Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Не получили письмо с кодом активации?

21 Сентябрь, 2017, 00:59:15
 

 Проект жёсткого паруса-крыла

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Проект жёсткого паруса-крыла

« : 04 Март, 2013, 23:40:18 »
Парус-крыло намного эффективнее мягкого паруса и проще в обслуживании.  Однако у него есть недостаток, мешающий применению крыла в морских судах: невозможность "зарифить" парус, то есть уменьшить его площадь, в случае избыточного ветра. В случае, если удастся бороться с этим, парус-крыло превратится в идеальный экологичный  движитель малых судов.
Пока у меня появилось несколько идей:
- парус неизменных габаритов с жалюзи, открывающими до 70% площади (неясна конструкция жалюзи)
- парус-крыло с нервюрами высокой жёсткости, собранный по типу "телескоп", изменяющий высоту в 3 раза (конструкция в целом ясна, но избыточно сложна)
- парус-крыло с изменением "стреловидности" (наклоняющийся по ветру на шарнире), данная конструкция наиболее проста, но весьма требовательна к свободной площади.
В целом рассматривается двукрылая система, способная идти крутыми галсами, а также работающая "бабочкой" в фордевинд. Сверку хомплекс ограничен аэродинамической шайбой. Возможно рассмотрение однокрылой системы.
Конструкция рассчитана, предположительно, на катамаран примерно 10х8 метров, устанавливается на поворотном круге 3-4 метра в диаметре.
Необходимо примерно вычислить площадь (высоту и ширину) крыльев (крыла), с учётом того, что проект не требует скоростей: упор делается на надёжность. Есть ли у кого-то из вас конструктивные идеи, коллеги?

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #1 : 10 Апрель, 2013, 17:52:47 »
В случае использования жёсткого паруса, свободно устанавливающегося под ветер, как в случае  с яхтой "Флаундер", мы избавлены от проблемы взятия рифов. Разумеется, если допустить, что при ветре выше некоего порога мы вообще убираем паруса (судам такого класса нечего делать на море в шторм).
Таким образом, чтобы минимизировать опрокидывающий момент и гидродинамическое сопротивление, мы выбираем схему тримарана.  Предположительно, центральный корпус имеет ширину порядка 2 метров и длину порядка 10 метров, боковые корпуса - ширину около метра и длину порядка 6 метров. Общая ширина настила палубы - порядка 8 метров. На всех трёх корпусах установлены швертовые колодцы с подъёмными швертами.  Центральный корпус является жилым и несёт поворотную систему Райта (два жёстких паруса на поворотном круге и приводящий стабилизатор), ось которого желательно объединить в единой жёсткой станине с шверотвым колодцем. Диаметр поворотного круга - порядка 3 метров: это позволит, кроме прочего, распределить нагрузку от парусов и укладывать их по сторонам рубки в случае шторма. Также в центральном корпусе монтируется двигатель (в центральной секции), рубка конструктивно расположена над ним и чуть сзади. Предположительно, можно использовать карбюраторный бензиновый двигатель с воздушным охлаждением, например, от ЗАЗ. Такой двигатель можно модифицировать для работы на этаноле. В передней части расположен салон и кладовая, в корме - камбуз. Боковые корпуса являются грузовыми, однако в них предусмотрено наличие "лежачей" каюты с откидной койкой.
Остаётся под вопросом возможность совмещения функций поворотной системы и ветрового рулевого; технически, это осуществимо, вопрос лишь в целесообразности.

Следует рассмотреть возможность постройки малого тримарана порядка 6 метров для отработки системы.
« Последнее редактирование: 10 Апрель, 2013, 17:55:33 от Labris »

Оффлайн Strazh

  • Имперская
    администрация
  • Форумный гуру
  • ****
  • Сообщений: 1924
  • Репутация. +33/-0
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #2 : 10 Апрель, 2013, 22:45:53 »
Зарифливание возможно если сделать парус веерного типа.
Не задаю риторических вопросов.

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #3 : 11 Апрель, 2013, 00:02:02 »
Это аналогично наматыванию грота на гик. Однако вееру нельзя придать нужный аэродинамический профиль (ширина порядка 20% длины).

Оффлайн tvv

  • Случайный гость
  • *
  • Сообщений: 13
  • Репутация. +0/-0
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #4 : 21 Апрель, 2014, 08:25:49 »
Парус-крыло намного эффективнее мягкого паруса и проще в обслуживании. 
Однако у него есть недостаток, мешающий применению крыла в морских судах: невозможность "зарифить" парус, то есть уменьшить его площадь, в случае избыточного ветра.

нету там таких проблем, вообще!   (тока на днях объяснял одному яхтсмену - они похоже тоже разбираются в векторах и аэродимике весьма хреново)

Он же как флюгер - при избыточном ветре (если убрать фиксацию поворота - для этого обычно ставят какой-то автомат-предохранитель) он просто повернеться по ветру и все,
из-за обтекаемой формы крыла сопротивление у него будет даже меньше чем у круглой мачты со спущенным парусами...


Оффлайн tvv

  • Случайный гость
  • *
  • Сообщений: 13
  • Репутация. +0/-0
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #5 : 21 Апрель, 2014, 08:42:44 »
http://firstnail.ru/2012/10/жесткие-крылья/


PS  хотя, если честно, мне в нем больше всего нравится что его можно изготовить из прозрачной пленки - она дешевле и легче достать чем то из чего делают паруса,
ну и можно внутрь засунуть еще солнечную станцию, а то что зря такая площадь пропадает...

PPS  какой лучше для обычный яхты - вопрос вообще интересный.   Крутые параметры в большинстве случаев не сильно-то и нужны(вон на яхте друга
оказалось что парус стоит в 2 раза меньшей площади чем обычно ставят на яхты такого класса - а он этого даже и не заметил, ему хватает),
но тряпочный наверно немного проще, в смысле что не требует очень точной регулировки и подстройки углов атаки, как крыло...
(хотя конечно все что на яхтах мягко говоря устарело - если поручить эту подстройку автопилоту то проблем нет, но раньше такой автопилот без электроники создать было трудно)

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #6 : 21 Апрель, 2014, 11:48:30 »
нету там таких проблем, вообще!   (тока на днях объяснял одному яхтсмену - они похоже тоже разбираются в векторах и аэродимике весьма хреново)

Он же как флюгер - при избыточном ветре (если убрать фиксацию поворота - для этого обычно ставят какой-то автомат-предохранитель) он просто повернеться по ветру и все,
из-за обтекаемой формы крыла сопротивление у него будет даже меньше чем у круглой мачты со спущенным парусами...
Когда рассматривается "сферический конь в вакууме" - проблем действительно нет.
Но самое плохое: Вы не поняли, в чём проблема. Дело не в перекладке паруса при смене галсов (о чём говорите Вы), а в избыточности площади в случае штормового ветра. При этом даже свободно вращающийся парус, обдуваемый с передней кромки, имеет слишком большое аэродинамическое сопротивление, а главное - создаёт большой рычаг. Это приводит к выходу паруса из строя, зачастую даже при шторме свыше 4 баллов. А если уменьшить длину, то мы потеряем верховой ветер.
Я обращался в КБ, занимающееся яхтами, и от жёсткого паруса меня усиленно отговаривали, опираясь на свой опыт. По их словам, фиксированное крыло слишком уязвимо к смене ветра, а свободно вращающееся слишком сложно технологически при обеспечении тех же параметров.
Не то, чтобы я был согласен, но отношусь с осторожностью.

Оффлайн tvv

  • Случайный гость
  • *
  • Сообщений: 13
  • Репутация. +0/-0
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #7 : 21 Апрель, 2014, 12:51:51 »
Дело не в перекладке паруса при смене галсов (о чём говорите Вы), а в избыточности площади в случае штормового ветра.

нет, я именно про защиту от шторма - такой парус может сам как флюгер ориентироваться по ветру и создавать минимально возможное сопротивление

При этом даже свободно вращающийся парус, обдуваемый с передней кромки, имеет слишком большое аэродинамическое сопротивление, а главное - создаёт большой рычаг.

сопротивление развернутого носом к ветру крыла меньше чем у круглой мачты той-же толщины,
тем не менее и мачты никто не убирает, никаких проблем значит они не создают - иначе бы давно уже делали мачты телескопическими или убираемыми...  А у развернутого жесткого паруса сопротивление еще меньше чем у голой мачты.


А если уменьшить длину, то мы потеряем верховой ветер.

в том американском проекте он разделен по высоте на несколько отдельно регулируемых зон...
(то есть можно выключить верх паруса, если слишком сильный опрокидывающий момент создает)


Я обращался в КБ, занимающееся яхтами, и от жёсткого паруса меня усиленно отговаривали, опираясь на свой опыт. По их словам, фиксированное крыло слишком уязвимо к смене ветра, а свободно вращающееся слишком сложно технологически при обеспечении тех же параметров.
Не то, чтобы я был согласен, но отношусь с осторожностью.

ну да, крыло очень чувствительно к углам атаки - работает при малых углах к ветру...  Но его точно подстраивать надо под ветер, это не мешок.
(я так понимаю просто лень делать автопилот для этого вида паруса, хотя нынче яхту без автопилота врядли уважащий себя клиент купит)

Но я думаю что не применяют скорее потому что оно будет хорошо работать когда боковой ветер, перпендикулярно курсу...
(то есть мешок работает и на фордаке, а жесткий тока когда ветер сбоку.  Хотя за пределами углов срыва он как мешок должен работать...)

Vladimir
« Последнее редактирование: 21 Апрель, 2014, 12:59:37 от tvv »

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #8 : 21 Апрель, 2014, 13:13:44 »
сопротивление развернутого носом к ветру крыла меньше чем у круглой мачты той-же толщины,


Толщина эффективного паруса-крыла составляет примерно 20% от его ширины ))) Это так, аэродинамика )

Что до автопилота - он парусу-крылу не нужен. Чисто механическая система автоматически выставляет угол поворота элерона в зависимости от направления ветра и поворота паруса. Этого достаточно.
« Последнее редактирование: 21 Апрель, 2014, 13:16:04 от Labris »

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #9 : 16 Сентябрь, 2014, 15:35:35 »
После долгих размышлений, принята конструкция одиночного крыла авиационного профиля с вынесенным стабилизатором и осью на первой четверти хорды. Крыло набирается из фанерных нервюр, с промежутком 500 мм, и обтягивается, например, непромокаемым авизентом. Настройка стабилизатора выполняется вручную при смене направления ветра более чем на 120 градусов. Высота паруса - 10 метров, ширина - 3 метра, площадь - 17 м2. Законцовка имеет отверстие, мачта сверху прикрыта шайбой диаметром 1,5 метра. Ванты крепятся к шайбе.

Оффлайн Strazh

  • Имперская
    администрация
  • Форумный гуру
  • ****
  • Сообщений: 1924
  • Репутация. +33/-0
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #10 : 16 Сентябрь, 2014, 20:04:56 »
Фанера при такой площади? А какой порыв ветра она выдержит?
Не задаю риторических вопросов.

Оффлайн Labris

  • Император Атлантис
  • Форумный гуру
  • *****
  • Сообщений: 874
  • Репутация. +20/-3
  • Император Атлантис
    • Просмотр профиля

Re: Проект жёсткого паруса-крыла

« Ответ #11 : 17 Сентябрь, 2014, 01:12:39 »
А любой. Это аналогично набору крыла самолёта )
Учитывая, что ветер идёт под острым углом к хорде, важнее прочность лонжеронов и стрингеров. Уж авиазент давление выдержит, можно не считать: это почти кевлар.

 

Краткая информация об империи