Упрощенный расчёт судна на подводных крыльях. Отжал всю воду и порубил топором теорию расчёта движения на подводных крыльях. В итоге вот что получилось: Обычно, при строительстве подобной посудины задаются скоростью движения и примерным водоизмещением или весом аппарата. За основу возьмём Вейф Раннер. Допустим, что его вес складывается из веса пилота – 80 кг, велосипеда – 15, поплавковой приставки – 12, крыльев с креплением – 10, мотора с приводом – 5. В итоге набирается вес порядка: G=80+15+12+10+5=122 кг. Допустим, что это устройство будет двигаться со скоростью 20 км/ч или 5,5 м/с. Далее требуется определить два основных параметра. Это площадь крыла и мощность двигателя. Начнём с площади крыла: Самым главным составляющим в формуле расчёта площади крыла, является коэффициент подъёмной силы (КПС) крыла. Определению этого коэффициента посвящено несколько страниц с формулами и графиками. Одно плохо – в этих формулах не учитывается малый вес Раннера и небольшая скорость движения. По этой же причине он оказывается за пределами всех графиков. Другое дело сам КПС. Он безразмерный и должен быть справедлив для всех посудин. Как выяснилось он колеблется в очень узких пределах. От 0,1 до 0,35. При этом, для крыльев, работающих вне зоны кавитации и на небольших скоростях с погружением на глубину более хорды крыла, диапазон изменения коэффициента ещё меньше – от 0,2 до 0,3. Большее значение для аппаратов с лучшим качеством. Берём среднее значение коэффициента – 0,25. Считаем площадь крыла. Она равна двум весам аппарата в ньютонах, делённым на произведение КПС, плотности воды (1000кг/м куб), и квадрата скорости движения. Получаем: S=2Х122Х9,81/0,25Х1000Х5,5Х5,5=0,316 м квадратного. Распорядиться этой площадью можно просто: При ширине крыла в 200 мм, его размах составит 0,316/0,2=1,575 метра или 1575 мм. Теперь разберёмся с мощностью привода. Поможет в этом такая безразмерная величина, как качество крыла – отношение подъёмной силы к сопротивлению. Оказывается, для посудин на подводных крыльях, эта величина максимальна при выходе на крыло и находится в пределах 10 – 12. С ростом скорости и перед выходом на крыло эти значения уменьшаются. Большее значение соответствует лучшим аппаратам. Будем ориентироваться на меньшее и примем качество 10. Тогда, зная вес аппарата можно вычислить сопротивление крыла. Оно составит: Rк=122/10=12,2 кг. Но это сопротивление голого крыла. Сопротивление стоек, руля и прочих выступающих частей в период выхода на крыло составляет примерно половину сопротивления крыла. Это будет: Rвч=12,2Х0,5=6,1 кг. Полное сопротивление составит: R=12,2+6,1=18,3 кг или 18,3Х9,81=180 ньютонов. Эффективная мощность на движение аппарата составит: Nэ=180Х5,5=990 ватт. Если учесть , что КПД гребного винта редко превышает 0,75, а в приводе есть конический редуктор с КПД 0,97 и гибкий вал КПД которого вряд ли выше 0,9, то общий КПД привода будет: КПД=0,75Х0,97Х0,9=0,65 Мощность взятая от двигателя на привод составит: N=990/0,65=1523 ватта , 1,523 киловатта или 1,523Х1,36=2,071 лошадиной силы. Так как расчёт ориентировочный и очень приближённый, его точность вряд ли выше плюс минус 10 процентов. Но результат почти совпадает с действительностью. На приводе Раннера стоит движок в две силы и скорость движения в крылатом режиме около 15 км/ч.
_________________ Жизнь, это движение к цели. Конечный пункт известен, остаток времени тоже. При прохождении маршрута, будь осторожен - путь может оказаться слишком коротким!
|