RaceYou! Всероссийский виндсерфинг форум - Показать сообщение отдельно - Принципы работы виндсерфингового плавника или о том, что такое подъемная сила.

sl55 · 24.07.2011, 22:37

Хотя лифт и является пожалуй наиболее важной характеристикой плавника, для начинающего виндсерфера понятие лифт или подъемная сила является несколько загадочным. Новички часто либо вообще не задумываются о работе плавника или считают, что плавник, в каком бы он положении ни находился, просто выдавливает сам себя из воды вертикально вверх при наборе скорости. Ниже я поместил перевод заметки одного из старших инструктров популярной в США «гастролирующей» по популярным винсерфовым спотам школы АВК Дерека Риджфа. Он набрался смелости и с помощью двух известных дизайнеров плавников достаточно просто изложил некоторые аспекты работы плавника. Работа не претендует на исчерпывающее научное описание всех гидродинамических процессов и не заморачивает голову читателя пугающими законами Ньютона и Бернулли. Ну а я набрался смелости и перевел....

Руководство для покупателя плавника. by Derek Rijff

В составе сбалансированного комплекта для виндсерфинга плавник имеет такое-же значение, как и доска и парус, но несмотря на это, прикрутив штатный плавник, полученный в комплекте с доской, про него часто забывают. Замена его на плавник другого размера, формы и качества может оказаться недорогим способом расширить диапазон использования доски, позволить резать более крутые повороты, или идти более прямым курсом. Это руководство для начинающего, представленное вам с целью помочь лучше осознать значение плавника, говорит о том, как работает плавник, и об основных элементах его дизайна, направленных на гармоничную его работу: размеры, гибкость и крыловидность.

Как плавник обеспечивает подъемную силу.
Подъемная сила тема сложная. С помощью Чака Эймса из Тру Эймс Финз и Стана Плескунаса из Фумунда Марин Продактс, мы составили упрощенное оъяснение работы плавника. Несмотря на симметричность сторон, плавник работает таким-же образом, как и все крыловидные структуры - такие как крыло самолета или парус. Для обеспечения подъемной силы молекулы воздуха или воды, перетекая плавник, должны пройти более длинную дистанцию с одной его стороны, чем с другой, прежде чем соединиться опять у задней его кромки. Сторона с более короткой дистанцией испытывает более высокое давление, сторона с более длинной – низкое. По мере того, как зона низкого давления (частичный вакуум) стремится заполниться, она тянет или засасывает крыло в свою сторону, создавая подъемную силу. Подъемная сила всегда направлена в сторону низкого давления. Представьте себе это как асимметричное крыло, подобное крылу самолета, прежде чем продвинуться дальше в понимании работы плавника.
Плавник может быть и симметричен, но поток воды вокруг него – нет, благодаря такому понятию, как угол атаки. Во время движения по воде доска двигается вперед и одновременно смещается боком по ветру (под подветренным углом) крабообразно. Движение вперед обеспечивает набегающий на плавник поток воды, в то-же время смещение по ветру приводит к тому, что вода ударяет в плавник слегка в сторону (с подветренной стороны) создавая угол атаки. Подъемная сила достигается потому, что поток воды асимметричен. На подветренной стороне плавника создается высокое давление потому, что вода с этой стороны проходит более короткое расстояние, в то время как с наветренной стороны образуется зона низкого давления, создавая подъемную силу в этом направлении. Величина подъемной силы это функция угла атаки, площади и формы плавника и скорости движения.
Подъемная сила всегда направлена в сторону наветренного края доски и перпендикулярно к продольной плоскости плавника. Упрощенно говоря, упор в плавник с наклоном доски на подветренный край направляет подъемную силу кверху, а движение с нажимом на пятки (наклоняя доску наветер) прижимает наветренный край доски, так как подъемная сила направляется больше вниз. Доска с излишне большим плавником будет стремиться накрениться слишком сильно на подветренный край и начнет «гулять на хвосте», что затрудняет контроль из-за избытка подъемной силы вверх. Поэтому, имея плавники разного размера, можно использовать одну доску в более широком диапазоне условий катания и размеров парусов.

Размер имеет значение.
В контексте размеров плавника длина его важна, но это не все. Так же, как вы не будете выбирать парус по одной только длине мачты, тут больше факторов при выборе размера. Короткий, широкий плавник с загнутым концом будет иметь такую же площадь, как и прямой узкий плавник на пару дюймов длиннее. Определение в точности требуемого размера плавника часто является делом персонального вкуса. Серферам, предпочитающим сильнее упираться в плавник, нужен размер посущественее, в то время как те, кто предпочитает загружать ребро доски, могут обойтись и меньшим размером. Длина становится важной для любого катающегося на более широких досках с петлями по краям доски, так как им нужен плавник длиннее для обеспечения необходимой поддержки.

Характеристики гибкости.
Так же, как отгибается верхушка паруса, плавник прогибается при прохождении чопа, смены направления хода или перемене его загрузки. Это сгибание помогает воде двигаться в поперечном направлении и смягчает ворастающую подъемную силу. В принципе, мягкость плавника облегчает контроль, в то время как жесткость увеличивает подъемную силу и скоростной потенциал.
Существует три фактора, влияющие на гибкость плавника:
Форма
Oбщая рекомендация это, что длинный узкий плавник будет предназначен для скорости и раннего глиссирования, а короткий, широкий, изогнутый создан для маневренности и лучшего контроля.
Материал
Для воздействия на гибкость плавника дизайнеры используют различные материалы и технологии производства. Выточенные плавники вырезают из блоков материала, из которых поливинилэфирные самые мягкие, а G-10 более жесткие. Добавление слоев углеволокна еще более увеличивает жесткость. Отформованные плавники содержат различной величины добавки материалов для контроля гибкости. Рассчитывайте, что более дорогие, выклеенные в форме плавники, будут обладать более рафинированными характеристиками гибкости, чем дешевые.
Толщина.
В детстве, лазая по деревьям, я познал горьким опытом, что тонкие ветки на дереве обладают большей гибкостью, чем толстые. Создатели плавников наверно так же пришли к тому же выводу, что толщина влияет на гибкость. Разницу между плавниками, заметную на воде, обычно можно различить на глаз, или ощутить на ощупь, или с помощью штангеля.

Факторы крыловидности.
Дизайнеры плавников стараются обеспечить протекание воды через плавник с максимумом подъемной силы и минимумом сопротивления. Если у вас нет ученой степени в гидродинамике, то выбирать плавник по одной характеристике его крыловидности не рекомендуется. Однако, так как эта статья о различиях плавников, то мы выделим основные концепции.
Более толстое сечение крыла обладает большим сопротивлением на скорости, хотя и создают большую подъемную силу и хорошо держат на меньших скоростях. Представьте себе самолет, выпускающий закрылки при взлете, увеличивая размер и толщину крыла, и убирающий их в полете для уменьшения сопротивления. Плавники с наибольшей толщиной сечения по переднему краю развивают больше подъемной силы на меньших скоростях, но приводят к спинауту на более высоких скоростях, так как вода с большей вероятностью начинает отрываться.
Симметрия крыла и гладкость его поверкности имеют значение. Плоские участки, ямки и асимметрия плавника сделают его более склонным к спинаутам. Если вы увидели, что с плавником что то не так, то вы скорее всего почувствуете это и на воде. Поэтому важно содержать плавник в идеальном состоянии.

Прорези, твинзеры, трастеры и т.д.
За годы развития возникало множество изменений стандартного расклада с одиночным плавником; некоторые более удачные чем другие. Если дизайн исходит от создателя плавников, то он обычно нацелен на устранение спинаутов. Идеи, исходящие от создателей досок, направлены на улучшение работы самой доски.
От дизаинеров плавников выходили плавники с расщепленными концами, просверленными отверстиями, выступами и даже малюсенькими плавничками впереди основного. Наиболее популярным изменением был плавник с прорезями. Достоинствoм этих плавников является не столько то, что они не делают спинаут, а скорее то, как легко они от него избавляются. Часто серфер этого даже не замечает.
Строители досок изменяют их добавляя плавники. Использование двух одинакового размера плавников увеличивает сопротивление, но, в зависимости от размера плавников, может или сделать доску более поворотливой или поможет стабилизировать ее на скорости. Бонусом такой «твин-фин» доски является ее способность ходить по мелководью. Другая устоявшаяся разновидность расклада плавников это «трастер», с одним основным плавником по центру и двумя (или более) боковыми. Придираясь, можно опять пожаловаться на снижение скорости. Энтузиасты же будут восхвалять устойчивость по курсу и при резке поворотов.

Оригинал здесь:
http://www.windsport.com/gear_article?news_id=3

Неплохая Java движущаяся иллюстрация крыла в потоке на NASA сайте находится здесь:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/foil3.html
можно подвигать ползунки и изметиь угол атаки и т.п.

Кому хочется больше физики прошу сюда:
http://www.physel.ru/mainmenu-4/eainmenu-15.html

sl55.

24.07.2011, 22:37	#1 Сказали спасибо за это сообщение: 2 pda (12.07.2015), skat (01.07.2014)
sl55 Windsurfer Weight: 87 kg. Благодарностей: 520	Принципы работы виндсерфингового плавника или о том, что такое подъемная сила. Хотя лифт и является пожалуй наиболее важной характеристикой плавника, для начинающего виндсерфера понятие лифт или подъемная сила является несколько загадочным. Новички часто либо вообще не задумываются о работе плавника или считают, что плавник, в каком бы он положении ни находился, просто выдавливает сам себя из воды вертикально вверх при наборе скорости. Ниже я поместил перевод заметки одного из старших инструктров популярной в США «гастролирующей» по популярным винсерфовым спотам школы АВК Дерека Риджфа. Он набрался смелости и с помощью двух известных дизайнеров плавников достаточно просто изложил некоторые аспекты работы плавника. Работа не претендует на исчерпывающее научное описание всех гидродинамических процессов и не заморачивает голову читателя пугающими законами Ньютона и Бернулли. Ну а я набрался смелости и перевел.... Руководство для покупателя плавника. by Derek Rijff В составе сбалансированного комплекта для виндсерфинга плавник имеет такое-же значение, как и доска и парус, но несмотря на это, прикрутив штатный плавник, полученный в комплекте с доской, про него часто забывают. Замена его на плавник другого размера, формы и качества может оказаться недорогим способом расширить диапазон использования доски, позволить резать более крутые повороты, или идти более прямым курсом. Это руководство для начинающего, представленное вам с целью помочь лучше осознать значение плавника, говорит о том, как работает плавник, и об основных элементах его дизайна, направленных на гармоничную его работу: размеры, гибкость и крыловидность. Как плавник обеспечивает подъемную силу. Подъемная сила тема сложная. С помощью Чака Эймса из Тру Эймс Финз и Стана Плескунаса из Фумунда Марин Продактс, мы составили упрощенное оъяснение работы плавника. Несмотря на симметричность сторон, плавник работает таким-же образом, как и все крыловидные структуры - такие как крыло самолета или парус. Для обеспечения подъемной силы молекулы воздуха или воды, перетекая плавник, должны пройти более длинную дистанцию с одной его стороны, чем с другой, прежде чем соединиться опять у задней его кромки. Сторона с более короткой дистанцией испытывает более высокое давление, сторона с более длинной – низкое. По мере того, как зона низкого давления (частичный вакуум) стремится заполниться, она тянет или засасывает крыло в свою сторону, создавая подъемную силу. Подъемная сила всегда направлена в сторону низкого давления. Представьте себе это как асимметричное крыло, подобное крылу самолета, прежде чем продвинуться дальше в понимании работы плавника. Плавник может быть и симметричен, но поток воды вокруг него – нет, благодаря такому понятию, как угол атаки. Во время движения по воде доска двигается вперед и одновременно смещается боком по ветру (под подветренным углом) крабообразно. Движение вперед обеспечивает набегающий на плавник поток воды, в то-же время смещение по ветру приводит к тому, что вода ударяет в плавник слегка в сторону (с подветренной стороны) создавая угол атаки. Подъемная сила достигается потому, что поток воды асимметричен. На подветренной стороне плавника создается высокое давление потому, что вода с этой стороны проходит более короткое расстояние, в то время как с наветренной стороны образуется зона низкого давления, создавая подъемную силу в этом направлении. Величина подъемной силы это функция угла атаки, площади и формы плавника и скорости движения. Подъемная сила всегда направлена в сторону наветренного края доски и перпендикулярно к продольной плоскости плавника. Упрощенно говоря, упор в плавник с наклоном доски на подветренный край направляет подъемную силу кверху, а движение с нажимом на пятки (наклоняя доску наветер) прижимает наветренный край доски, так как подъемная сила направляется больше вниз. Доска с излишне большим плавником будет стремиться накрениться слишком сильно на подветренный край и начнет «гулять на хвосте», что затрудняет контроль из-за избытка подъемной силы вверх. Поэтому, имея плавники разного размера, можно использовать одну доску в более широком диапазоне условий катания и размеров парусов. Размер имеет значение. В контексте размеров плавника длина его важна, но это не все. Так же, как вы не будете выбирать парус по одной только длине мачты, тут больше факторов при выборе размера. Короткий, широкий плавник с загнутым концом будет иметь такую же площадь, как и прямой узкий плавник на пару дюймов длиннее. Определение в точности требуемого размера плавника часто является делом персонального вкуса. Серферам, предпочитающим сильнее упираться в плавник, нужен размер посущественее, в то время как те, кто предпочитает загружать ребро доски, могут обойтись и меньшим размером. Длина становится важной для любого катающегося на более широких досках с петлями по краям доски, так как им нужен плавник длиннее для обеспечения необходимой поддержки. Характеристики гибкости. Так же, как отгибается верхушка паруса, плавник прогибается при прохождении чопа, смены направления хода или перемене его загрузки. Это сгибание помогает воде двигаться в поперечном направлении и смягчает ворастающую подъемную силу. В принципе, мягкость плавника облегчает контроль, в то время как жесткость увеличивает подъемную силу и скоростной потенциал. Существует три фактора, влияющие на гибкость плавника: Форма Oбщая рекомендация это, что длинный узкий плавник будет предназначен для скорости и раннего глиссирования, а короткий, широкий, изогнутый создан для маневренности и лучшего контроля. Материал Для воздействия на гибкость плавника дизайнеры используют различные материалы и технологии производства. Выточенные плавники вырезают из блоков материала, из которых поливинилэфирные самые мягкие, а G-10 более жесткие. Добавление слоев углеволокна еще более увеличивает жесткость. Отформованные плавники содержат различной величины добавки материалов для контроля гибкости. Рассчитывайте, что более дорогие, выклеенные в форме плавники, будут обладать более рафинированными характеристиками гибкости, чем дешевые. Толщина. В детстве, лазая по деревьям, я познал горьким опытом, что тонкие ветки на дереве обладают большей гибкостью, чем толстые. Создатели плавников наверно так же пришли к тому же выводу, что толщина влияет на гибкость. Разницу между плавниками, заметную на воде, обычно можно различить на глаз, или ощутить на ощупь, или с помощью штангеля. Факторы крыловидности. Дизайнеры плавников стараются обеспечить протекание воды через плавник с максимумом подъемной силы и минимумом сопротивления. Если у вас нет ученой степени в гидродинамике, то выбирать плавник по одной характеристике его крыловидности не рекомендуется. Однако, так как эта статья о различиях плавников, то мы выделим основные концепции. Более толстое сечение крыла обладает большим сопротивлением на скорости, хотя и создают большую подъемную силу и хорошо держат на меньших скоростях. Представьте себе самолет, выпускающий закрылки при взлете, увеличивая размер и толщину крыла, и убирающий их в полете для уменьшения сопротивления. Плавники с наибольшей толщиной сечения по переднему краю развивают больше подъемной силы на меньших скоростях, но приводят к спинауту на более высоких скоростях, так как вода с большей вероятностью начинает отрываться. Симметрия крыла и гладкость его поверкности имеют значение. Плоские участки, ямки и асимметрия плавника сделают его более склонным к спинаутам. Если вы увидели, что с плавником что то не так, то вы скорее всего почувствуете это и на воде. Поэтому важно содержать плавник в идеальном состоянии. Прорези, твинзеры, трастеры и т.д. За годы развития возникало множество изменений стандартного расклада с одиночным плавником; некоторые более удачные чем другие. Если дизайн исходит от создателя плавников, то он обычно нацелен на устранение спинаутов. Идеи, исходящие от создателей досок, направлены на улучшение работы самой доски. От дизаинеров плавников выходили плавники с расщепленными концами, просверленными отверстиями, выступами и даже малюсенькими плавничками впереди основного. Наиболее популярным изменением был плавник с прорезями. Достоинствoм этих плавников является не столько то, что они не делают спинаут, а скорее то, как легко они от него избавляются. Часто серфер этого даже не замечает. Строители досок изменяют их добавляя плавники. Использование двух одинакового размера плавников увеличивает сопротивление, но, в зависимости от размера плавников, может или сделать доску более поворотливой или поможет стабилизировать ее на скорости. Бонусом такой «твин-фин» доски является ее способность ходить по мелководью. Другая устоявшаяся разновидность расклада плавников это «трастер», с одним основным плавником по центру и двумя (или более) боковыми. Придираясь, можно опять пожаловаться на снижение скорости. Энтузиасты же будут восхвалять устойчивость по курсу и при резке поворотов. Оригинал здесь: http://www.windsport.com/gear_article?news_id=3 Неплохая Java движущаяся иллюстрация крыла в потоке на NASA сайте находится здесь: http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/foil3.html можно подвигать ползунки и изметиь угол атаки и т.п. Кому хочется больше физики прошу сюда: http://www.physel.ru/mainmenu-4/eainmenu-15.html sl55.