Цитата:
Сообщение от amigo
Вот тут я не совсем уверен, как она будет происходить. Толи по линии, проходящей через максимальные сечения, толи, как на рисунке? Чот затуп включился  |
Каждое из сечений можно считать поворачивающимся вокруг некоторой точки этого сечения, расположенной на хорде профиля.
Эта точка вовсе не обязательно будет находиться там же, где находится максимум толщины. В сопромате она называется центр изгиба, и соответствует точке (на хорде), при приложении к которой внешней сосредоточенной силы, плавник, если бы он был постоянного сечения и вертикальный, изгибался бы без кручения. Но это к слову, в принципе разница для типичных профилей плавников если и будет, то очень маленькая. Однако, для того, чтобы понять, в какую сторону будет поворачиваться каждое из сечений, нам нужно понять, под действием каких сил оно будет (или не будет) поворачиваться.
Для этого мысленно вырежем тонкий горизонтальный кусочек плавника, а реакцию отрезанных верхней и нижней частей заменим эквивалентными силами и моментами. Начнём с верхнего корневого сечения. Для него нижняя часть - весь плавник, на который действует суммарная боковая сила, приложенная в ЦБС плавника. Верхняя же часть отсутствует, вместо неё - голова в колодце с реакциями, равными по величине и противоположными по направлению усилиям в нижней части. Очевидно, что если ЦБС всего плавника при данных условиях (крене, дифференте, скорости и угле дрейфа) смещён в корму от центра изгиба корневого сечения, то в этом сечении будет действовать момент, стремящийся развернуть корневое сечение по потоку, то есть уменьшить локальный угол атаки. Если ЦБС лежит строго под центром изгиба, то момент на скручивание равен нулю и мы имеем (в данном сечении) чистый изгиб, без скручивания. Если ЦБС смещён в нос от центра изгиба, то момент на скручивание стремится развернуть сечение против потока, увеличить локальный угол атаки; опять, как и в первом случае, имеем изгиб со скручиванием.
Эту процедуру мы можем повторить и для нижележащих сечений, только нужно будет учесть, что опускаясь вниз координаты центра изгиба текущего сечения следует скорректировать с учётом изгиба и крутки вышележащей части плавника, а в качестве силы и момента от нижележащей части плавника следует брать не всю боковую силу, а только ту её часть, которая действует ниже текущего сечения.
Понятно, что поскольку сила на части плавника ниже сечения зависит от изгиба и крутки плавника, которые нам заранее не известны, процедура будет итерационной. В первом приближении, при определении сил и моментов мы считаем, что крутка и изгиб равны нулю, во втором приближении корректируем силы и моменты с учётом полученных в первом приближении крутки и изгиба, и так далее, пока разница не станет пренебрежимо малой.
Достаточно очевидно также, что крутка в разных сечениях будет различной. Например, скошенный плавник постоянного сечения, типа гляйдеровского шверта, в корневом сечении имеет крутку по потоку за счёт скоса. А на его нижнем конце, если не учитывать пространственность обтекания (перетекание через нижнюю кромку) имеем тенденцию к крутке поперёк потока, так как центр давления нижележащей части (высотой 1 см) будет находится ближе к передней кромке, чем центр изгиба.
Возможно так же изменение направления крутки одного и того же плавника при изменении угла дифферента. Так как при этом ЦБС смещается по горизонтали относительно центра изгиба корневого сечения, то у почти вертикального плавника при уменьшении дифферента может наблюдаться крутка по потоку, а при увеличении дифферента - крутка против потока, с промежуточным положением вообще без крутки.