RaceYou! Neilpryde

Вернуться   RaceYou! Всероссийский виндсерфинг форум > Дисциплины и классы в виндсерфинге > Гидрофойл
Перезагрузить страницу Теория: силы, возникающие при движении на виндфойле
 New Прогноз Sail numbers БлогиФотографии Фотографии Правила Сообщество Календарь соревнований Все разделы прочитаны
Гидрофойл Все о подводных крыльях

Ответ
Опции темы
Непрочитано 07.07.2018, 20:30
#1
   Сказали спасибо за это сообщение: 2
mm7
Windsurfer
 
Club: Toronto Windsurfing Club
Location: Woodbridge, ON, Canada
Weight: 80 kg.
Благодарностей: 216
Теория: силы, возникающие при движении на виндфойле

При движении на финдфойле, в поперечном направлении создаются следующие силы:
Fs - сила дрейфа, давление ветра на парус создает тягу, поперечная составляющая которой является силой дрейфа.
Wr - вес гонщика
Lf - подъемная сила крыла фойла (вертикальная составляющая)
Fm - движение фойл-мачты в воде создает силу, противодействующую силе дрейфа (но всегда равную ей). Фойл-мачта работает так же как обычный плавник.
Fh - кренящая сила, создается силой дрейфа переданной через шарнир мачты на доску
Fr - откренивающая сила, создается весом гонщика.

Fh и Fr создают моменты, направленные в противоположных направлениях.
В идеале они должны быть равны, чтобы аппарат шел ровно и не заваливался подветер или наветер. Гонщик постоянно уравновешивает эти моменты открывая или прикрывая парус (меняя Fs), отодвигаясь или придвигаясь ближе к центру доски.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: foil-lateral-forces3.png
Просмотров: 120
Размер:	82.3 Кб
ID:	43046  
__________________
диагноз: ветрянка, острая хроническая
mm7 вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 08.07.2018, 01:55
#2
   Сказали спасибо за это сообщение: 2
lop
виндсерфингист
 
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 212
Картинко красивое, но гуманитарное.
Прежде всего, следует определиться, какой объект мы рассматриваем. Если "финдфойл" подразумевает систему, состоящую из верхушки, доски, тушки и подводного крыла, то внутренние силы, возникающие при взаимодействии отдельных частей этой системы из рассмотрения следует исключить, как взаимно уравновешивающиеся, и рассматривать только внешние силы, действующие на эту систему. А таких всего три: аэродинамическая сила, действующая на надводную часть системы, гидродинамическая, действующая на подводную, и сила тяжести. Сила тяжести направлена вертикально вниз и приложена в центре тяжести системы. Разумеется, если доска, крыло и верхушка - материальные объекты, то они тоже будут иметь некоторый вес, который нужно присовокупить к весу "райдера" и сместив суммарную силу тяжести в сторону от центра тяжести тушки.

Аэродинамическая, строго говоря, есть сумма аэродинамических сил на парус, тушку и доску, последней можно пренебречь, вторую можно считать направленной вдоль вымпельного ветра, так что её проекция на поперечную плоскость (кстати, что это за плоскость, поперёк чего она направлена?) будет заведомо небольшой, а вот первая, которая на парус, будет доминировать, так как направлена поперёк (почти) "плоскости паруса". И если парус наклонён наветер, как изображено на картинке, то проекция этой силы будет не только поперечная, но и немного вертикальная (вверх).

Наконец, гидродинамическая сила действует в основном поперёк крыла, то есть она направлена не вертикально вверх, как Lf, а вдоль стойки крыла, и если стойка наклонена наветер, то гидродинамическая сила от крыла тоже будет отклоняться наветер, давая как вертикальную проекцию Lf, поддерживающую систему от утопления под действием силы тяжести, так и горизонтальную проекцию в наветренную сторону(на картинке не изображенную), препятствующую дрейфу доски. Судя по видеоклипам, именно так и ходят на крыле, не рассчитывая на противодействие стойки дрейфу Fm.
При таком раскладе силам Fh и Fu взяться просто неоткуда, это внутренние силы. Понятно, что силе Fh частичного (почему-то только горизонтального) воздействия верхушки на доску будет противостоять точно такая же по величине, но противоположно направленная реакции доски на верхушку, без которой верхушка просто соскользнула бы с доски. А "откренивающей силе" Fu точно так же будет противостоять реакция доски на пятки откренивателя, без которой он провалился бы сквозь доску прямо в воду.
Эти силы имели бы статус внешних, если бы мы рассматривали не всю систему "верхушка-тушка-доска-крыло", а её часть, скажем, только доску и крыло. Но для этого надо разобрать винегрет в голове.
lop вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 08.07.2018, 06:35
#3
sl55
Windsurfer
 
Аватар для sl55
 
Club: я да жена
Location: Fond-Du-Lac, WI
Weight: 87 kg.
Благодарностей: 412
Спасибо за картинко. Хоть и гуманитарно, но смысл понятен.
Ашибок много...
Lateral force и side force это одно и тоже.. сила, направленная сбоку. Масло масленное.
Райдер пишется rider.
Healing force переводится, как целебная или исцеляющая сила. Здесь термин должен быть heeling force т.е. Кренящая сила.
Unheeling не звучит. Скорее anti-heeling или righting.
Lift of foil звучит неверно. Должен быть foil lift.
sl55 на форуме Ответить с цитированием
Непрочитано 08.07.2018, 13:33
#4
burashkache
Windsurfer
 
Аватар для burashkache
 
Club: Не состою
Location: С-Пб
Благодарностей: 165
Названия по-английски писал квебекский канадец
__________________
Acqua fresca, vino puro, figa stretta, cazzo duro
burashkache вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 08.07.2018, 17:05
#5
mm7
Windsurfer
 
Club: Toronto Windsurfing Club
Location: Woodbridge, ON, Canada
Weight: 80 kg.
Благодарностей: 216
На футбол спешил, вот ашибок и настряпал. Инглиш из май секонд лэнгвич! :)
(тут вот многие на родном русском так пишут, что от безграмотности волосы дыбом встают, а смысл едва понятен. И ничо. А вы ко мне с английским прискребаетесь. :) )
Исправлю.

Гуманитарно? Ну а для кого мы пишем, для докторов по сопромату? Может эпюры еще нарисовать и формулы с интегралами привести?

@lop
По поводу единой системы. Система не совсем едина. В отличии от яхты, где все соединено жестко, и которую можно рассматривать как единую, и в отличии от виндсерфа, где мачта имеет степень свободы (в попереречной плоскости одну),
а доска, условно принимается устойчиво "лежащей" на поверхности воды,
у виндфойла два "шарнира", один это шарнир мачты, на котором она наклоняется,
и второй - основание фойла, на котором "стоит" фойл-мачта+доска, середина крыла. Устойчивость по крену у фойла значительно меньше, чем у доски. Если смотреть на эпюру подъемной силы крыла, то она имеет U - образную форму. Т.е. заведомо неустойчивую.
Это нужно было отразить на схеме. Поэтому были добавлены Fh, Fu.

Цитата:
Сообщение от lop Посмотреть сообщение
И если парус наклонён наветер, как изображено на картинке, то проекция этой силы будет не только поперечная, но и немного вертикальная (вверх).
Это понятно. Я изобразил только горизонтальный вектор. Вертикальный конечно-же есть, и он немного влияет, но им в данной проекции и на данной схеме можно пренебречь.
Цитата:
Сообщение от lop Посмотреть сообщение
Судя по видеоклипам, именно так и ходят на крыле, не рассчитывая на противодействие стойки дрейфу Fm.
Нет-нет. Так ходят на кайте. На виндфойле круто не кренят. При фрирайд катании фойл-мачта вообще стоит вертикально. Гонщики, да, немного кренят.
Противодействие фойл-мачты дрейфу исключать нельзя. Она работает как большой плавник. Поэтому я не верю в маркетологовские штучки с загнутыми вниз законцовками крыла. Типа они предотвратят дрейф и улучшат стабильность. Для кайта, возможно, да. Для виндфойла они работают по другому, если вообще работают. По крайней мере, их влияние в плане стабилизации на порядки меньше, чем у фойл-мачты. Эта тема достойна отдельной ветки.
__________________
диагноз: ветрянка, острая хроническая
mm7 вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 09.07.2018, 20:41
#6
lop
виндсерфингист
 
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 212
Цитата:
Сообщение от mm7 Посмотреть сообщение
...
Гуманитарно? Ну а для кого мы пишем, для докторов по сопромату? Может эпюры еще нарисовать и формулы с интегралами привести?
Хороший вопрос - для кого? Правда, задаваться им, да и ответить себе лучше до того, как начать рисование. Ещё лучше - определиться с целью создания картинки. Скажем, если есть желание самовыразиться, вознестись, таксать над серой обыденностью, то бумага или окно графического редактора ничем твою фантазию не ограничивают: ставь стрелки где захочется, пиши над ними что вздумается, а на вопросы зрителей отвечай: "Ну, я так вижу."
Но поскольку картинко помещена в теме с явно не поэтическим названием "Теория, силы ...", то резонно ожидать от неё некую связь с названием темы. И если не "доктора по сопромату", то уж люди, помнящие хотя бы школьный курс механики должны в ней какой-то механический смысл усматривать.
Цитата:
@lop
По поводу единой системы. Система не совсем едина.
Это мне напоминает частичную беременность. Или это единая (жёсткая) система, или это совокупность связанных между собой (возможно - не жёстко) единых (жёстких) систем. Только в таких системах имеет смысл рассматривать систему
уравнений равновесия сил и моментов. Дело в том, что такие картинки обычно рисуют именно для того, чтобы составить систему уравнений, иначе они представляют (или не представляют) лишь художественную ценность. Часто после решения системы выясняется, что некоторые стрелки на картинке смотрят не в ту сторону, какую следует, например, горизонтальная составляющая реакции шарнира на доску может быть направлена как наветер, так и подветер, в зависимости от величины остальных сил, хотя стрелка на картинке, по которой составлялась система уравнений равновесия направлена в одну сторону.
Цитата:
В отличии от яхты, где все соединено жестко, и которую можно рассматривать как единую, и в отличии от виндсерфа, где мачта имеет степень свободы (в попереречной плоскости одну),
а доска, условно принимается устойчиво "лежащей" на поверхности воды,
у виндфойла два "шарнира", один это шарнир мачты, на котором она наклоняется,
и второй - основание фойла, на котором "стоит" фойл-мачта+доска, середина крыла. Устойчивость по крену у фойла значительно меньше, чем у доски. Если смотреть на эпюру подъемной силы крыла, то она имеет U - образную форму. Т.е. заведомо неустойчивую.
Это нужно было отразить на схеме. Поэтому были добавлены Fh, Fu.
...
Мухи и котлеты.
Разумеется, в реальности любая система не жёсткая. Но мы эту реальность заменяем её моделью, теорией, полагая, что в данный конкретный момент, когда на эту в реальности бесконечно не жёсткую совокупность не жёстких частей действуют конкретные внешние силы (в реальности постоянно меняющиеся), известные нам не полностью, мы можем заменить, на мгновение, всю эту рыхлую тяхомудь одним жёстким объектом "верхушка-тушка-доска-крыло". И найти, в этот конкретный момент времени, какими должны быть неизвестные силы, действующие на этот объект, чтобы он оставался в равновесии. И хотя в следующий момент внешние силы и сам объект будут уже несколько иными, ценность того, что мы уже нашли, не теряется, поскольку и для новой конфигурации внешних сил и составляющих системы мы можем найти неизвестные силы, составив и решив новую систему уравнений равновесия. То есть мы получаем полезные, нужные знания с помощью математики. А без её помощи мы просто (с точки зрения технаря) пачкаем бумагу, занимаясь, скорее всего, самообманом.

Найдя величину неизвестных внешних сил, действующих на единую систему, мы можем единую систему разделить на части и искать уже прочие, бывшие раньше внутренними, а теперь ставшие внешними, для той или иной части, силы, используя тот же алгоритм. Но если мы не определили все внешние силы, действующие на самую первую, самую общую систему тел, потому что она "не совсем единая", то все расчёты, все определения сил у нас закончатся, даже не начавшись, так как невозможно составить уравнение равновесия "не совсем единой системы".
lop вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 09.07.2018, 21:00
#7
antonm
banned
 
Благодарностей: 24
Вот вот мухи и котлеты должны быть отделены согласен. Многоуважаемый эпистолятор ММ7 не вполне вкуривает до конца. По моей поломке не правильно выдал диагноз. когда я на самодельный фюзеляж поставил крыло от Степана(Муха плавник) и отодвинул от ноги на 20 см и не подложил упирающуюся шайбу под дно доски, произошло следующее когда конструкция поехала доска с моей тушке лежала на воде, а крыло получив скорость и подъемную силу создало очень мощный момент, но так как упора не было момент вывернул ногу из колодца и на дне доски даже вмятина от ноги получилась.

Да и для такого крыла стабилизатор надо было по более. а я взял от манты, который небольшой.
antonm вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 09.07.2018, 21:30
#8
mm7
Windsurfer
 
Club: Toronto Windsurfing Club
Location: Woodbridge, ON, Canada
Weight: 80 kg.
Благодарностей: 216
лоп, я понимаю о чем ты говоришь, и даже согласен. Но в таком случае это относится к любым схемам, приведенным тут, или еще где, про то, как работает парус и тп. Даже на яхте, где верхушка вантами жестко притянута, на схеме есть вода, на которую давит не только киль, но и корпус. Но там обычно стрелки для этого не нарисовано.
Цель схемы - обозначить основные силы и/или моменты, образующиеся на основных частях. "Основные" значит - интересные нам в данном аспекте. Естественно, что подобные схемы не пригодны для рассчетов. Ну так они и не претендуют. Для этого есть мат модели. С визуализацией или, чаще, без.
Если ты видишь, как нарисовать схему, которая точнее и понятнее отображает то, о чем мы тут говорим, то Добро Пожаловать! Нарисуй. И все будут довольны. :)

Цитата:
Сообщение от antonm Посмотреть сообщение
Вот вот мухи и котлеты должны быть отделены согласен. Многоуважаемый эпистолятор ММ7 не вполне вкуривает до конца. По моей поломке не правильно выдал диагноз. когда я на самодельный фюзеляж поставил крыло от Степана(Муха плавник) и отодвинул от ноги на 20 см и не подложил упирающуюся шайбу под дно доски, произошло следующее когда конструкция поехала доска с моей тушке лежала на воде, а крыло получив скорость и подъемную силу создало очень мощный момент, но так как упора не было момент вывернул ногу из колодца и на дне доски даже вмятина от ноги получилась.

Да и для такого крыла стабилизатор надо было по более. а я взял от манты, который небольшой.
пипец просто. Т.е. ты считаешь, что шайба, которая упиралась бы в 1 или 2 слоя стеклоткани днища была бы ими удержана? Какого размера шайба?
И ты считаешь, что стаб уменьшил-бы момент на колодце?
ну-ну. тогда иди и получше посмотри в те схемы, которые запостил сл55.
__________________
диагноз: ветрянка, острая хроническая
mm7 вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 09.07.2018, 21:45
#9
lop
виндсерфингист
 
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 212
Художника обидеть легко. А меня трудно.
Нормальная картинка, убрать только силы демонической природы, да слегка подкорректировать с учётом "не интересных в данном аспекте", но неизвестных по "необходимости" составляющих. Так как, только решив уравнения равновесия, мы сможем сделать вывод о их неинтересности. На старых картинках для парусных досок составляющими МФП вообще пренебрегали, так как художники видимо считали, что они в "данном аспекте не интересны". И какие можно было сделать выводы по такой картинке?
lop вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 25.07.2018, 15:28
#10
sl55
Windsurfer
 
Аватар для sl55
 
Club: я да жена
Location: Fond-Du-Lac, WI
Weight: 87 kg.
Благодарностей: 412
Интересные силы... Выглядят весьма демонически

sl55 на форуме Ответить с цитированием
Непрочитано 25.07.2018, 23:20
#11
ALEX3M
Wild Wind Rider
 
Аватар для ALEX3M
 
Sail Number: 291
Location: СЕВЕРОДВИНСК/ЕВПАТОРИЯ
Weight: 186см 100 кг kg.
Благодарностей: 87
Настоящий физик отрицает существование демонов и убедительно это может доказать.
__________________
Fly surfer
ALEX3M вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 25.07.2018, 23:25
#12
mm7
Windsurfer
 
Club: Toronto Windsurfing Club
Location: Woodbridge, ON, Canada
Weight: 80 kg.
Благодарностей: 216
Цитата:
Сообщение от ALEX3M Посмотреть сообщение
Настоящий физик отрицает существование демонов и убедительно это может доказать.
А как же Демон Максвелла?
__________________
диагноз: ветрянка, острая хроническая
mm7 вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 25.07.2018, 23:52
#13
asmaster
болотный сёрфир
 
Аватар для asmaster
 
Sail Number: 814
Club: Карапузики :)
Location: Петрозаводск
Weight: 73 kg.
Благодарностей: 217
Цитата:
Сообщение от sl55 Посмотреть сообщение
Интересные силы...
Ну КАК они это делают?
asmaster вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 26.07.2018, 06:58
#14
lop
виндсерфингист
 
Location: СПб
Weight: 90+ kg.
Благодарностей: 212
Настоящий физик не станет доказывать невозможность чего-либо, в том числе демонов. Здесь и сейчас нету, а завтра и в другом месте появятся. Обычно обязанность доказательства лежит на человеке, который объявляет о существовании чего-либо. Появление каждой стрелочки на картинке надо обосновать.
lop вне форума Ответить с цитированием
Непрочитано 01.08.2018, 14:27
#15
antonm
banned
 
Благодарностей: 24
Во статья все видно и наглядно мне все стало ясно чо да как.

https://www.windsurf.boutique/actus/...s-en-foil.html
antonm вне форума Ответить с цитированием
Ответ



Опции темы

Быстрый переход


RaceYou! - Всероссийский виндсерфинг форум. All rights reserved.
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot