Цитата:
Сообщение от сергей петрович
Попробуем рассчитать энергию, которую мы получает от ветра. Пусть парус площадью S=5кв.м . Пусть скорость ветра V=5м/с. Масса воздуха проходящая за 1 с через рамку с такой площадью М/t=S*V*Ro, где Ro -плотность воздуха=1,29 кг/куб.м равна 5*5*1,29=32кг/с
Кинетическая энергия этого воздуха равна M*V*V/2=32*25/2=403 дж/с. А это и есть мощность. Учитывая, что КПД паруса 70%, получаем наша энерговооруженность 282 ватта.
|
Всё бы хорошо, если бы парус у вас стоял строго поперёк ветра, как на фордевинде, а воздух, пройдя сквозь рамку, полностью терял скорость. Но на фордевинде парус движется по ветру со скоростью доски, которую нужно вычесть из скорости ветра. А на прочих курсах парус стоит под углом к ветру, обычно этот угол меньше 30°, и площадь рамки надо бы сократить соответственно. Ну и как-то учесть, что воздух передаёт парусу не всю свою кинетическую энергию, а только её часть. Вы, как я понял, делаете это через КПД паруса. Только откуда взялись 70%? Почему не 90 или 50?
Хуже другое, парус - не рамка, пропускающая воздух, скорее - стенка, от которой воздух отскакивает, как это иногда представляют. Тогда, в зависимости от угла между парусом и ветром, парус не "поглощает" поток энергии, проходящий сквозь рамку, а изменяет импульс (количество движения) потока воздуха, "падающего" на эту стенку и "отскакивающего" в другом направлении, то есть оценку мощности паруса можно вести через закон сохранения импульса, а не энергии. Хотя такая модель работы паруса тоже дефективная, но в ней, во всяком случае, не надо КПД придумывать и становится понятной связь между силой на парусе и углом между парусом и ветром.
А вообще есть старая тема про аэро- и гидродинамику динамику, там многие вопросы рассматривались. Систематическое изложение принципов работы доски с парусом, на нерусском языке, можно найти в статьях Дрейка, которые раньше были на старбордовском форуме, а теперь одну из них, более популярную, можно посмотреть
тут.
Цитата:
Сообщение от latad
Кстати, насчёт устойчивости.
Как делали швертовки? Здоровенный шверт и на корме маленький плавничок для устойчивости на курсе. Однажды я не заметил, что плавник на виндгляйдере отсутствует. Что-то мне показалось, что я как бы разучился держать курс... Доска вертится от малейшего движения верхушкой и норовит на микроскопическом чопике вильнуть то в одну сторону, то в другую. Я это запомнил, что доска вполне держится и без плавника, только надо быть внимательней и когда пришла пора всё переделывать, плавник вообще выбросил, а шверт поставил дальше в корму, чтобы центр парусности и центр бокового сопротивления остался на месте.
И был сильно удивлён, что вместо вёрткости доска стала гораздо устойчивей на курсе. Более того, она стала тяжело поворачивать. И по гораздо большему радиусу!
Это насчёт устойчивости. Я до сих пор не понимаю, почему шверт без плавника, но поставленный на 70 см дальше в корму, держит курс лучше, чем шверт в обычном положении с плавником в корме. И это не исключительное свойство виндгляйдера, другая швертовка, когда я поставил на неё шверт между старым положением и плавником, а плавник убрал, стала ходить как по рельсам, её вообще стало проблемой повернуть. Нет, на месте-то она поворачивает, но как разогналась - всё, чешет как трамвай.
Я примерно понимаю, как это объяснить, но попробуйте угадать...
|
Виндгляйдер придумал байдарочник, и доска эта отличалась от прочих именно тем, что была избыточно устойчивой на курсе. В слабый ветер отсутствие плавника на ней вообще было сложно заметить, да и в сильный в одной из гонок на приз Грина в Феодосии Федя Рытов потерял плавник сразу после первой лавировки, но всё равно пришёл первым. Да там и плавник-то был, как у байдарки, с удлинением 0,5. Так что слова "Доска вертится от малейшего движения верхушкой и норовит на микроскопическом чопике вильнуть то в одну сторону, то в другую" сказаны явно не про вингляйдер. Может, что-то самодельное, "наподобие"?