Расчет энерговооруженности
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. |
Цитата:
С парусом 5 кв. м катаются в 15мс, а в 5 мс с грустью стоят. |
Все приблизительно, увлекался в свое время такими подсчетами. На малых скоростях считают как и давление на стенку, но на больших как крыло, а там совсем другие закономерности.
|
Цитата:
|
Цитата:
Цитата:
А мощность, которая могла бы быть, если бы парус переводил энергию ветра в энергию электрогенератора... Можно ведь, получив всю энергию ветра, стоять с парусом на месте. Кому это интересно? |
Это понятно, что в квадрате. Но кроме этого, как минимум, при расчете воздействия на стенку инженеры при расчете конструкции используют коэффициент обтекаемости. Для плоского квадрата он один, для овала другой, для полусферы - еще более другой. Парус - заметно вогнутая конструкция, поправка будет тоже заметная. Кроме того, есть еще разное, неравномерность потока, например. Не бывает ветра ровно и всегла 5 м/с, он весь по пиле или синусоиде. Думаю, желательно найти готовые парусные расчеты, а не изобретать свои с нуля от арифметики.
Мне кажется, парусные формулы уже где-то сверкали у нас на форуме, забылось только. |
Не дует...:D:D:D
|
Цитата:
Сергею Петровичу порекомендую решить такую задачку: виндсерфер массой 80 кг на комплекте массой 20 кг проглиссировал 100 метров с постоянной скоростью 25 км/ч. Сколько было затрачено энергии? Потом ради прикола с теми же вводными произвести расчет по методике из первого поста (величину кпд берем по настроению или рассчитываем по формуле "температура кипения воды минус температура воздуха на улице"). Сравниваем полученные цифры. Произносим архимедовское "###ный в рот!". Забываем. Цитата:
|
Наверное надо брать площадь проекции паруса к вымпельному ветру.
Вообще энергетический метод может быть удобнее метода равновесия сил. Тут можно посчитать немного по-другому. Например мой фоил летит при 4 м/с ветре со скоростью 8м/с и я знаю, что качество крыла 40. Вес 100кг. Сопротивление 100/40*9.8= 25N, Мощность 25N х 8m/s = 200 Watt. Если кпд паруса .7 то ветер примерно дает 200/0.7=286W. |
Цитата:
|
Да, чужих фоилов у меня нет. Все свое самодельное. Что сам сделал на том и летаю. А сам метод расчета Вас не заинтересовал? Тут ведь как. Если хорошо разобраться в физике явления то и самодельный фоил полетит скорее всего лучше. Вот например очень много обсуждали аспектирование парусов для уменьшения индуктивного сопротивления, а в формуле для расчета индуктивного сопротивления удлиннения крыла нет. Значит аспектирование паруса это ошибочное поветрие. Аналогично на фоилах. Много обсуждали крыло большей площади для слабого ветра, хотя взлетяет раньше не большая площадь, а больший размах даже при меньшей площади. Меня эта тема заинтересовала не потому, что я хочу здесь продать свой фоил. Мне реклама на Вашем форуме не нужна, т.к. посылать в РФ дорого, и РФ покупатель сейчас к сожалению экономит. Наберите в Google, MSN, Yahoo, Yandex "windsurfing hydrofoil" кто из производителей на первых местах после платных обьявлений. Так, что фоилы я здесь не продаю, просто потому, что все, что даже еще не сделал уже продано вперед. Поэтому, либо сами делайте, что я всем советую, либо покупайте то, что есть в продаже.
Эта тема интересна мне тем, что я над тем-же самым много думаю. Когда встречаешь аналогичные мысли на форуме то это возбуждает воображение, и может, что-то новое придумаешь. Помните, на форуме был Антон (забаниный). Он хоть и не ставил знаков препинания но насчет концепции моего самодельного двуногого фоила оказался прозорливо прав. Я до сих пор немогу определенно понять почему две ноги устойчивее, чем одна. А для Антона это было само собой очевидно, а мы с ним споили, хотя Антон оказался прав и мы здесь сели в лужу забанив Антона. А надо-бы по-честному нам перед Антоном извинится и пригласить его обратно к нам на форум. 300W это то, что человек может производить достаточно долго - 1 час. Значит теоретически возможно летать на мускульнoй силе без ветра или при слабом ветре. Надо только придумать как. Horue летает помпуя но недолго. У них все лучше и лучше получается. Но очевидно, что кпд такой техники мал. А вам показалось, что летать при 4 м/с это реклама? 4 м/с это уже прйденный этап. Многие фоилы на 4м/с летают и даже взлетают. Я на следующей неделе мое самодельное крыло 125 см размаха Антону пошлю в знак поддержки. Антон мечтаeт летать в слабый ветер. Мой сын 70кг на моем крыле 125см размаха взлетает при ветре до 4 м/с и летит при ветре менее 3м/с с парусом 7.2. |
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... |
Я говорил об устойчивости по высоте - тангажу. Т/к у нас мелко то важно высоту стабильно держать т.к. глубокая нога не подходит. Чтобы прокоментировать Виндгляйдер, надо самому попробовать. Поэтому лучше Сами обьясните. На Виндгляйдере наверное корпус добавляет устойчивости. А на фоиле я заметил устойчивость по курсу сильно зависит от стреловидности и V крыла. Меньше от жесткости ноги. Устойчивость по тангажу лучше если хорда крыла и размах больше. Но почему устойчивость по тангажу лучше на двуногой при одинаковом расстоянии от крыла до стаба пока непонятно. Хотя если с берега сбоку смотреть, то две ноги смотрится как будто две опоры.
|
Цитата:
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:
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"? |
Цитата:
|
Часовой пояс GMT +3, время: 00:45. |
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: