Подъёмная, точнее, боковая сила на плавнике возникает за счёт того, что плавник при движении с углом атаки отбрасывает часть потока вбок. Чем больше масса отбрасываемой вбок воды и чем больше угол, на который она отбрасывается, тем больше боковая сила на плавнике. Масса отбрасываемой вбок воды определяется "вертикальной" длиной плавника, а угол, под которым вода отбрасывается, равен половине угла атаки плавника.
Если рассматривать сечение длинного и узкого (слаломного или рейсового) плавника, то подъёмная сила на этом сечении, до некоторых пор, вообще не зависит от ширины сечения (а следовательно и площади плавника), а только от угла атаки и формы сечения. Допустим, мы имеем в сечении стандартный профиль, например, NACA0012, который у корня имеет ширину 120мм, а где-то ближе к кончику - 50мм. Если считать, что плавник работает без изгиба и крутки, а также пренебречь трёхмерностью обтекания, полагая, что каждое сечение обтекается соответствующим его заглублению горизонтальным слоем жидкости, то получится, что картина течения у широкого и у узкого сечения одинаковы, и слои потока там и там отклоняются сечениями на один и тот же угол, который можно считать равным половине угла атаки плавника. Но тогда импульс движения, воспринимаемый каждым из сечений, будет одинаковым, так как масса слоя воды, скажем высотой в 1 см, будет одинаковой на любой глубине.
Таким образом, чтобы увеличить боковую силу на плавнике есть два способа: увеличивать его длину и увеличивать угол атаки, под которым плавник будет работать. Наиболее эффективно, с точки зрения гидродинамического качества, увеличивать длину плавника, так как при этом сопротивление при росте подъёмной силы практически не увеличивается. Но этот способ имеет ощутимые конструктивные и практические изъяны: длинный жёсткий плавник сделать гораздо труднее, чем короткий, и стоить он будет гораздо выше; кроме того, пользоваться очень длинным плавником неудобно - цепляет дно и более уязвим на мелководье.
Другой способ - увеличение угла атаки: при этом, начиная примерно с 4-6 градусов сопротивление плавника растёт быстрее, чем растёт боковая сила, то есть ГД качество плавника падает. Это первый минус второго способа. Есть и второй. Говоря "до некоторых пор", я имел в виду то, что нагрузка на плавнике должна быть ограничена условием отсутствия спинаута. При обтекании плавника под углом атаки (дрейфа) на его наветренной поверхности образуется пониженное давление, а на подветренной - повышенное. Если повышать давление воды можно сколь угодно, то понижать его ниже, чем давление насыщенного пара на данной глубине, мы не можем - начнёт расти пузырь из пара и растворённого в воде воздуха, или же атмосферный воздух разными путями будет в эту зону слишком низкого давления устремляться - возникнет спинаут. И, поскольку с ростом угла атаки давление на наветренной стороне понижается, то чтобы избежать спинаута мы вынуждены увеличивать ширину плавника и менять форму сечения таким образом, чтобы эпюра пониженного давления была пологой, без резкого пика (свойственного профилям с высоким коэффициентом подъёмной силы), как бы "размазанной" по ширине плавника. Таким образом, большая ширина (и площадь) плавника, со сравнительно низким коэффициентом подъёмной силы и повышенным (по сравнению с узкими) сопротивлением - это цена, которую мы платим за использование менее дорогих и более удобных в обращении плавников.
Наконец, есть ещё третий способ увеличить боковую силу, самый лучший :D. Это двигаться с высокой скоростью. Тогда и маленький узкий плавник с небольшим углом атаки позволит получить достаточно высокую боковую силу. :super:
Всё вышесказанное относится только к плавникам, ориентированным на скорость. И общая рекомендация к ним - стараться найти самый узкий, тонкий (и короткий, если Уже и тоньше ужЕ не осталось) плавник, который позволит вам в данных условиях идти без спинаутов, но на грани оных. Если же плавник "надёжно держит", то максимума скорости с ним не добиться, а вот для комфортной каталки без претензий он подойдёт лучше.
|
