Re: katamaran-tandem
===Догадливый аэродинамик может подтвердить свою Веру расчётом? 8-(
Ну хотя бы простеньким, качественным: насколько будет притоплен нормальный баллон (без этой вашей шлеи) в полкуба объёмом текущей под ним водичкой со скоростью, ну например, пять метров в секунду...? ===
______________________________________
...Пол куба один баллон -- это кат-двойка. Пусть он навалился на камни строго поперек струи.
Примем длину 3,8 м, а форму (для простоты расчетов) -- цилиндрической. Тогда диаметр баллона будет: 2хКорень(0,5/(3,8хПи)) = 40 см.
. Весовую нагрузку на один баллон принимаем: 15кгс (пол ката) + 85 кгс (мокрый человек) = 100 кгс.
Под такой нагрузкой осадка баллона будет 10,4 см, а "хорда" погруженного цилиндра -- 35,6 см.
. Итак, поток обтекает снизу сегментный профиль с кривизной 14% (кривизна профиля измеряется по средней линии) и толщиной 30% (см. Википедию "Авиационный профиль"). Вопрос: каким будет коэффициент подъемной силы у такого профиля при нулевом угле атаки? (Угол атаки -- ноль, поскольку поток параллелен хорде профиля).
. Наиболее близкими к сегментному профилю будут толстые профиля с плоской нижней поверхностью, например, винтовые профили серии RAF вблизи комля лопасти. Из "Атласа авиационных профилей" (Кравец, 1939 г.) получаем, что при нулевом угле атаки Су (Це игрек) такого профиля будет где-то 0,2 -- 0,3. (Одну треть от этой величины нам отнимать не нужно, поскольку при нулевом угле атаки на плоской нижней поверхности, совпадающей с хордой, подъемная сила не создается).
. Соответственно, мы имеем: Су = 0,25, плотность воды (р) = 1000 кг/м3, скорость потока (V) = 5 м/сек, площадь "крыла" (S) (сечения баллона по ватерлинии) = 3,8х0,35 = 1,35 м2.
. И, по известной формуле: Подъемная сила = Су*р/2*V*V*S -- получаем топящую силу (Sanya, подъемная сила может быть направлена в любую сторону) в ньютонах: 0,25х(1000/2)х25х1,35 = 4218 н = 420кгс. То есть, БАЛЛОН ПРИТОПИТСЯ БОЛЬШЕ ЧЕМ НА ПОЛОВИНУ.
... Похоже? Господа водники, вспоминайте: кат стоит поперек струи, скорость течения 18 км/ч... (ИМХО, для течения это офигительная скорость). По моим ощущениям такая струя баллон притопит, затем "упрется" в него, затем навалится сверху, и далее, уже СИЛОЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ и, появившимся ВЕРТИКАЛЬНЫМ плечом, продолжит топить баллон.
. Прикинем силу сопротивления полностью погруженного баллона. Сх (Це икс) циллиндра где-то 0,8 -- 1,1; считаем -- 0,95. Значит сила сопротивления будет: Сх*р/2*V*V*S = 0,95х500х25х(3,8х0,4) = 18050н = 1800 кгс.
. Чтобы сила 1800 кгс, ГОРИЗОНТАЛЬНО приложенная к погруженному баллону "победила" его архимедову силу, величина погружения, по отношению к ширине катамарана, должна быть: 0,5/1,8 = 0,27. То есть, при расстоянии между осями баллонов 1,6 м, ему достаточно скрыться под водой на 4 см, чтоб дальше переворот нарастал. То есть, если баллон утоп (при том, что противоположный наверняка полезет на камни) на такой струе оверкиль неизбежен.
... А теперь, господа водники, представим себе, что наш баллон, при поперечном обтекании, является ГЛИССИРУЮЩИМ (как кто-то упомянул -- с продольным реданом). В этом случае, на струе он начнет ВЫХОДИТЬ из воды, и никакого оверкиля не будет.
. Но делать жесткий продольный редан на надувном катамаране -- это полный изврат. А вот интерцептор сорвет плавное обтекание потока и подъемная сила (в нашем случае направленная вниз) упадет в разы, и, при том же объеме баллона, погружение "застрянет" на глубине недостаточной, чтоб боковая сила продолжила переворот...
...Уф... ну, кажется, все разжевал... Короче, друзья, чем спорить с азбукой гидродинамики, лучше поспешите приклеивать интерцепторы на свои сплавные каты. Кто первый в этом сезоне их сделает, тот будет в дамках. И будет вам щастье, как пишут на форумах.
Edited by Gambic on 14/04/12 04:48 AM.