Физика, математика в задачах, ответах, прожектах и подколках.
227,202
763
|
НикВик ( Слушатель ) |
| 30 мар 2010 20:26:21 |
Тред №203171
новая дискуссия Дискуссия 1.115А теперь о прожектах.
Предложу для обсуждения "ветроход". Это - тележка на колёсах, соединённых вариатором с воздушным винтом - ветряком (вертикальная плоскость вращения).
Понятно, не слишком простым, а типа вертолётного, по крайней мере, с возможностью изменения шага и поворота относительно тележки.
Готов уточнять детали, но сразу замечу преимущество перед парусным вариантом, колёсной яхтой: для движения против ветра не нужна лавировка, так что можно ездить и по дорогам. Ну, конечно, не нарушая разрешённые габариты - винт-то БОЛЬШОЙ! :(
ОТВЕТЫ (5)
|
Молодой ( Слушатель ) |
| 31 мар 2010 08:00:06 |
Цитата: НикВик от 30.03.2010 20:26:21
Что-то я дико сомневаюсь в том, что мощности "двигателя" хватит для движения против ветра. Потому как парусность этой штуки будет весьма и весьма большой. Когда-то давно читал про какого-то американского фермера, который на лодку поставил мельницу в качестве двигателя. Однажды он попал в шторм, так его лодка взлетала над волнами периодически, ибо скорость была ппц какой
. Нагуглить с первой попытки не получилось
|
|
НикВик ( Слушатель ) |
| 31 мар 2010 09:38:16 |
Но при движении против ветра и мощность на валу ветродвигателя увеличитсяЦитата: Молодой от 31.03.2010 08:00:06
|
|
НикВик ( Слушатель ) |
| 03 апр 2010 18:52:02 |
"""""Предложу для обсуждения "ветроход". Это - тележка на колёсах, соединённых вариатором с воздушным винтом - ветряком (вертикальная плоскость вращения).
Отвечу подробней, начиная обсуждение
Воздух, проходя через винт, уменьшает скорость - и часть падения кинетической энергии превращается в мощность "на валу". А уменьшение импульса - в силу "тяги". Если наша яхта движется против ветра, то эта тяга требует мощности "на колёсах", пропорциональной скорости нашей "яхты". Значит, для малой скорости яхты мощности на валу хватит, достатоточно включить "малую" передачу на вариаторе.
На самом деле есть ещё один резерв - шаг винта, и для реального винта хорошо бы иметь графики зависимостей между тягой и мощностью - для разных значений шага и скорости ветра. Погожу с этим и предложу посмотреть на вопрос с другой стороны...
Именно, посмотрим на лопасть винта как парус или, точнее, крыло - игнорируя, для простоты, разные условия обтекания для участков лопасти на разных расстояниях от оси.
Есть для крыла важные коэффициенты Сх и Су, зависящие от поворота крыла (угол атаки), и, пока интереснее, их отношение, "аэродинамическое качество", k=Су/Cх. Эта величина имеет простой геометрический смысл: качество равно тангенсу угла между направлением скорости набегающего потока и направлением полной аэродинамической силы (с которой воздух действует на крыло). Так, для убогого качества (для планёров - под 30...) k=6 крыло как бы "поворачивает" направление потока на >80 градусов.
На "песчаных яхтах" такие крылья ставят вертикально (жёсткий парус), и гоняют на них здорово. В воде - хуже, там и сопротивление, и снос... Сам я ходил на виндсерфах, пока ноги держали
Эти 80 градусов можно интерпретировать чисто геометрически. Нарисуем вектор скорости ветра и найдём точки, из которых этот вектор виден под углом не менее 10 градусов. Появится два круга с общей хордой, скоростью ветра. Это - множество допустимых скоростей для идеальной (в смысле колёс) песчаной яхты. В частности, такая яхта может "подниматься" против ветра со скоростью ~2.5 скоростей ветра, и "спускаться на ветер" со скоростью 3.5 скоростей ветра.
Разумеется, можно ещё и галсы рассмотреть. Но для моего "винтохода" в этом нет нужды. Галсы организуются автоматически, только они свёрнуты в спираль.
Спрашивайте - постараюсь ответить.
Цитата: Молодой от 31.03.2010 08:00:06
Отвечу подробней, начиная обсуждение
Воздух, проходя через винт, уменьшает скорость - и часть падения кинетической энергии превращается в мощность "на валу". А уменьшение импульса - в силу "тяги". Если наша яхта движется против ветра, то эта тяга требует мощности "на колёсах", пропорциональной скорости нашей "яхты". Значит, для малой скорости яхты мощности на валу хватит, достатоточно включить "малую" передачу на вариаторе.
На самом деле есть ещё один резерв - шаг винта, и для реального винта хорошо бы иметь графики зависимостей между тягой и мощностью - для разных значений шага и скорости ветра. Погожу с этим и предложу посмотреть на вопрос с другой стороны...
Именно, посмотрим на лопасть винта как парус или, точнее, крыло - игнорируя, для простоты, разные условия обтекания для участков лопасти на разных расстояниях от оси.
Есть для крыла важные коэффициенты Сх и Су, зависящие от поворота крыла (угол атаки), и, пока интереснее, их отношение, "аэродинамическое качество", k=Су/Cх. Эта величина имеет простой геометрический смысл: качество равно тангенсу угла между направлением скорости набегающего потока и направлением полной аэродинамической силы (с которой воздух действует на крыло). Так, для убогого качества (для планёров - под 30...) k=6 крыло как бы "поворачивает" направление потока на >80 градусов.
На "песчаных яхтах" такие крылья ставят вертикально (жёсткий парус), и гоняют на них здорово. В воде - хуже, там и сопротивление, и снос... Сам я ходил на виндсерфах, пока ноги держали
Эти 80 градусов можно интерпретировать чисто геометрически. Нарисуем вектор скорости ветра и найдём точки, из которых этот вектор виден под углом не менее 10 градусов. Появится два круга с общей хордой, скоростью ветра. Это - множество допустимых скоростей для идеальной (в смысле колёс) песчаной яхты. В частности, такая яхта может "подниматься" против ветра со скоростью ~2.5 скоростей ветра, и "спускаться на ветер" со скоростью 3.5 скоростей ветра.
Разумеется, можно ещё и галсы рассмотреть. Но для моего "винтохода" в этом нет нужды. Галсы организуются автоматически, только они свёрнуты в спираль.
Спрашивайте - постараюсь ответить.
|
|
Елё ( Слушатель ) |
| 03 апр 2010 19:30:17 |
Цитата: НикВик от 03.04.2010 18:52:02
Просто интересно - а почему он "ваш"?
мне кажется что этой идее уже много лет...
http://avva.livejournal.com/2009560.html
|
|
НикВик ( Слушатель ) |
| 03 апр 2010 19:49:35 |
Такого слова я не встречал применительно к этой идееЦитата: Елё от 03.04.2010 19:30:17
А вот винтропрульный аппарат - был...Хотя правильнее, конечно, "наш". Сколько лет самой идее - не знаю. Ну, чуть помоложе ветряных мельниц...
А за ссылку - особое спасибо. Про качество высказался, кажется, только biglebowsky, но без геометрической интерпретации оного.
-