Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
BMW Oracle Racing USA 17 с Кубка Америки 2010 года, с жестким гротом- крылом и обычным стакселем на носу
Силы на крыле (зеленый = подъемная сила, красный = сопротивление).

Wingsail , твин-кожа парус [1] или двойной парус кожи [2] является с переменным развалом колес аэродинамической структурой , которая устанавливается на морское судно вместо обычных парусов . Wingsails аналогичны крыльев самолета , за исключением того, что они предназначены для обеспечения подъемной силы с обеих сторон для размещения находящихся на любом липкости . В то время как крылья регулируют развал с помощью закрылков , крылья регулируют развал с помощью гибкой или шарнирной конструкции (для жестких крыльев). Крылья обычно устанавливаются на несъемный лонжерон, часто сделанный из углеродного волокна.для легкости и прочности. Геометрия крыльев обеспечивает большую подъемную силу и лучшее аэродинамическое сопротивление , чем у традиционных парусов. Крылатые паруса сложнее и дороже обычных. [3]

Введение [ править ]

Верхняя часть крыла гоночного катамарана Oracle AC45

Крылья имеют две основные конструкции, образующие крыловой профиль: «мягкий» (тканевый) и «жесткий» (с жесткой поверхностью). Л. Фрэнсис Херрешофф первым изобрел раннюю оснастку, которая имела стаксель и грот , каждый из которых имел двухслойный парус с передними кромками, прикрепленными к вращающемуся лонжерону. Катамаран класса C экспериментирует и совершенствует крылья в гоночном контексте с 60-х годов. Англичанин Джон Уокер исследовал использование крыльев на грузовых судах и разработал первое практическое применение парусных яхт в 1990-х годах. Крылатые паруса применялись на небольших судах, таких как шлюпка Optimist и Laser , на круизных яхтах и, в первую очередь, на высокопроизводительных многокорпусных гоночных парусных лодках, таких какСША-17 . Самые маленькие корабли имеют унитарное крыло, которое приводится в движение вручную. Крейсерские установки имеют мягкую оснастку, которую можно опустить, когда они не используются. Высокопроизводительные буровые установки часто собираются из жестких компонентов, и их необходимо устанавливать (устанавливать) и отключать от берегового оборудования. [3]

Регулировка развала [ править ]

Поперечное сечение крыла с линией изгиба.

Крылья изменяют выпуклость (асимметрию между верхней и нижней поверхностями крыла ) в зависимости от галса и скорости ветра. [4] [ необходима страница ] Вингель становится более эффективным с большей кривизной на подветренной стороне. Поскольку наветренная сторона меняется с каждым галсом, должна изменяться и кривизна паруса. На обычном парусе это происходит пассивно, поскольку он накапливается ветром при каждом галсе. На крыльях-крыльях для изменения развала требуется механизм. Крылья также меняют развал, чтобы приспособиться к скорости ветра. На самолетах закрылки увеличивают изгиб или кривизну крыла, повышая максимальный коэффициент подъемной силы.- подъемная сила, которую может создавать крыло - при более низких скоростях воздуха (скорости воздуха, проходящего над ним). У крыльев-крыльев такая же потребность в регулировке развала при изменении скорости ветра - более прямая кривизна развала при увеличении скорости ветра и более кривая при ее уменьшении. [3]

Механизмы регулировки развала крыльев одинаковы для мягких и твердых крыльев. В каждом из них используются независимые передний и задний сегменты аэродинамического профиля, которые независимо отрегулированы для развала. Более сложные установки позволяют регулировать развал по высоте над водой, чтобы учесть повышенную скорость ветра. [3] [5]

Сравнение с обычными парусными снастями [ править ]

Наличие оснастки, поддерживающей мачту обычной продольной оснастки, ограничивает геометрию паруса формами, которые менее эффективны, чем узкая хорда крыльевого паруса. Однако обычные паруса легко настроить на скорость ветра с помощью рифов . Крылья обычно имеют фиксированную площадь поверхности. Обычные паруса легко складываются; некоторые гибкие крылья-крылья можно уронить, когда они не используются; жесткие крылья должны быть удалены, когда воздействие ветра нежелательно. [3]

Точки плавания [ править ]

Нильсен суммировал эффективность крыльев по сравнению с обычными парусами для разных точек паруса следующим образом: [3]

  • Бейдевинда : при 30 ° попутном ветре крыло имеет угол атаки 10 градусов и большую подъемную силу по сравнению с обычным планом, а его углы атаки составляют 15 ° для стакселя и 20 ° для грота.
  • Вылет луча : при вымпельном ветре 90 ° крыло, расположенное поперек лодки, эффективно работает как крыло, обеспечивая подъемную силу вперед, в то время как стаксель обычной конструкции паруса страдает от того, что его трудно сформировать как крыло (главный парус все еще остается относительно эффективный).
  • Широкий вылет : при вымпельном ветре 135 ° крыло может быть ослаблено таким образом, чтобы оно по-прежнему эффективно работало как крыло, тогда как стаксель и главный парус больше не обеспечивают подъемной силы - вместо этого они оказываются перпендикулярными ветру и обеспечивают силу от только перетащить.

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Рид, Дэйв (27 августа 2019 г.). «Intel на главном двойном кожухе AC75» . Парусный мир . Проверено 28 декабря 2020 .
  2. Рианна Гриффин, Джек (27 августа 2018 г.). "Грот AC75 с двойной передней шкаториной" . www.sail-world.com . Проверено 28 декабря 2020 .
  3. ^ Б с д е е Нильсен, Питер (14 мая 2014 года). "Попался ли Wingsails в мейнстрим?" . Парус . Проверено 24 января 2015 .
  4. ^ Houghton, EL; Карпентер, П. У. (2003). Баттерворт Хейнманн (ред.). Аэродинамика для студентов инженерных специальностей (5-е изд.). ISBN 0-7506-5111-3.
  5. ^ Уидналл, Шейла; Корнуэлл, Хайден; Уильямс, Питер (2014). «Влияние гибкости по размаху на подъемную силу и крутящий момент крыльевого паруса» . Массачусетский технологический институт, факультет аэронавтики и астронавтики. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с Wings (парусный спорт) на Викискладе?