Насколько отличается скорость у каяков

[Bob]

Ахах, вот что надо крепить на каяк для скорости ))))

https://m.youtube.com/watch?v=uO54ZvDwt18

[Operator]

А если например два каяка, отвертка и закарючка. Закарючка длинее отвертки, но длина ватерлинии одинакова у обоих, значит они равны по скорости?

В общем, да, но есть крохотный нюанс. Лодка с рокером ("закорючкой") будет по определению формировать более "крутую" волну, которая, разумеется, будет и более короткой по периоду. А значит сопротивление продвижению вперёд у "закарюченной" лодки будет-таки возникать при немного меньшей скорости. Впрочем, в абсолютном большинстве случаев это почти незаметно, особенно, если погодные условия неидеальны.

И чем длинее каяк, тем меньше он погружон в воду значит быстрее? Но ширина каяка тоже играет роль, и чем уже каяк тем меньше сопротивление?

Чем шире каяк, тем больше площадь поверхности днища каяка, погруженная в воду. Следовательно, с ростом ширины лодки, при равной ватерлинии, скорость неизбежно снижается. Поэтому гоночные/фитнес класс/сёрфски лодки всегда длинные, узкие и обладают минимально возможным рокером ("закарючкой").

Но чем меньше он погружон в воду тем хуже стабильность, центр тяжести выше, так?

В целом, да.

[Taaroa]

Лодка с рокером ("закорючкой") будет по определению формировать более "крутую" волну, которая, разумеется, будет и более короткой по периоду.

Длинна волны зависит от ускорения свободного падения, и скорости судна.
ИМХО Собственно рокер на нее ни как не влияет, просто в силу того что волна создается на границе раздела двух сред воды и воздуха. А эта граница в случае с судном ватерлиния, всегда прямая при любом рокере.
Наклон форштевня влияет на условия всхожести на уже имеющиеся на воде волны но ни как не влияет на то что принято называть волновым сопротивлением так как волновое сопротивление просто из формулы его расчета учитывает только волну создаваемую собственно судном при движении.

[Operator]

ИМХО Собственно рокер на нее ни как не влияет

ИМХО вполне к месту.

Поясню, что речь идет о волне, на которую подсаживается лодка её создающая (см. англ. цитатку выше). Эта волна всегда зависит от продольного профиля корпуса (а как иначе-то?). Закаяченная лодка имеет осадку больше чем "прямая" и это сказывается на формировании данной волны.

[Taaroa]

Эта волна всегда зависит от продольного профиля корпуса (а как иначе-то?). Закаяченная лодка имеет осадку больше чем "прямая" и это сказывается на формировании данной волны

Вот та волна которую создает и на нее же подсаживается лодка. Ни как, то есть вообще ни как не зависит от формы корпуса. Хоть он куб из себя представляет хоть шар, хоть каяк. На ее формирование влияет только скорость, и ускорение свободного падения. Хоть веслом маши в воде со скоростью 1 м в сек, хоть баржу тащи с той же скоростью, волна будет иметь абсолютно однинаковую длинну высоту и амплитуду.

[Mikle]

Ахах, вот что надо крепить на каяк для скорости ))))

https://m.youtube.com/watch?v=uO54ZvDwt18

Это уже не каяк, а спортивный снаряд. При обычной для каякера на средних и длинных дистанциях мощности в 100-150 Вт , и тем более в условиях волнения - эта штука не только не будет работать, но будет создавать повышенное сопротивление движению.

Эта волна всегда зависит от продольного профиля корпуса (а как иначе-то?). Закаяченная лодка имеет осадку больше чем "прямая" и это сказывается на формировании данной волны

Вот та волна на которую создает и на нее же подсаживается лодка. Ни как, то есть вообще ни как не зависит от формы корпуса. Хоть он куб из себя представляет хоть шар, хоть каяк. На ее формирование влияет только скорость, и ускорение свободного падения. Хоть веслом маши в воде со скоростью 1 м в сек, хоть баржу тащи с той же скоростью, волна будет иметь абсолютно однинаковую длинну высоту и амплитуду.

Это утверждение не верное. Любое утверждение такого рода - должно строиться не на "общих рассуждениях", а на основе какой-либо физ-мат модели. Простейшая физ-мат модель волнового сопротивления - изложена в книге Норвуда, которую я цитировал в соседней теме, см. стр 16-21 этой книги (которая легко скачивается в инете). Высота волны - зависит от ширины корпуса, см. опять соседнюю тему и книгу.

P.S: поскольку тема, как мы видим, многим интересна - позже размещу здесь статью, посвященную расчету скорости каяков и оценкам факторов, влияющих на скорость (большая часть материала уже обсуждалась на форуме).

[Taaroa]

Высота волны - зависит от ширины корпуса, см. опять соседнюю тему и книгу.

Там в книге, высота и длинна волны прямо описывается формулой фруда.

Путаница у нас с тобой возникла из за того что ты взял за основу то что изложено в этой книге, а я скажем так классическую гидродинамику. При этом мы оба правы. Ну кроме того что я таки продолжу настаивать на некорректности введенного тобой термина относительное волновое сопротивление.

В чем собственно разница в подходах.
Я беру за отправной момент что общее сопротивление судна состоит из трех велечин.
1 Волнового сопротивления которое описывает создаваемую судном поперечную волну (фруд туда же)
2 Сопротивления формы. То есть сечения миделя ниже ватерлинни, и коэффициента полноты судна.
3 Сопротивления трения.

Норвуд же в своих расчетах свел все всего к двум основным пунктам
1 Волновое сопротивление.
2 Сопротивление трения.
То есть он убрал из очевидных расчетов сопротивление формы.

Теперь о том как он это сделал.
А он просто описал сопротивление формы еще одним волновым сопротивлением от носовой волны как у него это названо справедливо допустив. Что волновое сопротивление это не только поперечная волна, как это принято считать обычно но и вообще все волны образуемые судном.
В результате он
1 посчитал сопротивление поперечной волны через формулу фруда как все.
2 Посчитал сопротивление носовой волны отбрасываемой вбок от носовой оконечности.
По сути он вторым пунктом заменил и посчитал традиционный коэффициент сопротивление формы который ранее определялся исключительно эксперементально.
Он же представил его в виде боковой волны которая вытесняется тем быстрее чем больше скорость и больше ширина судна. Дословно пояснив что вода отбрасывается на расстояние пропорциональное ширине судна за время соразмерное длине судна деленной на его скорость из чего вывел формулу 2.14 в книге. И далее объеденив ее с числом фруда вывел формулы 2.15 и 2.16.
Получилась формула общего волнового сопротивления судна, которая стала учитывать сопротивление формы. И отпала необходимость использовать коффициент сопротивления формы отдельно.

С точки зрения более классического гидродинамического подхода при этом ни чего не поменялось. Волновое сопротивление описываемое числом фруда ни как не зависит от удлиннения. Добавляя к нему коэффициент сопротивления формы получаем то же самое что получил Норвуд что да, более узкое судно имеет меньшее общее сопртивление. Только у него это общее волновое, а в гидродинамике сумма волнового по фруду и сопротивление формы.

Далее к этому добавляется сопротивление трения в обоих случаях и получается общее сопротивление судна.

[Taaroa]

Тут кстати возникает вопрос. С одной стороны появился математический апарат для вычисления сопротивления. С другой как его проверить эксперементально.

Классически три составляющих волновое, форма и трение проверялись так.
Замерялось буксировочное сопротивление судна.

Потом строились две симметричных модели части судна ниже ватерлинии. Склеивались вместе по ватерлинии и замерялось их сопротивление под водой либо в аэродинамической трубе с соотвествующими пересчетами сопротивления на воду.
Полученный результат делился на два. И получалось совокупное сопротивление формы и трения без учета волнового. Отнимая его от первого результата общего буксировочного сопротивления выделяли величину чисто волнового сопротивления.

Далее брали плоскую доску с эквивалентной площадью равной площади смоченной поверхности испытываемого судна и замеряли ее сопротивление выявляя сопротивление трения. Отнимая это сопротивление от совокупного сопротивления полученного на второй модели под водой получали величину сопротивления трения.
Это позволяло сравнивать математические и практические результаты величин всех трех сопротивлений.
В случае же с Норвудом такое не прокатит. Математика есть, но как ее эксперементально увязать с практикой вопрос.

[Mikle]

Путаница у нас с тобой возникла из за того что ты взял за основу то что изложено в этой книге, а я скажем так классическую гидродинамику. При этом мы оба правы. Ну кроме того что я таки продолжу настаивать на некорректности введенного тобой термина относительное волновое сопротивление.

В чем собственно разница в подходах.
Я беру за отправной момент что общее сопротивление судна состоит из трех велечин.
1 Волнового сопротивления которое описывает создаваемую судном поперечную волну (фруд туда же)
2 Сопротивления формы. То есть сечения миделя ниже ватерлинни, и коэффициента полноты судна.
3 Сопротивления трения.

Норвуд же в своих расчетах свел все всего к двум основным пунктам
1 Волновое сопротивление.
2 Сопротивление трения.
То есть он убрал из очевидных расчетов сопротивление формы.

Теперь о том как он это сделал.
А он просто описал сопротивление формы еще одним волновым сопротивлением от носовой волны как у него это названо справедливо допустив. Что волновое сопротивление это не только поперечная волна, как это принято считать обычно но и вообще все волны образуемые судном.
В результате он
1 посчитал сопротивление поперечной волны через формулу фруда как все.
2 Посчитал сопротивление носовой волны отбрасываемой вбок от носовой оконечности.
По сути он вторым пунктом заменил и посчитал традиционный коэффициент сопротивление формы который ранее определялся исключительно эксперементально.
Он же представил его в виде боковой волны которая вытесняется тем быстрее чем больше скорость и больше ширина судна. Дословно пояснив что вода отбрасывается на расстояние пропорциональное ширине судна за время соразмерное длине судна деленной на его скорость из чего вывел формулу 2.14 в книге. И далее объеденив ее с числом фруда вывел формулы 2.15 и 2.16.
Получилась формула общего волнового сопротивления судна, которая стала учитывать сопротивление формы. И отпала необходимость использовать коффициент сопротивления формы отдельно.

1) если ведешь речь о "классической гидродинамике" - просьба привести ссылку на литературу (желательно со страницами), где обсуждается тот же предмет, но в других (?) терминах.

2) если отталкиваться от имеющейся литературы по сопротивлению движению судов, то не только в книге Норвуда, но и в книге Войткунского (см стр 17 для издания 1988г) - дается принципиально другое определение сопротивления формы, о чем я уже писал выше: под сопротивлением формы понимается дополнительное сопротивления движения тела в вязкой жидкости, вызванное срывами потока на поверхности тела и связанным с этим переходом от ламинарного к турбулентному обтеканию: из-за образования вихрей поле скоростей впереди тела отличается от поля скоростей позади тела, давление позади тела - понижается, возникает результирующая сила давлений позади и впереди тела, которую и называют сопротивлением формы.

Обращаю внимание, что в отличие от этого механизма (который может иметь место и при отсутствии поверхности раздела воздух-жидкость, т.е. верен и для подводной лодки!), волновое сопротивление - не связано с нарушением характера обтекания тела, а связано с возбуждаемыми телом гравитационными волнами на поверхности жидкости.

3) не думаю, что можно выделить "чисто поперечные" (относительно направления движения судна) волны. И в любом случае, разделение волнового сопротивление на компоненты имело бы смысл только в том случае, если в соответствующей физ-мат модели, т.е. на языке уравнений - имеется такое разделение. В формуле, приведенной Норвудом - есть только 2 слагаемых - 1-е отвечает сопротивлению трения и 2-е - сопротивлению волновому. Трех слагаемых - в этой формуле нет.

Тут кстати возникает вопрос. С одной стороны появился математический апарат для вычисления сопротивления. С другой как его проверить эксперементально.

На вскидку - очень просто: если нужно вычленить именно волновое сопротивление, отделив его от сопротивления трения - нужно просто измерить буксировочное сопротивление тела при малых скоростях буксировки (малых числах Фруда), -тогда сопротивление трения будет много больше волнового.

Кроме экспериментальной проверки - существует еще численное моделирование методом конечных элементов, которое тоже позволяет проверить простую аналитическую модель (формулу).

[Taaroa]

дается принципиально другое определение сопротивления формы, о чем я уже писал выше: под сопротивлением формы понимается дополнительное сопротивления движения тела в вязкой жидкости, вызванное срывами потока на поверхности тела и связанным с этим переходом от ламинарного к турбулентному обтеканию: из-за образования вихрей поле скоростей впереди тела отличается от поля скоростей позади тела, давление позади тела - понижается, возникает результирующая сила давлений позади и впереди тела, которую и называют сопротивлением формы.

Абсолютно правильное определение.
Осталось разобраться как же образуются эти вихри и как они зависят от формы тела.
Начать луше с куска фанеры поперек потока, потом плавно перейти к кубику, шарику и закончить корпусом судна и удлиннением
А то обращая внимания не на процессы, а на термины и их произвольное толкование почти пришли к тому что спопротивление формы и сопротивление трения одно и то же.

Насчет составляющих общего сопротивления тела в гидродинамике.
Да вот 2009 год издания
http://www.monographies.ru/ru/book/section?id=2008
Чтоб не искать цитирую

Таким образом, полное сопротивление воды движению тела можно рассматривать как сумму трех составляющих: сопротивления трения Rтp, сопротивления формы или вихревого сопротивления Rф и волнового сопротивления Rвол,

Если же мы будем следовать твоим рассуждениям что сопротивление судна состоит из двух элементов волнового сопротивления и сопротивления трения то получим занятный результат для подводной лодки которая при погружении уйдя из зоны образования волн будет испытывать только сопротивление трения. То есть ее общее сопротивление будет зависеть только от площади поверхности и ни как от формы.