?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Концы крыльев Боинга-737 так явно и возмутительно загнуты вверх, что скучающий глаз семейного бизнес-аналитика был пойман, а подручный всезнайка, соответственно, допрошен. Дело было между рейсами, пиво дорого, задницы болели, и первые три мили бесконечных коридоров были не без удовольствия украшены разговором с привлечением остатков школьной физики и баек моей молодости из журнала «Катера и Яхты».

Виновнег разговора:
<

Интересующая деталь:


Всякая фигня с неподвижными крыльями летает, как известно, от того, что в движении сквозь не вовсе пустую среду с одной стороны крыла образуется область высокого давления, а с другой - низкого, и они совокупно тянитолкают крылья. Каждый в этом запросто может убедиться засунув раскрытую ладонь в ванну (бассейн) плюс-минус параллельно поверхности и быстро проведя ею хоть справа-налево хоть слева-направо. Если двигаться достаточно энергично, то рука скорее всего возжелает или выскочить на поверхность (ладонь выталкивает подъемной силой) или наоборот, заглубиться, и тогда ее можно обозвать антикрылом - такие навешивают на всякие гоночные машинки чтобы они на большой скорости не взлетали на прямых и не соскальзывали в поворотах. Как эта разница давлений образуется... говорят, частицы среды обтекают это самое крыло с разных сторон с разной скоростью и от того и берется, но не это важно. История о другом. Важно, что ежели где-то в среде не столь далеко найдется разница давлений, то это безобразие немедленно возжелает само собой исправиться. В воздухе такое исправление обычно называют ветром, в воде – течением, и чем быстрее эта разница давлений сама собой пропадет – тем меньше на этом крыле останется подъемной силы. По длинным сторонам крылу эта напасть не грозит, по крайней мере пока оно движется, а вот с короткой очень даже запросто. На конце крыла подавленная среда с удовольствием будет сбегать в сторону расслабившейся, злодейски крыло обессиливая. Именно с этим безобразием и призваны бороться плоскости на концах.
Кроме того, сбегающий с крыла закрученный воздух образует за крылом вихревой след, что на высокой скорости оборачивается значительными потерями энергии.
Немного походив мы нашли открылки и с обеих сторон:


Применяют их не только на самолетах. Антикрылья автомобилей тоже почти всегда прикрыты торцевыми пластинами.

А в мире яхт своевременное применение крылышек привело в конце двадцатого века к целой череде драматических событий. Но сначала нужно нырнуть в историю глубже, еще лет на сто с небольшим, во времена, когда Америка была страной молодой и должна была громко кричать чтобы ее только заметили, особенно если дело касалось бывшей Метрополии. Взбунтовавшемуся ребенку вообще трудно доказать родителям, что он и сам способен на великие дела. Способ нашелся. Владычицу Морей обставили самым болезненным способом. Несколько даже нехотя оплаченная нуворишами из Нью-Йоркского яхт-клуба (идея-то нравилась, но сомнения в успехе были велики), шхуна «Америка» своим ходом пришла в Европу, заявилась на гонку вокруг острова Уайт у английского побережья - и выиграла. Выиграла не ярд, не полкорпуса – мили и часы, а остров между тем был не велик. Серебряный кубок уехал в Нью-Йорк, где однажды в чью-то умную голову пришла мысль ущерб репутации британцев усилить и углубить. Предложить отыграться и побить еще, еще и еще. Кто придумал, в каком году, кто был строителем самой «Америки» - все это давно поглочено склерозом, но и это, поверьте, не важно.
Зато известно, что британцы хоть и не каждый год, но все же надцать раз строили яхты одна краше другой, и каждый раз возвращались несолоно хлебавши, из чего следует, что янки те еще жуки. Со временем, богатеи при деньгах и понимающие толк в рекламе одновременно, навроде знатного торговца чаем Липтона, интерес к затее окончательно потеряли, и кубок остался стоять без движения. Правила допуска на старт яхт пришлось серьезно пересмотреть, сильно уменьшив размер (а значит и цену) лодок, и претенденты в конце концов появились. Более того, их начало заявляться даже по нескольку за раз, и претенденты из разных стран сначала проводили гонки между собой, а потом уже победитель вступал в борьбу с победителем гонок защитников (да их тоже бывало выставляли по несколько).
Вот на таких красавицах гоняли:

(защитник кубка 1983 года)
«12» на парусе значит «12-ти метровый класс». Эти метры считали по формуле, в которой суммировали положительные качества вроде длины или площади парусов, и разбирать которую подробно не имеет смысла. Тем более что сама по себе формула давала слишком большое пространство решений и "гонка конструкторов" обходилась бы слишком дорого, поэтому кроме формулы яхта должна была удовлетворять еще целой куче параметров. В результате яхты были довольно похожи по внешнему виду, все с длиной порядка 20 метров (но у воды всего около 13-14) с экипажем в 10-15 человек. На них американцы тоже продолжали выигрывать, аж пока один австралийский конструктор...
Яхты вообще полны крыльев, хотя бы потому, что большинство парусов именно крыльями и являются, но одно из важных крыльев редко когда видно. Под днищем яхты обычно есть плавник, на котором, как только яхту начинает сносить ветром вбок, появляется подъемная сила, этому самому дрейфу препятствующая. Чем эффективнее он работает — тем лучше. Проблемы у него те же — перетекание воды с одной стороны на другую под плавником. Крылья по краям должны были эту проблему решить. Они же были наполнены свинцом, что позволило понизить центр тяжести, и хотя лодку построили предельно короткой и легкой, она могла нести чуть больше парусов, чем конкуренты, не выпадая за пределы класса. При слабых и средних ветрах (и небольшом крене) она была превосходна. Ее сопротивляемость дрейфу при небольшом крене только возрастала, а маневренность приводила команду в восторг. В сильный ветер лодка скорее всего проиграла бы товарке с более консервативным дизайном, но в это время года в месте проведения гонок сильные ветра были редки.
Первое время плавник необычной формы перед каждым подъемом лодки из воды тщательно укутывали водолазы, чем вызывали здоровый ажиотаж публики, и нездоровый у конкурентов.
Плавник в масикровочной окраске:


Гонки претендентов «Автралия-2» выиграла с явным преимуществом, и американцы немедленно подали протест. Повод был. Лодку испытывали в бассейне в Голландии. По правилам проведения Кубка Америки, она должна была быть целиком создана австралийцами, а над ней работали так же и голландцы. Протест был отклонен, американцы не нашли доказательств значительности голландского влияния. Команда, состоящая из лучших австралийских яхтсменов, смогла собраться после первых поражений, сравняла счет и выиграла регату со счетом 4:3 Проигравший Кубок Деннис Коннер немедленно стал из многократного чемпиона мира позором страны, но таки нашел достаточно средств на постройку новой лодки, и в следующем же матче в Австралии вернул трофей в родной Сан Диего, разгромив австралийского защитника "в сухую".
Хэппи энда, однако не вышло. То есть американцы, конечно, успели состряпать насквозь дурной и соплеточивый фильм «Ветер», в котором честные, добрые и креативные американские молокососы чудом вырывают победу у подлых австралийцев, забидевших добродушного, но потерявшего форму американского старикана, а в жизни начался полный дурдом. Раз Кубок удалось отобрать один раз — значит можно это сделать опять. Если определяют подходящесть яхт не мерители с рулетками и калькуляторами, а судьи в мантиях — значит и конкурентам стоит перечитать пыльные бумаги. Первыми внимательными стали новозеландцы. Они нашли, что переход на яхты «12-ти метрового» класса есть не более, чем пожелание, и что американцы не могут отклонить их вызов, на какой бы лодке они ни заявились, и не через 4 года, как это было заведено, а любой момент (то есть прямщас)... и уже готовили подарок. Новозеландский монстр был вдвое длиннее «двенадцатиметровиков» и нес вчетверо больше парусов, а его команда в сорок человек на поворотах перебегала с борта на борт.
Монстр:



Американцы не смогли отбиться в суде, но по ходу дела сами перечитали древние правила. И нашли, что там так же не говорится, что судно должно быть непременно однокорпусным. Тут уже не нашли аргументов новозеландцы. В принципе, после решения очередного суда, разрешившего американцам выставить катамаран, они могли своего монстра и не привозить. Катамаран будет быстрее обычной яхты почти при любых условиях, но Спаситель Кубка Деннис Коннер (а не какие-то романтическию девушки) на всякий случай подстраховался и оснастил свой катамаран жестким парусом-крылом на поворотной мачте:


Избиение выскочек было недолгим, но джинна в бутылку запихнуть не удалось. Уточнения к Правилам, конечно же, написали, и лет двадцать Кубок Америки в новом формате, но все же на более-менее однотипных лодках продержался, но в 2010 году за победу опять бились два здоровенных многокорпусника. За этой историей я не следил вовсе, поэтому врать как выше по тексту не буду. То есть врал я не специально, конечно, но и меня память подводит, и вообще в таких темах «объективное мнение» - оксиморон.
Так же, при все выгодности на бумаге килей с крылышками, я не увидел сходу (давно уже не слежу за новинками) ни одной серьезной гоночной яхты, где их бы с тех пор применили, что не может не удивлять. Единственный явный недостаток - трудность снятия с мели, что важно скорее для прогулочных яхт, а вот их-то с крыльями как раз и строят... Буду копать.
Интересно - гуглите America's Cup, Australia-II, winged keel, Stars & Stripes catamaran и KZ-1 и будет вам щастье.

Comments

( 10 comments — Leave a comment )
yuka13
Feb. 7th, 2011 10:18 am (UTC)
не поверишь, только что ушедший в историю класс ACC5 имеет крылышки на килях. На первой картинке слева. Или вот еще (см. картинку).
yuka13
Feb. 7th, 2011 10:19 am (UTC)
сорри, ошибся со второй ссылкой: http://en.wikipedia.org/wiki/Alinghi
ugputu
Feb. 7th, 2011 03:08 pm (UTC)
Посмотрел, подумал. Скорее там сама бульба достаточно толстая чтобы препятствовать перетеканию воды снизу. Она простая, сопротивление низкое - вполне понятно почему отказались от здоровых крыльев как у Австралии-2... Тонкие плавнички на бульбе, видимо, уже наворот следующего порядка.
yuka13
Feb. 7th, 2011 06:58 pm (UTC)
Скорее всего ты прав, сорри, не в состояния напрячь моск...
а такую любопытную посудину видел тыц
blk_104
Feb. 7th, 2011 10:47 pm (UTC)
На конце крыла подавленная среда с удовольствием будет сбегать в сторону расслабившейся, злодейски крыло обессиливая.
Ух ты, спасибо. Я тоже обращал внимание на загнутые крылья, но до ответа не додумался.

Если интересно, по этой же причине динамику громкоговорителя нужен корпус (или хотя бы панель, в которую он встраивается). Если попытаться запустить динамик в открытой воздушной среде, то сжатый по направлению хода диффузора воздух будет просто перетекать на другую сторону диффузора, где тот создал (точнее, попытался) разрежение. Это называется акустическим коротким замыканием. Корпус тем нужнее, чем низкочастотнее динамик (пищалкам он вообще не нужен, у них малая длина волны, не достигающая размеров самого динамика).
ugputu
Feb. 7th, 2011 11:49 pm (UTC)
Интересно :)
peterzulu
Feb. 8th, 2011 06:32 am (UTC)
хорошему двигателю крылья не очень нужны :)
http://www.uss-bennington.org/phz-nowing-f15.html

//еше на ютюбе неподтвержденные (невидимые из-за сверхмедленного инета) ссылки
http://www.youtube.com/watch?v=-_EXtBEaBbs&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=LveSc8Lp0ZE
ugputu
Feb. 8th, 2011 06:00 pm (UTC)
Видео работают. Оба.
(Anonymous)
Dec. 17th, 2011 07:30 am (UTC)
Тема хорошая, но над стилем и уменеем излагать свою мысль еще трудиться и трудиться..... Сори за критику, надеюсь, она пойдет на пользу.
ugputu
Dec. 17th, 2011 04:52 pm (UTC)
вопрос анониму из Киева
Как давно "КГАМ" стало считаться критикой?
( 10 comments — Leave a comment )