Техника - молодёжи 2008-11, страница 36
МЕЛЫЕ ПРОЕКТЫ Jf> sait Парусный автомобиль Рено Твинго У всех крылатых парусников, о которых шла речь, небольшое, по авиационным понятиям, аэродинамическое качество - порядка 10-15, максимум 20 -с использованием экранного эффекта. А в активе-то у нас достижимое аэродинамическое качество паруса минимум 40-45! И такой оптимизм имеет практическое подтверждение: современные планёры-парители открытого класса обладают аэродинамическим качеством 63-65! Жёсткий аэродинамический парус типа планёрного крыла часто используют на скоростных парусниках, но применяют только одну (левую или правую) консоль. Рекордный парусник с использованием конструкции стандартного планёра получается до примитивного простым, лёгким и прочным, с прекрасной устойчивостью и управляемостью парусной системы, с огромным аэродинамическим качеством. Его, конечно, придётся слегка доработать - добавить крыльевую опору, изменить угол поперечной V-образности крыла и установить универсальный шарнир для крепления планёра на топе «мачты». Лёгкий парусник, предназначенный для рекордных заездов, представляет собой катамаран с глиссирующими корпусами, на короткой мачте которого на универсальном (карданном) шарнире установлен двухместный планёр-парус. При этом шарнир расположен в центре тяжести планёра. В кабине -штурвал управления по курсу воздушным рулём. Система управления планёром остаётся без изменений, но теперь она является системой управления парусным вооружением. Сила тяги крыльев планёра направлена вперёд и вверх, что значительно уменьшает момент крена, а подъёмная сила горизонтального крыла обеспечивает аэродинамическую разгрузку яхты (она может составлять до 80-100% веса). Парусник в этом режиме касается воды только швертами, а при запасе горизонтальной скорости даже может совершать планирующие полёты над водой. При этом оба крыла относительно поверхности воды устанавливаются симметрично, а поплавки (или буерное шасси) фиксируются по продольной оси планёра. Парусник для штурма мировых рекордов скорости, выполненный с использованием серийного двухместного планёра L-13 Blanik, имеет максимальное аэродинамическое качество в варианте яхта-катамаран - 16, в варианте буер - 18. Расчёты показывают, что максимальную скорость парусное судно развивает при ветре галфвинд, который дует под углом 90° относительно направления движения. Для идеального парусника (при отсутствии дрейфа, крена и гидродинамического сопротивления) скорость движения судна (v) была бы равна скорости ветра (V), умноженной на аэродинамическое качество (К): v = KV Присмотритесь к этому выражению. Да это же формула для определения горизонтальной скорости планёра! И поистине - идеальная яхта и есть планёр, а планёр - идеальный парусник! Его основная характеристика - аэродинамическое качество. Ведь у него отсутствуют дрейф, крен и гидродинамическое сопротивление. А летит он без снижения под действием восходящих потоков (вертикального ветра). Если их нет, у планёра есть для полёта «искусственный ветер», всегда дующий галфвинд: это вертикальная скорость его снижения (VB), В этом случае скорость горизонтального полёта (Vr) определяется: Vr = KVB Оба выражения идентичны, здесь К - то же самое аэродинамическое качество планёра. Недаром на многих языках слова «планёр» и «парусник» звучат одинаково. 2008 №11 ТМ А теперь идеальную яхту совместим с реальным парусником. Для этого планёр надо установить на мачте так, чтобы его крылья (паруса) были в вертикальном положении. Тогда при ветре всего 2 м/с и отсутствии дрейфа (иначе исчезнет сила действия ветра) мы можем получить максимальную скорость яхты при К=50: 100 м/с или 360 км/ч, т.е. в 50 раз больше скорости ветра. Так летают планёры. Но часть энергии нужно отдать на борьбу с дрейфом, а ещё какую-то часть - на преодоление крена и гидродинамического сопротивления. Таким образом реально остаётся Кх=8, где Кх - ходовое качество яхты. Поэтому максимальная скорость движения яхты составит 40 м/с (144 км/ч), превысив скорость ветра в 8 раз (а у YPE только в два с лишним раза!). Как видим, парус играет роль аэродинамического «усилителя» ветра. Итак, мировой рекорд скорости на буере можно повысить до 280 км/ч при скорости ветра 8 м/с, для этого требуется всего Кх=16. А существующий скоростной рекорд парусной яхты будет побит при том же ветре даже при Кх=6, что обеспечит скорость 60 м/с или 108 км/ч. Но это всё касается спортивных парусников, для которых главное -рекордный результат. Для транспортных целей на морских грузовых и пассажирских линиях нужны экологически чистые скоростные суда с минимальным расходом топлива, простые и надёжные в эксплуатации. 34 |
