Парусный катамаран - как сделать чтобы он поплыл против ветра

Volmir

Мне удалось сегодня запустить катамаран.

Результаты теста - наилучшие! (по сравнению со всеми предыдущими версиями). Он плывет быстро и ровно, держит курс и резво набирает скорость.

При сильном порыве ветра было одно опрокидывание.

Выкладываю так же видео (с демонстрацией модели): 10 августа 2024 г.

В целом, проект можно считать завершенным. Авторулевым заниматься не хочется, честно говоря. Из последующих улучшений - я бы (теоретически) мог поставить на эту модель радиоуправление на один канал - на руль. Читал, что этого будет достаточно, чтобы “погонять” по водной акватории. А паруса - зафиксировать в каком-то среднем положении.

Хотя, для управления по радио мне кажется более простым реализация лодки с косым римским парусом. Romy Rig Model Yacht. Вот что-то типа такого (видел обсуждение подобных моделей на этом форуме):

Volmir

Все таки решил продолжить эксперименты. Просмотр референсов типа saildrone натолкнул меня на пару идей по доработке симметричного паруса-крыла.

Что было доработано:

  1. Поставлен противовес в переднюю нижнюю часть крыла (для баланса)
  2. Смещена ось вращения крыла ближе к центру (предыдущая видна на фотографии - она находится в крайнем левом положении)
  3. Уменьшена масса подруливающего подкрылка (тот, что справа на фото)

Буду испытывать имеющиеся нововведения в ближайшее время.

Так же появилась идея построить мини-стенд для тестирования подъемной силы крыла и выставления оптимального положения подруливающего закрылка. Вроде бы все просто - но нужен как минимум вентилятор (для создания набегающего потока), крепеж, фиксация паруса-крыла, механизм замера изменения подъемной силы и т.п. Подумаю еще о целесообразности и трудозатратах подобного начинания. Может, кому-то знакомы простые решения в этой области?

Volmir

Вот нашел пример того, как можно сделать грубый макет аэродинамической трубы для замера подъемной силы крыла: Подъёмная сила крыла

Volmir

Этот материал по профилю крыла, аэродинамическому качеству и коэффициенту подъемной силы однозначно “в закладки”: https://archive.rcopen.com/articles/avia/wings_profile/

Читал его несколько раз: начал что-то понимать примерно с третьего прочтения (с интервалом в несколько месяцем между заходами).

Volmir

Учитывая небольшой размер катамарана и умеренные трудозатраты, было бы интересно попробовать жёсткий парус. Т.е. крыло симметричного профиля (из пенопласта простейшее).

Нашел материалы (чертежи, схемы, описания и т.п.) как именно строить подобные модели. Жаль, что это произошло уже после того, как я создал подобные крылья. Но - лучше чем вообще об этом я не узнал 😃

Ссылки:

sudomodeli.masteraero.ru/katamaran_model-7.php

sudomodeli.masteraero.ru/katamaran_model-8.php

Volmir

Провел испытания модели катамарана с симметричным парусом крылом с балансиром и закрылком.

Результаты:

  1. Симметричный профиль крыла самоустанавливается по ветру (благодаря работе закрылка и свободному вращению вокруг оси)
  2. Балансир способствует минимизации усилию для установки
  3. Угол атаки крыла в 14 градусов дает тягу (движение судна) даже при минимальном ветре.

Т.е. все, что писали про эту схему в теории - правда. Если установить на модель два серводвигателя: один на закрылок (перебрасывать его туда-назад), а второй - на руль, то вполне получится радиоуправляемая модель.

Сегодня сила ветра была минимальна - 2-3 м/с. Есть желание испытать катамаран при более сильном ветре, на максимальную скорость/опрокидываемость (с крылом подобной площади).

12 days later
Volmir

Обновление, дополнение к предыдущему сообщению.

Испытал еще раз жесткий парус (см. фото из предыдущего сообщения), но уже - при более сильном ветре (примерно 5-7 м/с). Тяга у него отличная. Точно не меньше, чем тяга комплекта грот + стаксель (которые сделал ранее). Замерить точно (объективно, в Ньютонах) ее нечем, оценивал относительно силы натяжения нити (на которой привязан и запускался катамаран).

Причем, так как масса жесткого паруса больше, нежели масса “мягкого” комплекта парусов - то модель на “жестком” парусе разгоняется медленнее. А на “мягком” комплекте парусов - старт резвее происходит.

Мои выводы и наблюдения совпадают с результатами, описанными в журналах типа “МК” (по яхтингу) - для наибольшей скорости и тяги можно применять жесткое крыло (типа самолетного), с профилем максимальной “тяговитости” и с учетом относительно низких скоростей яхты/катамарана относительно воздушного планера.

10 days later