"