Модель на подводных крыльях - парусный катамаран, hydrofoil
Переделал немного модель:
- вдвое увеличил объем поплавков (нарастил их в высоту)
- немного увеличил площадь и форму парусов
- поставил шверты и рули (вместо подводных крыльев)
Масса модели сейчас составляет 440 грамм. Рули и шверты - алюминий толщиной 2 мм. А с тройными подводными крыльями из стали (ка было ранее) - масса составляла около 670-700 грамм.
Понимаю, что площадь парусов недостаточна для заплыва в тихий ветер. Но площадь парусов завязана на высоте мачты, ее обвесе, способах ее крепления и т.п. Буду испытывать в средний и сильный ветер.
Планы - для начала испытать текущую модель на воде. Если расчеты по генерированию подъемной силы верны (см. мой пост выше) и на воде будет достигнута скорость примерно в 5 км/час (и более) - то можно будет создать более легкие подводные крылья (рассматриваю алюминиевые пластины толщиной 0.9 мм). Поставив легкие крылья на текущую модель можно будет ожидать, что она “поднимется над водой”, перейдет в режим “hydrofoil”.
Если же “нет” (т.е. скорость модели в данными парусами не превзойдет порог в 4 км/час) - то предполагаю более кардинальную замену мачты/парусов: увеличение площади парусов, их формы/крепления.
Может даже - и замена мачты потребуется. Кстати - буду признателен за идеи по модернизации мачты. Что с ней можно сделать? Варианты:
- поставить наверху мачты некий крюк (под углом 90 градусов, параллельно палубе - не знаю как он называется) - который смотрит в сторону кормы и позволяет установить грот большей площади. Грот более квадратным в этом случае получается. Также этот крюк-оттяжка позволяет ахтерштагу не задевать за парус.
- увеличить высоту мачты (на 1/4 - 1/5 часть примерно). Это позволит установить треугольные паруса большей площади.
- изменить тип мачты с “Л-образной” на классическую “мономачту”. Но возникнет множество вопросов с ее закреплением на модели. Гик надо будет к ней делать и т.п.
В общем - рассматриваю варианты, открыт для новых идей в этом плане.
- поставить наверху мачты некий крюк (под углом 90 градусов, параллельно палубе - не знаю как он называется
Гафель
Но он не параллельно палубе а градусов 45 (плюс-минус). Крепится чуть ниже верха мачты и оттяжка к верху мачты
Гафель, тоже вариант, кстати. Я о нем не подумал.
Для него надо делать точку крепления (шарнир), чтобы он мог проворачиваться вправо-влево относительно продольной оси симметрии копруса? Т.е. как бы повторять повороты паруса - и, при этом, держать парус в натяжении? Конструктивно гафель должен работать как гик?
Я имел в виду черную штучку вверху мачты для крепления оттяжки архтерштага, вынесения ее назад (как на изображениях ниже).
Модифицировал парус - сделал его гафелем 😃
@SAN - спасибо за идею! 😃
Теперь уже есть надежда, что площади парусов будет более-менее достаточно для обеспечения прироста скорости модели.
Провел испытания новой версии модели. Сила ветра была порядочная: 5-7 м/с с порывами до 8-9 м/с.
Положение ЦП/ЦБС нашел оптимальное - в движении катамаран движется прямо. Площадь парусов: 1200 кв/см. Площадь швертов/килей: 100 кв/см. Соотношение парусности к погруженным поверхностям: 12:1 соответственно.
Результаты:
- бейдевинд парусник не идет (его как-бы сносит вбок).
- галфинд - идет, наиболее стабильный курс.
- бакштаг/фордевинд - идет, но при малом/среднем ветре. Во время сильных порывов ветра - зарывается в воду и хочет сделать переворот через нос.
Я столкнулся с кучей противоречий и вопросов по результатам испытаний:
- Л-образная мачта - это удобно (с одной стороны), но она не позволяет крепить жестко паруса (+ требует сложной формы с распорками в виде фермы).
- паруса жестко не закреплены - в результате ветер их загибает и скручивает как хочет: придать форму крыла им становится очень сложно. Паруса принимают не оптимальную форму.
- грот и стаксель (в данной реализации) работают сами по себе, отдельно друг от друга (набегание потока от стакселя на грот происходит лишь в очень узком диапазоне углов положений парусов).
- корпус я выбрал “скоростной” формы, малой погруженной площади и небольшого объема сечения (для быстроты хода), но на некоторых курсах (бакштаг/фордевинд) его выталкивающей/поддерживающей способности не хватает.
Конечная цель (модель катамарана “летит” на подводных крыльях по поверхности воды, воспроизведение явления “hydrofoil”) требует очень точного подгона/балансирования соотношением всех элементов модели:
- итоговой финальной массы
- материала, формы и площади подводных крыльев (создания ими подъемной силы)
- формы, положения и площади парусов (как источника движения)
- выбор объема и формы корпуса
- работ по взаимоувязке всех компонентов (и учитывание их влияния друг на друга)
- обеспечение устойчивого движения при различных скоростях (от начальной до максимальной)
- правильный изначальный выбор конструкции, наличие чертежей, материалов и проведения работ по сборке
- и т.п.
Примерное копирование (“на глазок”) не работает - слишком много нюансов. Сложность задачи достаточно велика для меня.
Аж завидую как вас зацепило
И как быстро прогрессируете
Удачи!