[lop]

Сообщение от mm7

Ладно. Такой пример.
Давайте уберем плавник вообще, оставим только тягу паруса, которая есть проекция совокупной силы на ось доски.

Ну, спасибо, что ограничился одним плавником. Хотя мог бы убрать, например, ещё мачту, или шарнир, а парус с гиком оставить и сказать: "идите". Ладно, ходили и без плавника, плавали, знаем..

Идем (пытаемся) в галфвинд, поперек ветра.
Будет-ли доска идти только в направлении "тяги" или будет идти в направлении совокупной силы?

Ну, здравствуй, новый термин "совокупная сила". Вопрос, кто с кем совокупляется? Ежели под совокупной силой тут подразумевается сумма всех сил, действующих на тело, то она, по прошествии некоего небольшого периода времени станет равна нулю, направление силы нулевой величины станет неопределённым, и ответ на вопрос тоже становится неопределённым, так как сравнить направление движения с направлением неопределённой силы будет тяжело.

Если же под совокупной силой понимается результирующая аэродинамическая сила на парусе, то её направление, до некоторых пор, будет достаточно определённым. Люди, которые достаточно долгое время держат в руках гик, начинают понимать одну простую весчь, которую вы почему-то не поняли, или понять не захотели: результирующая аэродинамическая сила на парус действует либо вдоль гика, это когда мы парус держим за мачту или за стартшкот, либо поперёк гика во всех остальных случаях. При этом остальные направления ветра, которые не вдоль паруса, на направление действия этой результирующе-совокупной силы особого влияния не оказывают, они оказывают влияние только на её величину.

Итак, что произойдёт, когда мы с отломанным плавником станем пытаться ехать в галфвинд? Хорошо бы поставить гик так, чтобы "поперёк" гика смотрел бы в нужную сторону - в "поперёк" ветра. Но тут облом - получается, что ветер дует аккурат вдоль паруса, направляя результирующе-совокупную вдоль себя, то есть по ветру. Ясно, что от такого направления гика нам толку мало, и мы начинаем гик с парусом разворачивать под ненулевым углом к ветру, скажем, градусов 15. В этом направлении, в бакштаг, скажем, правого галса, примерно под 115 градусов к ветру, двинется вначале наша доска. При этом равновесие сил нарушится, доска начнёт разгоняться, то есть увеличивать скорость, в ответ на которую на доску начнут действовать гидродинамические силы, ранее отсутствовавшие.

Эти гидродинамические силы, действующие на доску, можно заменить одной результирующе-совокупной, но уже гидродинамической силой. Если бы у нас в качестве доски использовался идеально круглый тазик, то гидродинамическая сила была бы направлена в точности супротив направления аэродинамической силы на парусе, то есть первоначально градусов на 75 к нему, или 285, если считать против часовой стрелки. Но это только сперва. Одновременно с началом движения кроме истинного ветра на парус начнёт действовать встречный ветер, вызванный скоростью доски и направленный против скорости доски, иными словами - на парус будет действовать вымпельный ветер. Направление его будет уже не тем, что у истинного ветра, стал быть, придётся менять угол установки паруса, это изменит направление одной, верхней "совокупной" силы, ну а то изменение потянет за собой другое, изменение второй, нижней "совокупной" силы.

И это ещё у круглого тазика. А ежели мы вместо него возьмём более реальную доску, то эти изменения станут ещё более запутанными, так направление "нижней совокупной" силы будет зависеть не только от направления "верхней совокупной", но и от ориентации доски по отношению к скорости её движения, да и от формы самой доски тоже. Например, на гляйдере даже без шверта и плавника в несильный ветер можно неостренько так лавироваться даже, на бесшвертовке лавироваться вряд ли получится, но если корму притопить, да закренить на наветренный борт, так пожалуй получится сливаться градусов под 120. А ежели ты вместо доски стоишь на льду с шарниром в половнике и без коньков, то пожалуй что круче градусов 170 к ветру "лавироваться" не сможешь.

Очевидно(мне), что доска будет идти в направлении совокупной силы.

А мне вот неочевидно. Впору завидовать вашей просветлённости, но почему-то не хочется.

Т.е. сколько-то в направлении "тяги", сколько-то в поперечном к доске направлении - направлении дрейфа.

Ну, можно развернуть парус поперёк ветра (истинного), а доску по ветру поставить, и ни дрейфа не останется, ни поперечного движения: тяга вдоль доски тянет, и ничего кроме тяги парус не производит. Но это так, частный случай, повод к размышлению и сопутствующему ему сомнению в очевидности.

Допустим она будет идти в направлении "тяги", т.е. вдоль своей оси со скоростью В.

Теперь поставим плавник/шверт/киль.
И, пожалуйста, ответим на следующие вопросы:
- Будет-ли она идти в направлении дрейфа, т.е. поперек своей оси?

Ну, если это не упомянутый тривиальный случай движения по ветру, то некоторое движение поперёк своей оси непременно будет.

- Будет-ли ее скорость в этом направлении равна равна, больше или меньше скорости в случае без плавника?

Кроме того случая - определённо скорость в направлении дрейфа значительно уменьшится.

- Будет-ли она идти в направлении "тяги", т.е. вдоль своей оси?

Если не будем стремиться идти слишком остро, и будем правильно держать парус (под острым углом к ветру), то скорость вдоль оси обязательно будет. А если попытаемся идти слишком круто к ветру, то не будет. И если парус держать неправильно, то тоже может не быть.

Скажем, если в первый момент, ещё стоя на месте, мы, представив, что парус и плавник работают одинаково и вместе могут создавать "тягу", поставим парус вдоль оси доски, то обе "совокупные" силы станут "тянуть" со страшной силой доску аккурат поперёк этой оси, хотя и в противоположных направлениях. Скорость у доски при этом будет (чисто по ветру, бортом вперёд), проекция "совокупной" на скорость тоже будет будь здоров, но тяги "по лопу" не будет никакой, так как проекция результирующей аэродинамической силы на ось доски равна нулю.

В этом заключается разница предпочитаемого мной определения тяги от более "классического" её определения, принятого (в некоторых местах) у Мархая, да и во многих других приложениях. Мархай определяет тягу именно как проекцию полной аэродинамической силы паруса на направление скорости движения. Обычно это определение работает хорошо и мало отличается от больше нравящегося мне определения тяги, как горизонтальной проекции той же силы на ось доски (ДП), так как в нормальных условиях угол дрейфа невелик, не более 10 градусов. Однако в некоторых условиях, как мы только что видели, когда угол дрейфа становится большим, "тяга по Мархаю" становится бессмысленной.

- Будет-ли ее скорость в этом направлении равна, больше или меньше скорости в случае без плавника?
...

Будет больше в большинстве случаев, но в некоторых, наподобие только что рассмотренного, может быть одинаково нулевой. Возможны варианты, короче. Кстати, вы не заметили, что ваши вопросы всё больше смахивают на вопросы человека, не могущего одновременно переварить ничего сложнее монотонной функции одного аргумента, о чем шла речь где-то в начале темы? Это очень жаль.

ЗЫ На самом деле, тягу (по лопу) на плавнике получить очень просто. Лучше всего этим искусством владеют чайники, ну а те, кто забыл, записывайте! Значит так, добираем парус и встаём так, чтобы жопа у доски притопилась; доска начинает двигаться и приводится, парус держим почти в ДП. Кода доска встанет почти против ветра (градусов по 30 хотя бы), то наступит момент истины: доска начнёт двигаться кормой вперёд и на плавнике возникнет тяга, стремящаяся двигать вперёд нос доски. Жаль, что "тяга" паруса при этом будет отрицательной, именно отрицательная тяга паруса толкает доску кормой вперёд, а тяга плавника этому препятствует. Ура!