Влияет-ли угол отклонения плавника кзади на дифферент?

[m-1]

Сообщение от AlohaSpb

...
Совершенно верно. Думаю, коллеги погорячились. Между тем, всё верно, крылья горизонтальны, плавник - вертикален. Соответственно рысканью соответствует неустойчивость дифферента. :)

/Ты прям глаголешь как в фильме "Служили два товарища" (Р.Быков) :good в отношении меня:/



(по просьбам трудящихся дал акцент на рычаги)

[lop]

Сообщение от m-1

Не приписывайте мне своего смысла, плиз.

Я нарисовал первую картинку для РЫСКАНЬЯ в авиации, КОТОРОЕ У НАС АНАЛОГИЧНО ДИФФЕРЕНТУ! (углы атаки профиля не меняем!)...

Теперь рисую картинку разных компоновок ПО КРЕНУ (типа "флуда" - для лучшего понимания действия рычагов!):
...
Плиииз. Вникните!
Неужели не понятно, о каких рычагах веду речь?
Забудьте пока про изменение ... индуктивного сопротивления. Угол атаки допускаем неизменным при повороте крыла/плавника относительно основания на корпусе, а вот длина рычага, измеряемая от его основания до C.E.=Цаэро (Center of Effort) на крыле или от основания до C.L.R=Цгидро (Center of Lateral Resistance) на плавнике - меняется!...

Сообщение от AlohaSpb

...
Совершенно верно. Думаю, коллеги погорячились. Между тем, всё верно, крылья горизонтальны, плавник - вертикален. Соответственно рысканью соответствует неустойчивость дифферента. :)

Да, тяжёлый случай. Для тех кто хоть и в танке, но всё же в бою, абисняю ещё раз.
Итак, картинка 1, левая:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/lop.MOS/LOCALS%7E1/Temp/moz-screenshot.png[/IMG]

Серый самолёт летит прямо, вдоль продольной оси х, которая на картинке не показана, с постоянной скоростью, вектор которой направлен строго вдоль этой оси.
Будем считать что рыскание происходит вокруг вертикальной оси z, проходящей через центр тяжести, а значит и через суммарный центр давлений Цаэро, так как у самолёта в горизонтальном полёте они будут лежать на одной вертикали. В результате некоторого внешнего кратковременного возмущения самолёт повернулся на малый угол b относительно вертикальной оси по часовой стрелке, если смотреть сверху - рыскнул, и стал белым. Угол атаки при этом не изменился, вектор скорости самолёта - тоже, но Ца левого крыла сдвинулся дальше от оси х, а Ца правого крыла наоборот, приблизился к этой оси. Попутно заметим, что вектор тяги белого самолёта изменил своё направление на тот же угол b, так как двигатели жёстко связаны с самолётом и вращаются вместе с ним. То есть, рычаги таки изменились. Ура!

Прикинем порядок их изменения: до рыскания длины рычагов были одинаковы, скажем, уца и -уца, после рыскания длина рычага у прямого крыла стала бы
уца*cos (b)/cos (d),
где d - угол стреловидности. Из математики известно, что синус малой величины меняется пропорционально этой малой величине, а её косинус - пропорционально квадрату малой величины. Иначе говоря, если синус малой - величина первого порядка малости, то косинус малой - величина второго порядка малости.
То есть длина нашего рычага изменилась на величину, пропорциональную даже не b, а b в квадрате, или изменение длины рычагов имеет второй порядок малости в сравнении с малой величиной возмущения.
Танцуем дальше. Возвращатьсамолёт на прежний курс или уводить его с курса всё дальше будут не рычаги (как думает некий простой человек), а моменты. Для моментов же существенным является не только длина рычага, но и величина прикладываемого к оному усилия. Скажу больше: направление усилия тоже имеет значение, не меньшее, чем его величина. Итак куда же будет направлено усилие, прикладываемое к возросшему (хотя и по второму порядку малости) рычагу левого крыла? Дык, всё туда же, куда оно было направлено и до рыскания - почти вертикально вверх, куда направлена полная аэродинамическая сила на крыле. Стало быть, с ростом рычага у нас момент (подъёмной силы) относительно оси x на левом крыле вырастет (пропорционально квадрату угла рыскания), на правом крыле тот же момент относительно той же оси x уменьшится примерно на столько же - возникнет кренящий момент; момент (аэродинамической силы сопротивления крыла) относительно оси z тоже изменится, вот только величина этого изменения будет во столько же раз меньше величины кренящего момента, во сколько раз подъёмная сила крыла больше того же крыла сопротивления. Наверное, раз в 5 минимум.

Итак, в результате рыскания самолёта со скошенными крыльями мы получили два момента: один, правду сказать, совсем невеликий, относительно оси z тщится вернуть наш самолёт на прежний курс, и второй, гораздо бОльший, относительно оси х, норовит наш самолёт перевернут кверху пузом. Самолёт есть тело длинное и узкое, напоминающее цилиндр. Момент инерции его относительно продольной оси х сравнительно невелик, даже с учётом торчащих в стороны крыльев, поэтому задача у сравнительно большого кренящего момента - перевернуть самолёт вверх тормашками - не очень сложная. Во всяком случае, она гораздо проще, чем задача у момента относительно оси z, так как тму понадобится сбороть намного больший момент инерции самолёта относительно той же оси.

Систем считается устойчивой (определение из "простых"), если в ответ на малое возмущающее воздействие возникает реакция, пропорциональная величине этого воздействия (то есть того же порядка малости) и направленная на его уменьшение. У нас же мы адекватной реакции не наблюдаем.

Итак, вывод: стреловидность крыльев не столько увеличивает устойчивость по рысканию, сколько увеличивает неустойчивость по крену.

[m-1]

Браво, lop!
_________
Вспоминается эпизод (Машков, фильм "Олигарх", режиссер Павел Лунгин):
"Крокодил скорее зеленый, чем длинный!?"...

Доказательство:
- "Зеленый он в длину и ширину, а длинный - только в длину!"

[AlohaSpb]

Сообщение от lop

Да, тяжёлый случай. Для тех кто хоть и в танке, но всё же в бою, абисняю ещё раз.

Похоже, Евгений, ты не вчитался, всё-таки. Ты пишешь, что тангаж у самолёта соответствует дифференту доски. Это, конечно, правда. Но не контексте обсуждения влияния формы плавника. Если мы пытаемся делать выводы о плавнике, исходя из влияния формы крыла в самолёте на устойчивость, нам придётся авиационному тангажу поставить в соответствие рысканье доски, а не диферент. Просто потому, что плоскость плавника повёрнута на 90 градусов к плоскости крыла. Вот и всё.
Иными словами, если мы приходим к выводу, что самолёт почти не меняет своей устойчивости по рысканью, значит доска почти не поменяет своей устойчивости по дифференту (а не по рысканью). В плане крена выводы должны быть одинаковыми.


Никаких утверждений о большей или меньшей устойчивости (в любом направлении) систем со стреловидным оперением я не делал.


Тем не менее, спасибо за интересный разбор. :)

[John W1000]

А никого не смущает сравнение самолета летящего в однородной среде и виндсерфинга в двух разных средах.

[AlohaSpb]

Сообщение от John W1000

А никого не смущает сравнение самолета летящего в однородной среде и виндсерфинга в двух разных средах.

В данном случае речь идёт только о плавнике, а он, всё-таки в одной среде.
Т.е. именно этот момент меня не сильно смущает.

[Леха@velokiev]

Что-то мне кажется, чтобы заметить отличия в рыскании самолетов с прямым крылом и стреловидным, нужно им кили поотпиливать...

[kotani]

Сообщение от Леха@velokiev

Что-то мне кажется, чтобы заметить отличия в рыскании самолетов с прямым крылом и стреловидным, нужно им кили поотпиливать...

И вообще - самолёт больше похож на швертовую доску :)
Где крыло = шверт, а заднее оперение (или как там ево) - это тот маленький мягкий плавничок, что у мустанга сзади приделан...

[amigo]

Сообщение от AlohaSpb

В данном случае речь идёт только о плавнике, а он, всё-таке в одной среде.
Т.е. именно этот момент меня не сильно смущает.

По сути то Джоник правильное замечание сделал. При проектировании подводных крыльев обязательно рассматривают влияние заглубления.
К вопросу , который здесь мусолится, это прямого отношения вряд ли имеет. но все таки...

[AlohaSpb]

Сообщение от Леха@velokiev

Что-то мне кажется, чтобы заметить отличия в рыскании самолетов с прямым крылом и стреловидным, нужно им кили поотпиливать...

Я тоже с большой осторожностью отношусь к выводам из аналогии между решениями в авиации и конструкции досок-плавников. Но это потому что не являюсь специалистом в авиации.

Т.е., если что-то пойму про крыло, то ровно то же самое смогу понять и про плавник (независимо от крыла). И также, если не пойму. :)
Поэтому лично мне проще сразу думать о плавнике, не привлекая доп. сущностей. :)

[amigo]

Сообщение от m-1

/Ты прям глаголешь как в фильме "Служили два товарища" (Р.Быков) :good в отношении меня:/

(по просьбам трудящихся дал акцент на рычаги)

Стесняюсь спросить
Вотта некая линия, относительно которой меряются рычаги, она как? К земле приколочена? или к одной из хрустальных небесных сфер?

[AlohaSpb]

Сообщение от amigo

По сути то Джоник правильное замечание сделал. При проектировании подводных крыльев обязательно рассматривают влияние заглубления.
К вопросу , который здесь мусолится, это прямого отношения вряд ли имеет. но все таки...

О чём и речь, у нас же не гидрофойл, а простой плавник. В основном он под водой всё-таки. Так что с Джоном здесь я не согласен.

Сообщение от amigo

Стесняюсь спросить
Вотта некая линия, относительно которой меряются рычаги, она как? К земле приколочена? или к одной из хрустальных небесных сфер?

Очевидно, что в вопросах крена нас интересуют моменты относительно продольной оси. А рысканья - относительно вертикальной оси. Тангаж - за счёт моментов относительно поперечной оси . Понятием рычага я бы здесь не пользовался.

[m-1]

Сообщение от amigo

Стесняюсь спросить
Вотта некая линия, относительно которой меряются рычаги, она как? К земле приколочена? или к одной из хрустальных небесных сфер?

Если бы твой вопрос не был облечен в философскую форму, я бы нашел вариант конкретного ответа. А на нет и суда нет ...

По правде говоря я совсем не люблю рассматривать частности в отрыве от общностей.
Я апологет яхтенной/досочной балансировки, где нужно все элементы рассматривать во взаимосвязи. И если хочется найти частную конкретную истину, то искать ее принято со стороны нарушения каким-то боком балансировки, прежде всего.
В этом смысле наклон плавника сам по себе надо рассматривать и знать про него не в контексте изменяемого им дифферента, а в контексте - хуже он или лучше прямого плавника в принципе и для каких досочных брендов и райдеров он предпочтительнее. Не секрет, что взгляды у производителей (шейперов) на теорию ВС различны, практики (предпочтения) различны, райдеры-тестеры различны..., короче - наличествует разная "религия"-схематика на фоне единых, одинаковых законов физики...
Рассматривать отдельную симптоматику, отвечать на вброшенные непонятно кем и неизвестно с какой целью вопросы - легко, интересно и полезно, если хорошо представляешь и ощущаешь все взаимосвязи, теоретически и практически...

На приведенном мной примере (в контексте вопроса темы) lop блестяще продемонстрировал как контраргументы (что сила лобового сопротивления в разы меньше подбемной силы, про которую нельзя забывать и которая может изменить балансировку И в другой плоскости ), так и свое умение раздавать горчишники вне зависимости от сути рассматриваемого вопроса. Если первое его умение мне очень нравится, то вот второе - не очень симпатично и, обычно, я не прохожу мимо, чтобы не поправить в таких случаях оппонентов. Поэтому сразу же привел вторую картинку-компоновку, которую принято применять совместно с первой и ... со многими другими схематиками и приемами, проверенными на практике и известными по заложенным в них идеям.
Вот про идеи я и толкую, обычно...

Надеюсь, не утомил и не обидел.

[lop]

Сообщение от AlohaSpb

Похоже, Евгений, ты не вчитался, всё-таки. Ты пишешь, что тангаж у самолёта соответствует дифференту доски. Это, конечно, правда. Но не контексте обсуждения влияния формы плавника. Если мы пытаемся делать выводы о плавнике, исходя из влияния формы крыла в самолёте на устойчивость, нам придётся авиационному тангажу поставить в соответствие рысканье доски, а не диферент. Просто потому, что плоскость плавника повёрнута на 90 градусов к плоскости крыла. Вот и всё.

Всё верно, но ... где я говорил обратное?
Цитирую себя:

Сообщение от lop

Да, загнул. Хотя и не очень сильно, но в другую сторону. Курсовая устойчивость у стреловидных крыльев действительно улучшается, но только устойчивость не по рысканию (к поворотам вправо-влево по курсу), а по тангажу (по-нашему - к дифференту, то есть к поворотам вверх-вниз). Дело в том, что при изменении тангажа у прямых крыльев меняется только угол атаки, аэродинамический момент же остаётся практически неизменным, так как центр давления остаётся на месте, практически рядом с центром тяжести. А вот у стреловидных при этом центр давления смещается от центра тяжести довольно значительно и изменение момента при этом стремится вернуть угол тангажа к прежнему значению. То есть картинку нужно вида сбоку, тогда действительно будет видна разница в "аэродинамических рычагах".
Ну и конечно, из неправильной первоначальной посылки следует неправильный вывод. Сравнивая работу крыльев и плавника несложно прийти к выводу, что если стреловидные крылья придают устойчивость по тангажу, то скошенный плавник придаёт курсовую устойчивость по рысканию, а не по дифференту. Действительно, полагая рыскание вращением доски вокруг вертикальной оси, проходящей через центр плавника (картинка доски - вид сверху), легко понять, что прямой плавник таким вращения особо препятствовать не будет, так как его продольная ось практически совпадает с осью вращения. А вот скошенный такому вращению будет активно противодействовать.

Тема началась с вопроса о связи дифферента доски со скосом плавника. Утверждалось, что скос плавника "порождает" увеличение дифферента. Я заявил, что это ерунда, так как прямой гидродинамической связи дифферента доски с углом наклона плавника нету, хотя косвенно, за счёт изменения баланса сил в горизонтальной плоскости, скос плавника может служить причиной для изменения дифферента. А может и не служить.

Причина, по которой плавнику придают наклон назад с дифферентом прямо не связана, и скос плавника отнюдь не улучшает устойчивости по дифференту, так же как скос крыльев у самолёта не улучшает устойчивости по рысканию. m-1 пытается доказать обратное.

На самом деле, единственная устойчивость, которую стреловидность может реально улучшить, это устойчивость по тангажу у самолёта или устойчивость по рысканию у доски.

Мне, в отличие от m-1, приходилось ходить на досках и с прямыми, и со скошенными плавниками. Субъективные впечатления от сравнения таковы: прямые мощнее, с ними лучше резаться, отлично работают на плоской воде по прямой, ощущение, что доска идёт на одном плавнике. В то же время на волне, даже небольшой, прямой плавник явно тупит, доска кажется какой-то мёртвой, плохо работает в динамике. То же самое в повороте - чуть изменил баланс, и сход с глиссирования, очень капризны.

Скошенные хуже режутся, давить их нужно полегче, любят скорость, но круче галфвинда особо не разгонишься. Зато гораздо живее и дружелюбнее ведут себя на волне и в поворотах.

Вообще, фразу из первого поста топикстартера "любой плавник на ходу будет стремиться занять вертикальное положение " я бы трактовал таким образом, что выбирая наклон плавника следует учитывать особенности доски и условий, в которых доска с этим плавником должна работать. То есть, надо перевернуть смысл, поменять причину и следствие. Скажем, на плоской воде для широкой доски лучше ставить плавник попрямее, так как дифферент желателен минимальный. Узкая доска в тех же условиях потребует чуть большего дифферента (и чуть большего скоса плавника), так как её меньшая ширина хуже создаёт подъёмную силу, корма должна сидеть чуть глубже, чем у широкой доски, а это требует, чтобы дифферент был чуть больше. Такой же скос подойдёт для широкой доски на волне: дифферент, бывший нормой на флэте, теперь не прокатит, иначе носом будешь часто гребешки цеплять. Ещё больше скос - для узкой доски на волне, так как её дифферент должен быть ещё больше. Для очень сильного ветра скос можно ещё увеличить, но уже не из-за возросшего дифферента, а с тем, чтобы улучшить динамику доски при обработке сильных порывов.

Управлять дифферентом несложно, менять же скос плавника на ходу - нереально и не нужно. А вот правильно его подобрать на берегу под желаемый в данных условиях дифферент - вполне реально.

[AlohaSpb]

Сообщение от lop

Всё верно, но ... где я говорил обратное?

А, всё, разобрался, откуда непонятка. :)

Просто ты писал:
"Если классифицировать устойчивость по видам перемещений, то получим 6 штук:
1. продольная
2. поперечная
3. вертикальная
4. по крену
5. по тангажу (у нас - по дифференту)
6. по рысканию.

"

Я это увидел, и решил, что это список для самолёта. А в 5-м пункте в скобках ты написал про доски. Т.е. выглядело это так, что тангажу самолёта соответствует дифферент доски. Тем более, что это так и есть, только не в нашей модели.

Твой более подробный предшествующий текст в том момент я мог просмотреть только "по диагонали", хотя там, в самом деле, как раз всё и разъясняется.

Сори, мои коменты снимаются. Виноват.