Приветствую Вас "Гость"  |    Регистрация    |   Вход  
  • Страница 2 из 2
  • «
  • 1
  • 2
Форум » Про кайтинг » Общие кайт темы » сила ветра (попытка раскрыть вертикальный подъем кайта ветром)
сила ветра
igmatsemДата: Пятница, 14.02.2020, 19:24 | Сообщение # 26
Группа: Проверенные
Сообщений: 17
Статус: Offline
Цитата Ivan_zlz ()
Мы же именно эту тему и обсуждаем!?
     Кратко тема звучит так: " Использование силы ветра для полета".
Цитата Ivan_zlz ()
Смотрите, на Вашем рисунке дельта-кайт: нет силы, направленной вперед.
     Систему Д+К следует рассматривать как аналог системы кайтер+кайт. В данном случае роль кайтера играет дельтаплан. Только в отличии от кайтера, дельтаплан имеет возможность менять скорость полета. Возникает тот самый колебательный контур, о котором Вы писали выше. Как только кайт замедляет скорость системы Д+К, дельтаплан, уменьшая угол атаки, скорость набирает (сила,направленная вперед), увеличивая высоту кайта.
Цитата Ivan_zlz ()
Инерция, про которую Вы говорите...
           Теперь,чтобы вернуть дельтаплан в исходное положение, кайту придется преодолеть его инерцию, то есть зацепиться за него на некоторое время  и продолжить за это время свой подъем. Далее процесс повторяется. В отличии от запуска воздушного змея с той лишь разницей, что для изменения угла атаки змея, приходится стравливать леер.
Цитата Ivan_zlz ()
Что такое порывы ветра? Дайте определение.
      порыв ветра — Внезапное, кратковременное возрастание скорости ветра по сравнению с ее средней величиной. В нашем случае порывы возникают вследствие изменения аэродинамических сил, связанного с изменением углов атаки,  скольжения и скорости движения летательного аппарата относительно воздуха.  Не путать с термическими потоками ( термиками ). 
Цитата Ivan_zlz ()
Сможете найти ссылку на видео дельтапланериста, взлетающего (и летающего) в порывистый ветер на равнине без буксиров и мотора?
    Мечта всех дельтапланеристов. Есть ссылки фейковых полетов, набравшие многомиллионные лайки.
 
Ivan_zlzДата: Суббота, 15.02.2020, 09:54 | Сообщение # 27
Группа: Кайт клуб
Сообщений: 434
Статус: Offline
Давайте по пунктам:
1. Все летательные аппараты тяжелее воздуха летают за счёт скорости крыла относительно воздуха.
2. Летящий предмет испытывает сопротивление и снижает свою скорость. Чтобы её поддерживать нужна дополнительная энергия.
3. Если исключить вертикальные потоки воздуха, то для перевода потенциальной энергии в кинетическую (чтобы поддерживать скорость) необходимо уменьшать высоту.
4. Сам по себе колебательный контур, с точки зрения физики, не способен преодолеть закон сохранения энергии.
5. Энергия ветра относительна. В самом потоке энергии нет. Чтобы использовать энергию ветра - нужно за что-то зацепляться.
6. Естественные порывы ветра, как сказано, явление кратковременное и, наверное малопригодное для практического использования. Если создавать порывы искусственно, то во-первых мы создадим дополнительное сопротивление, которое снизит нашу скорость а во вторых, для компенсации потерь, будем вынуждены добавлять энергию извне. Это аналог птицы, которая машет крыльями чтобы лететь.
5. Пока дельтапланеристы мечтают, кайтеры катаются и даже ненадолго взлетают...
 
igmatsemДата: Суббота, 15.02.2020, 20:16 | Сообщение # 28
Группа: Проверенные
Сообщений: 17
Статус: Offline
По первым трем пунктам вопросов нет. Согласен.
Цитата Ivan_zlz ()
4. Сам по себе колебательный контур, с точки зрения физики, не способен преодолеть закон сохранения энергии.
   В теме речь не идет о нарушении закона сохранения энергии. Существует два основных способа, с помощьюкоторых энергия ветра может быть преобразована:1).использование  силы «аэродинамическогосопротивления»,2). «подъема».  Способаэродинамического сопротивления означаетпростое размещение одной стороны поверхности против ветра, в то время, как
другая сторона находится с подветренной стороны. Движение за счет
аэродинамического сопротивления происходит в том же направлении, что и дует
ветер. Способ подъема несколько изменяет направление ветра и создает силу,
перпендикулярную направлению ветра. Воздушный шар и дельтаплан.Следует отметить, что способ аэродинамического сопротивления
менее эффективен, чем способ подъема.
Цитата Ivan_zlz ()
Чтобы использовать энергию ветра - нужно за что-то зацепляться.
   Простейшим примером зацепления может служить как раз одновременное нахождение в воздухе воздушного шара и дельтаплана.Шар,обладая огромным аэродинамическим сопротивлением, движется относительно земли практически со скоростью ветра. Дельтаплан же, совершая полет против ветра, при определенной его воздушной скорости, может вообще относительно земли стоять на месте. Таким образом между этими объектами существует, если можно так выразиться, разность потенциалов  запаса кинетической энергии. Отсюда следует, что один из объектов может являться для другого точкой опоры или зацепа. 
Цитата Ivan_zlz ()
Если создавать порывы искусственно то во-первых мы создадим дополнительное сопротивление...
     Увеличение угла атаки-это и есть порыв,то есть нестационарное движение,а оно, как известно, не подчиняется законам аэродинамики и подъемная сила при нем растет во много раз интенсивнее, чем сопротивление.
Цитата Ivan_zlz ()
5. Пока дельтапланеристы мечтают, кайтеры катаются и даже ненадолго взлетают...
    Что ж,остается только позавидовать. Хоть кто то использует энергию ветра для подъема.
 
Ivan_zlzДата: Понедельник, 17.02.2020, 13:24 | Сообщение # 29
Группа: Кайт клуб
Сообщений: 434
Статус: Offline
Цитата igmatsem ()
Существует два основных способа
При каждом способе есть лобовое сопротивление. Раз есть сопротивление, то будет снижаться скорость. Чтобы скорость поддерживать, нужна дополнительная энергия. Брать её из той среды, в которой находишься, нельзя бесконечно, иначе бы уже сделали вечный двигатель. Типа толкнули дельтаплан, и он (при определенном положении крыла) летит себе бесконечно в горизонтальном воздушном потоке...

Для объекта, не связанного с землёй: чтобы получить проекцию силы реакции крыла на поток обтекающего воздуха, сонаправленную скорости движения, необходимо направить крыло вниз. То есть лететь вперед за счет обтекающего крыло потока воздуха можно либо снижая высоту (лучшие планеры могут с высоты 1км пролететь почти 60 км без вертикально направленных потоков), либо используя направленные вверх потоки воздуха, за счет рельефа или термических потоков (именно так парят орлы, так может "зависнуть" дельтаплан или параплан над одной точкой и на одной высоте (обычно перед холмами и в горах), так летают планеры хоть целый день (рекорд дальности почти 2500км)  и т.п.).
Для объекта, связанного с землей (кайт): для создания силы для движения вперед (через поток обтекающего крыло воздуха) используется реакция строп. Чем больше отклонения крыла от вертикальной оси, тем больше сила. Но при вертикальном положении строп (кайт в "зените"), равнодействующая будет направлена по ветру. Чем лучше аэродинамика у кайте, тем ближе к зениту он может приблизиться. В принципе, можно кратковременно (за счёт набранной скорости и инерции кайта) перелететь точку зенита, но это приведет к ослаблению строп и падению кайта. Таким образом, зацепившись за землю можно поддерживать аппарат тяжелее воздуха на одной высоте за счёт использования силы ветра. Причём пока мы упираемся в землю, кайт всегда нас тянет в ту сторону куда дует ветер. Поэтому невозможно двигаться с кайтом в направлении строго против ветра.
Для объекта, связанного с другим объектом (связка воздушный шар - кайт, дельтаплан - кайт): в воздухе можно цепляться только за воздух. В принципе, такая идея может работать. Даже расчётные значения выше приводил: либо используем плоскую поверхность площадью 200-250 кв.м и весом пару тонн (тогда можно кататься как на обычном кайте, но уже в пространстве), или можно любую форму и площадь, но тогда будет однозначный дрейф по ветру, например, для воздушного шара с проекционной площадью 80кв.м сила сопротивления, сопостовимая с весом человека, получится при скорости относительно воздуха порядка 10 м/с (чтобы создать необходимое аэродинамическое сопротивление). Причем если брать относительно земли, то нужно к этой скорости добавить скорость ветра. А для крыла, находящегося вверху, ветер должен дуть со скоростью больше чем сумма скорости движения зацепа и скорость потока воздуха на уровне зацепа относительно земли. Используя градиент ветра это возможно, если у поверхности дует ветер 5 м/с, то зацеп должен будет двигаться относительно земли со скоростью 15 м/с, а крыло вверху должно обдуваться ветром со скоростью 20 м/с. Для реальных условий (если использовать 300-метровые стропы, градиент позволяет получить увеличение скорости ветра в 3 раза, так что для получения необходимой относительной скорости кайта в 5 м/с (и абсолютной относительно земли, равной 24 м/с), нужно чтобы у земли дул ветер 8 м/с, а зацеп (воздушный шар) летел по направлению ветра со скоростью 18 м/с). Так-то всё вполне реально (если не принимать во внимание, что на воздушных шарах обычно не летают при скорости ветра больше 5 м/с). Что по итогу получим: воздушный шар, к которому прицеплен кайт с 300-метровыми стропами, и эта связка летит по направлению ветра со скоростью 70 км/ч. Если кому-нибудь интересно, зачем весь этот геморрой, поясню: можно в воздушный шар поместить дополнительно ещё одного человека и шар будет поддерживать постоянную высоту!

Цитата igmatsem ()
порыв,то есть нестационарное движение,а оно, как известно, не подчиняется законам аэродинамики и подъемная сила при нем растет во много раз интенсивнее, чем сопротивление
 
igmatsemДата: Понедельник, 17.02.2020, 22:00 | Сообщение # 30
Группа: Проверенные
Сообщений: 17
Статус: Offline
Говоря о двух основных способах, с помощью которых энергия ветра может быть преобразована в движение безмоторного Л.А, я имею ввиду две основные силы, участвующие в процессе этого перемещения. Это сила сопротивления и сила тяжести-гравитация. Если кайт летит в основном за счет силы сопротивления, то для дельтаплана основополагающей является сила тяжести. Только благодаря этой силе дельтаплан может лететь против ветра и даже со скоростью,превышающей скорость последнего. Необходимо только правильно синтезировать эти силы. При равенстве этих сил в воздушном потоке (как на картинке),при совпадении воздушной скорости дельтаплана при его качестве К=10 и скорости ветра 10м/с., скорость снижения аппарата будет равняться 1 м/сек. В отсутствии ветра скорость парашютирования дельтаплана, при его площади 17 м2., будет равна уже 10 м/сек. Спрашивается, что за энергия удерживает его? Ответ только один- энергия ветра. Глобально это звучит так. Найти возможность рекуперации кинетической энергии ветра летательному аппарату. В свое время у меня было предложение накапливать энергию ветра в дельтаплане с помощью пружинных консолей. Есть и другие способы, их немало. Например взять резиновые стропы кайта. Человек не может поднять себя за волосы и это очевидно. Однако,если к его волосам привязать стропы кайта и дождаться ветра, то эффект на лицо.
 
Ivan_zlzДата: Вторник, 18.02.2020, 23:35 | Сообщение # 31
Группа: Кайт клуб
Сообщений: 434
Статус: Offline
Вообще-то кайт - это крыло, как и дельтаплан. Действующие силы аналогичны и летают они за счёт скорости воздуха, обтекающего крыло и создающего подъемную силу (являющуюся одной из проекций силы сопротивления). Разница между кайтом и дельтапланом в том, что на кайт плюсом действует ещё сила натяжения строп (и эта сила ТЯНЕТ кайт ВПЕРЕД). А у дельтаплана этой силы нет, поэтому поддерживать горизонтальную скорость можно только за счёт снижения высоты (при отсутствии вертикальных потоков). Подъёмная сила пропорциональна квадрату скорости набегающего на крыло потока воздуха, поэтому высокая горизонтальная скорость может замедлять вертикальную скорость спуска. Поэтому летящий горизонтально дельтаплан может иметь скорость спуска 1м/с, а без горизонтальной скорости будет парашютировать со скоростью 10м/с.
Вроде уже высказывал мысль, что при нахождении летательного аппарата в воздухе, сила и направление ветра (перемещение воздушных масс относительно земли в горизонтальном направлении) не имеют никакого значения и практического смысла. Если представить полёт на дельтаплане над облаками (чтобы не видно было земли), то лететь можно по любому азимуту и скорость относительно воздуха меняться не будет. Аналогично в реке можно плавать вокруг плота и такое движение не будет отличаться от аналогичного заплыва вокруг плота, находящегося на озере. Воздушный шар может лететь в воздушном потоке с любой скоростью относительно земли, а для пассажиров шара всегда будет штиль. Как по мне, пытаться рекуперировать «энергию ветра», летя на воздушном шаре, это тоже самое, если делать это на земле при нулевой скорости ветра относительно земли. Хотя воздух при этом движется относительно Солнца со скоростью 30км/с - гигантское количество «ветровой» энергии! Дельтаплан, конечно, имеет горизонтальную скорость относительно воздуха и можно аккумулировать энергию этого «ветра», но это приведёт к снижению скорости и падению.

Мюнхаузен вытянул себя из болота, создав силу без точки опоры. Кайт над дельтапланом создаёт силу в направлении обратном полёту, т.е. тормозит дельтаплан (в ситуации с бароном: последнему видимо хорошо помогла лошадь, за которую он держался ногами). Скорость полёта дельтаплана относительно потока воздуха снизится (а с ним и скорость полёта кайта, ибо он тоже тормозится потоком воздуха). Потом все вместе упадут вниз.
 
igmatsemДата: Среда, 19.02.2020, 14:51 | Сообщение # 32
Группа: Проверенные
Сообщений: 17
Статус: Offline
Цитата Ivan_zlz ()
Вроде уже высказывал мысль, что при нахождении летательного аппарата в воздухе, сила и направление ветра (перемещение воздушных масс относительно земли в горизонтальном направлении) не имеют никакого значения и практического смысла.
   Это не совсем так. На полет Л.А. в значительной степени влияет и сила тяжести-гравитация. Именно сила тяжести задает дельтаплану запас кинетической энергии, позволяющей ему совершать горизонтальный полет. А вот запас кин. эн. напрямую зависит от движения дельтаплана по или против ветра.Так, например,при взлете против или по ветру, поведение Л.А. различно. Л.А. взлетает против ветра значительно быстрее, чем по ветру. Так же поведение Л.А при нестационарном движении (ускорение или замедление) существенно зависит от полета в штиль или в ветер, при различном его направлении. При полете в штиль, увеличение У.А влечет за собой передачу кин. энергии от Л.А воздуху с образованием воздушной волны. При полете против ветра, при увеличение У.А. происходит уже передача кин. энергии от ветра к Л.А. Это явление с успехом используют альбатросы, способные летать сутками не совершая взмахов крыльями. Осуществляя свой полет по ветру, они запасают кин. энергию и делая разворот рекуперируют эту энергию в подъем.
     Аналогичное происходит и при движении в воде. При движении вокруг плота против течения, нам приходится преодолевать еще и запас кин.энергии,переданной нам водой.
 
Ivan_zlzДата: Среда, 19.02.2020, 19:38 | Сообщение # 33
Группа: Кайт клуб
Сообщений: 434
Статус: Offline
Цитата igmatsem ()
при взлете против или по ветру, поведение Л.А. различно
Конечно, но я писал, что ветер прекращает своё влияние ПОСЛЕ взлёта. Когда Л.А. находится в воздушных массах, которые перемещаются относительно земли, он имеет только собственную скорость относительно этих воздушных масс. Скорость ветра относительно земли важна только при взлете и посадке. Самолеты обычно летают с постоянной скоростью относительно воздушного потока, но пролетают из точки А в точку Б за различное время. Но в полёте скорость по приборам одинакова, что по ветру они летят, что против ветра. На посадке как и на взлете, скорость касания земли будет зависить от направления ветра. 
 
Цитата igmatsem ()
поведение Л.А при нестационарном движении (ускорение или замедление) существенно зависит от полета в штиль или в ветер
    Про нестационарное движение рано, ещё со стационарным не разобрались. Хотя принципиально там ничего не изменится, просто штиль это стабильная среда, а при перемещении масс могут быть изменения потоков воздуха по величине и направлению, использовать которые в принципе можно, но практически неэффективно для длительных полётов.
    Альбатросы используют градиент ветра (изменение скорости потоков воздуха на различной высоте). Но, попрошу заметить, что если нет вертикальных потоков, но есть градиент, то альбатросы могут лететь далеко, но со смещением среднего курса движения в ту сторону, куда дует ветер. Если по простому, то лететь альбатрос может, а вернуться в точку старта (даже после разворота и движении в обратном направлении) - нет.
Цитата igmatsem ()
При полете в штиль, увеличение У.А влечет за собой передачу кин. энергии от Л.А воздуху с образованием воздушной волны. При полете против ветра, при увеличение У.А. происходит уже передача кин. энергии от ветра к Л.А.
По-моему это звучит нелогично. Разве в штиль нельзя слететь на дельтаплане с горы в низину? А при полете по ветру что по Вашему происходит? 

Вот на видео движение по кругу: тут и по ветру и против ветра - летит одинаково.
 
igmatsemДата: Четверг, Вчера, 14:26 | Сообщение # 34
Группа: Проверенные
Сообщений: 17
Статус: Offline
Цитата Ivan_zlz ()
Про нестационарное движение рано, ещё со стационарным не разобрались.
       Полностью с Вами согласен. Предлагаю даже определиться в тезаурусе основных понятий аэродинамики.
   1. Ветер,представляет горизонтальное движение воздушной массы относительно земли.
   2. Ветер обусловливает сносЛ.А вместе с этой воздушной массой.
   3. Скорость полногодвижения Л.А -W представляет собой геометрическую сумму двух векторов:вектора воздушной                 скорости- V и вектора ветра-U.
   4.  Кинетическая энергия – энергия движениятела. Она определяет запас энергии тела, которое обладает скоростью. 
   5. Сила инерции-это сила сопротивления среды изменению параметров движения. То есть, среда сопротивляется              изменению скорости (ускорению) по разному. Другими словами, при разных скоростях полного движения Л.А.-W,          сила инерции различна.
       Полагаю также, что: аэродинамика – наука экспериментальная. Формул, позволяющих абсолютноточно описать процесс                 взаимодействия твердого тела с набегающим потоком воздуха
пока нет.  
Цитата Ivan_zlz ()
Вот на видео движение по кругу: тут и по ветру и против ветра - летит одинаково.
          Что значит летит одинаково? Да согласен, воздушная скорость дельтаплана может быть одинакова, поскольку ее контролирует сам пилот, а вот его движение не может быть круговым, поскольку, опираясь на вышеуказанные определения, мы можем воспользоваться известным векторным равенством:
                                                                                           W =  V + (-U) 
(здесь знак минус указывает на направление ветра). Исходя из этого равенства видим, что движение никак не может быть круговым, поскольку дельтаплан движется как по ветру, так и против него. Наиболее понятно это становится в том случае, если дельтаплан будет кружить с одинаковой воздушной скоростью вокруг воздушного шара, гонимого ветром. Двигаясь против ветра, дельтаплан будет зависать относительно земли, в то время, как шар, гонимый ветром, будет пролетать мимо него. И напротив, при движении дельтаплана по ветру, уже он будет проноситься мимо шара, поскольку его воздушная скорость будет складываться со скоростью ветра. Кстати тоже будет и для пловца вокруг плота при их движении по течению реки. Если Вы согласны с этими рассуждениями, то далее можно будет переходить к энергетическим и инерционным составляющим процесса.
                                                                                                      
    

 
Ivan_zlzДата: Четверг, Вчера, 23:19 | Сообщение # 35
Группа: Кайт клуб
Сообщений: 434
Статус: Offline
Про основные понятия - давно пора.
По п.1 - согласен, ключевые слова «относительно земли», потому что относительно самих воздушных масс никакого ветра нет.
По п.2 - да.
По п.3 - для наземного наблюдателя это верно, для пилота Л.А. - нет, т.к. аппарат находится в воздушной массе и движется со скоростью V (скорость движения Л.А. относительно потока воздуха). Можно написать формулу полной скорости Л.А. относительно движущейся по земле машины, тогда будет три вектора и полная скорость будет ещё больше (или меньше), но это никак не скажется на движении Л.А. Ещё пример, человек едет в поезде со скоростью 100 км/ч, ему как легче идти по вагону, по ходу поезда или против?
По п.4 по школьному - да, но кинетическая энергия относительна. Если изменить точку отсчёта, скорость изменится, значение кинетической энергии тоже, но это никак не повлияет на полёт.
По п.5 - нет. Во-первых непонятно какую силу инерции Вы имеете ввиду: даламберову, эйлерову или ньютонову, а во-вторых в любом случае для любой постоянной скорости поступательно движущегося тела сила инерции равна нулю (т.е. при стационарном движении силу инерции использовать нельзя), в-третьих обычно рассматривают инерцию тела (имеющего массу), а у Вас инерция воздушной среды - зачем нужна информация об изменении скорости и направлении молекул воздуха после столкновением с крылом Л.А.?
Насчёт аэродинамики откуда такая информация? Нормальная наука, с теорией и практикой. Всё там есть, и формулы точные и численные методы и экспериментальные исследования. Если человек не нашёл информацию, то это ещё не значит, что её нет.

Про видео дельтаплана (коробочка), под движением по кругу подразумевал старт, четыре левых поворота и финиш в точке старта. Смысл в том, что направление полёта менялось, а скорость относительно воздушного потока (V) - нет. То, что скорость относительно земли менялась согласен, но на поведение в воздухе Л.А. это не сказывается. Вот тестовый вопрос: летит дельтапланерист ночью (землю не видно), как он может узнать направление ветра?
Про дельтаплан, облетающий по кругу воздушный шар: всё зависит от точки отсчёта. Для дельтапланериста шар будет вращаться на одной точке, для человека на шаре - дельтаплан будет двигаться по окружности, для наблюдателя с земли шар будет двигаться поступательно, а дельтаплан совершать сложное движение (комбинация вращательного и поступательного).
Предлагаю для упрощения понимания аэродинамических процессов использовать в качестве точки отсчёта или Л.А. или любую точку воздушных масс.
Ещё раз: ветер имеет смысл для кайтера, потому что он с землёй связан. В момент отрыва от земли ветер перестаёт существовать - остаётся только набранная скорость относительно воздушного потока.
P.s. А Земля, случайно, не плоская у Вас?
 
Форум » Про кайтинг » Общие кайт темы » сила ветра (попытка раскрыть вертикальный подъем кайта ветром)
  • Страница 2 из 2
  • «
  • 1
  • 2
Поиск: