Comments 65
Хорошее замечание...)))
Является ли стационарно установленный Азипод вообще Азиподом?
Азипод- это электрическая винто-рулевая колонка.
Если её приварить наглухо, то РУЛИТЬ она уже не будет.
Механическая винто-рулевая колонка не является Азиподом.
Да и вообще Азипод- это торговое название АВВ...
Вот только прямых электроприводов на валы было полно и раньше, например на подводных лодках.
Без вращение винта на 360 градусов в таком изделии, где только "электродвигатель расположен в гондоле вне корпуса судна", не было бы никакого практического смысла.
Действительно на "Квин Мери 2" установлено 4 шт обычных азиподов.
Что два из них ( дальние на фото) установлены не самым эффективным образом для поворота (затенённые килем), это не значит, что они перестали быт поворотными.
Так что это всё те же одинаковы азиподы, просто с ограниченной возможностью ЭФФЕКТИВНОГО применения имеющегося функционала.
Ну, что сказать...
На квин мери 2 стоят не азиподы, а винтовые колонки от Ролс-ройса и Алстом. Азиподы производят на АВВ!
Два первых азипода просто зафиксированы, но это не значит, что они как-то отличаются от задних и вообще не крутятся.
Это как замок в петлях ворот не означает, что ворота нельзя открыть при снятии замка...))
У Сименса они называются SiPOD
С волнами от больших судов (больших по сравнению с лодками) познакомился ещё в детстве. Лето проводил на реке Волхов, а в 70-80-х годах там было достаточно плотное судоходство, всякие баржи и кораблики. У местных почти всех лодки, обычные деревянные и нам, детям в возрасте наверное лет 5-6, уже разрешали брать плоскодонку и кататься по реке.Там два рукава, наш не судоходный и спокойный, а вот с другой стороны островка сильное течение и ходили суда. Вот однажды решили с другом вокруг острова обойти, и встретилась нам баржа. Это на моторке можно уйти от баржи, а на веслах не получится. Хорошо что нам сразу было вбито взрослыми в голову - увидели судно, сразу разворачивайте лодку носом перпендикулярно к ходу. В общем, все кончилось благополучно, но эти как тогда показались гигантские волны запомнились на всю жизнь.
Что-то я не понял. Объяснение присасывания с помощью уравнения Бернулли идет от разницы давлений, вызванной разницей в скорости воды между кораблями.
Проявляется как на малых,так и на больших кораблях
А потом произошел переход, на развенчания так вроде бы и не произошло?
Развенчание и заключается в том, что просто даёшь объяснение с помощью совсем других физических закономерностей, которые есть на самом деле. При этом старое "опровергаемое" объяснение просто не упоминаешь вообще.
Теории вообще не доказывают и не опровергают.
Теории либо живут, дополняясь новыми фактами и подтверждениями, либо тихо умирают на страницах учебников по "Истории науки".
Сейчас "объяснение по-Бернулли" постепенно отмирают в аэродинамике и в гидро-динамике, так как по факту они ничего не объясняют.
Честно говоря, не достаточно
Упомянутый закон работает, так как помимо взаимного притягивания кораблей, еще есть самолеты и косые паруса
И там нет волн от соседних объектов
Сорри, но для опровержения действия физического закона стоит использовать, к примеру вариант, при котором созданы все условия, а он не работает. Иначе никак
Кстати с волнами. В примере с крейсером это достаточно большие корабли. С хорошей мореходностью. И такое рысканье очень сомнительно.
Но такое ... я судовождением не занимаюсь, но было бы интересно почитать разбор не с точки зрения альтернативной теории устройства мира, а именно с упором почему закон в этом случае не работает
Но, нет так нет, настаивать не буду :)
Самолёты и косые паруса тоже функционируют без единой ссылки на "уравнение Бернулли".
С развенчания этого мифа в Аэродинамике я тут и начал публиковаться 2019 году.
Читайте мою статью по ссылке
https://habr.com/ru/articles/438854/
Почему не работает "уравнение Бернулли" для судов и самолётов я вам отвечу кратко:
А потому "уравнение Бернулли" не работает в открытых пространствах, да потому что оно сформулировано для идеальной трубы с идеальными твёрдыми стенками.
И оно вообще не рассматривает поперечное давление на стенки в местах изгиба трубы, где должны формироваться центростремительные ускорения, создающие подъёмную силу на крыле и тягу на косых парусах..
Про реакции стенок на поворотах водяных труб читайте по ссылке в главе про "вертушку Фейнмана".
А причем тут труба? Есть пгнятие ламинарного потока, где оно тоже работает :)
Я посмотрел статью. Сорри, конечно много букв, но ...
Во-первых закон физики можно опревергнуть экспериментально. Формулами ничего не добьешься, так как он изначально вводится как аксиома. Т.е. по большому счету, мелом на доске закон не победить :)
Во-вторых, в своец очень большой статье вы делаете большую ошибку, а именно анализируете "летит/не летит/как летит" глядя на крыло. Это только один из факторов
Приведу сначала крайность. Ракета для вывода груза на орбиту крвльев не имеет, но летит :) Это общее правило, думаешь, что что-то изобрел - проверь на крайних случаях ;)
Про самолет, условный 737. На него действуют сила тяжести, сопротивление воздуха, подъемная сила крыла, аэродинамическая сила от сталибилизатора, тяга двигателей. Для простого варианта "летим вперед и никуда не сворачиваем". Так вот последняя довольно таки значительна и даем некислый кабрирующий момент. Т.е. без аганализа всех значимых сил, действующий на самолет, анализ не имеет смысла :)
По вопросу о подъемной силе полотняного гнутого косого паруса с нулевой толщиной вы уже определились?
По Бернулли у такой конструкции тяги быть не может, так как скорости одинаковые по обеим сторонам паруса нулевой толщены.
В моей модели сут "подъёмной силы крыла" у гнутого профиля нулевой толщины офигительная подъёмная сила, вполне себе подтверждаемая на практике.
Про ракеты у меня тоже есть статья, на которую я вам дал ссылку про "вертушку Фейнмана".
По тонкому парусу - очевидно нет, так как скорости разные :)
Просто вам следует идти не перескакивая, а ровно шаг за шагом, не делая неверных допущений :)
Берете модель и измеряете скорость ;) А пока не измерили - не делаем поспешных выводов
Как могут быть разные скорости у потоков на разных сторонах на тонком крыле по-Бернулли?
У надутого паруса поперёк ветра вообще может быть обтекание как у пластины поперёк потока, где тоже по Бернули ничего не считается.
Мы же обсуждаем косой парус под острым углом к ветру, когда он работает как крыло в виде тонкой пластины нулевой толщины.
Бремя доказательства лежит на вас ;) Иначе комментарий выше, и много чего еще является невалидным
Вы же сами видите, научный подход в обязательном порядке требует доказательства каждого звега цепи, а в случае физике желательно и экспериментального подтверждения
Какой мне смысл смотреть на здание из умозаключений, которое построено на таком зыбком фундаменте
Не торопитесь, во времена моей молодости я тоже мог прицти к учителю с фразой типа "здесь все правильно, ошибки нет". Но столпы науки всегда оставались неповрежденными :)
Не пишите много, точные науки не любят "воды"
Никто никогда НЕ ДОКАЗЫВАЛ применимость уравнения Бернулли для сплошной среды и ломящийся сквозь неё объект.
Просто так когда-то кто-то ляпнул не подумав, а все просто поверили и записали НЕДОКАЗАННУЮ ахинею в учебник.
Вот вам вопрос: Какой именно слой ускоренного воздуха над крылом создаёт подъёмную силу?...При этом есть прилипший пограничный слой с нулевой скоростью и турбулентные зоны даже со встречным течением!
У версии по Бернулли на эти вопросы нет ответов.
Боюсь вы багально неправы.
Все очень просто. Либо вы проводите серию экспериментов, рез3льтаты которых публикуете публичено и ждете реакции, либо ... вам просто нечего сказать в ответ на факт полета 737го либо движения парусника против ветра
Все просто, законы физики не опровергаются математическими выкладками
Вы никак не можете пойти простым и ЕДИНСТВЕННЫМ путем. Хотите опровегрнуть закон? Ок, создаете эксперимент и показываете его несостоятельность
Вот вы что-то написали ... не вижу смысла даже это разбирать, пока этот эксперимент не будет проведен в аэродинаиической трубе и на него не будет написано разумное число рецензий
Без этого это все просто набор слов
Поймите, наука не терпит торопливости. Идиье шаг за шагом
Вот вы ввели какой-то пограничный слой, зоны турбулентности - ну почему вы ожидаете хоть какой-то реакции на это? Это ваши фантазии, пока они будут подкреплены чем-то материальным
Как я буду обсуждать с вами мою версию событий, если вы не удосужились прочитать мою статью об этом?
Закон Бернулли выводится из условия сохранения энергии жидкости/газа.
А держать самолет в воздухе без очень больших затрат энергии (индуктивное сопротивление на порядок больше затрат на трение) не получается.
Аналогично для парусов и кораблей.
Я вообще не понял, к чему это?
Затраты на поддержание самолета в воздухе связаны с необходимостью держать большие крылья, которые и дают сопротивление. А большие крылья нужны для полета возле земли, проще говоря взлета и посадки, когда скорости невелики
Уберите задачу взлетать и садится, и получите уменьшение сопротивления на порядок. Найдите изображение крылатой ракеты, если не верите. Там мини крылишки
По парусники я вообще не понял
Возьмем скажем Томагавк. Он взлетает на твердотопливном бустере, потом летит на обычном движке.
Если бы крылатая ракета была куда эффективнее самолета то ей бы требовалась очень небольшая мощность обычного движка относительно веса. У Томагавка отношение 1/4.2 - вполне приличный самолет. Еще КР бы требовала минимум топлива - в реальности она несет (450/1300) примерно треть веса топлива при характерной дальности в пару тысяч км.
В общем АК сравнимо с самолетным.
Допустим вы запускаете крылатую ракету весом в тонну с сечением порядка десятой метра2 и скоростью 150 м/с (~500 км/ч) Пусть она имеет хорошую обтекаемую форму с коэффициентом сопротивления .04
Нетрудно прикинуть что сопротивление воздуха будет порядка 50 Н. Понятно что цифры приблизительные, но порядок величин они передают.
В реальности наша ракета будет иметь АК порядка 10, это значит что нам нужна минимальная тяга двигателей в 1000 Н. (ну а с запасом мощности как раз и будет томагавковские 1/5)
Уупс. Откуда разница в 20 раз?
Крылатый аппарат обычно тратит большую часть мощности на отбрасывание крыльями воздуха вниз чтобы держаться в воздухе.
Оттуда и сопротивление.
То что индуктивное сопротивление доминирует можно видеть хотя бы из того простого факта что крылья обычно нельзя поворачивать на шарнирах для изменения угла атаки. По мере изменения параметров полета просто меняют угол атаки всего самолета целиком. При этом сильно меняется сопротивление фезюляжа, но это никого не заботит потому что индуктивное сопротивление доминирует.
Возьмем скажем Томагавк. Он взлетает на твердотопливном бустере, потом летит на обычном движке.
Замечу, самолет не может так делать, так как внутри него часто сидят паксы, которые хотят жить :) И такое стартовое ускорение им не пережить. Ну и задачи СЕСТЬ и ракеты нет, поэтому крылья расчитаны только на режитм крейсерского полета
А самолета же есть обязательный режитм взлета и посадки. Да, если закрылки, но чуда нет. К сожалению самолеты летают с крыльями, которые ЧУДОВИЩНО неэфективны на крейсерском режиме
Если бы крылатая ракета была куда эффективнее самолета то ей бы требовалась очень небольшая мощность обычного движка относительно веса. У Томагавка отношение 1/4.2 - вполне приличный самолет.
Я не знаю, что с чем вы сравниваете, но просто напомню. В крейсерском полете движки работают на мощности, далекой от максимальной. Поэтому если вы что-то там нагуглили относительно максимальной мощности, то это не сильно актуально. Это верно почти для всех самобеглых повозок и летальных аппаратов
Крылатый аппарат обычно тратит большую часть мощности на отбрасывание крыльями воздуха вниз чтобы держаться в воздухе.
Я пояснил почему.
Просто сравните два фото, дозвуковой крылатой ракеты и самолета. Оба летят на сравнимых скоростях, но крылышки отличаются в размерах на порядок
По мере изменения параметров полета просто меняют угол атаки всего самолета целиком.
Тут я совсем потерялся. По определнию, это банально и есть улог между продольною осью самолета и направлением движения
Давайте заканчивать, я не очень понимаю, что именно вы хотите обосновать, если честно
Не могу не вмешаться в ваш диспут!
Крылья самолёта предельно эффективны именно на крейсерском полёте. Общее качество гигантских аэробусов достигает К=18-20.
"Неэффективными" крылья аэробусов становятся только при выпуске механизации крыла (предкрылки и закрылки), при этом качество падает до К=4-5. При малом качестве удаётся поднять подъёмную силу крыла до нужных значений F=m*g на малой посадочной скорости.
У крылатых ракет качество как у аэробусов, то есть те же 18-20, но из за иных соотношений "объём/площадь" крылья начинают казаться непропорционально маленькими.
У крылатых ракет нет посадочного режима и летят они всегда на крейсерской скорости, а потому их крылья делают вообще без механизации крыла.
Самолёт действительно летит на частичной мощности при К=18-20, а взлётная полная тяга нужна только в режиме малых скоростей на взлёт/посадке когда у планера качество всего К=4-5.
Мощность и тяга у реактивных двигателей несинхронные характеристики, так при одном и том же расходе топлива на разных скоростях у них будет и разная тяга, а также и разная полезная мощность.
Вы ничего не поняли и понеслись в степь бесполезных и бессмысленных сравнений.
Объясняю в последний раз.
Закон Бернулли опровергнуть ессно невозможно - это следствие закона сохранения энергии.
Он очень полезен когда происходит простой переход из одной формы энергии в другую.
В случае с кораблями у нас энергия переходит между - потенциальной давления, потенциальной гравитации (волны), кинетической, тепловую энергию как результат трения. И никакой компонентой пренебречь невозможно.
Это делает закон Бернулли бесполезным для понимания процессов.
-
Аналогично закон Бернулли бесполезен для понимания работы крыльев самолета из-за того что энергия уходит из системы в тепло и торможение самолета/разгон воздуха вниз - любой несогласный может посчитать подъемную силу крыла по Бернулли, лол.
Ну и когда вы выдвигаете тезис о "невероятной эффективности крылатых ракет", а вам показывают с цифрами что никакой невероятной эффективности нет, то надо не вилять филейной частью, а признавать ошибку.
Это так не работает. В физике часто бывает, что имеют место два явления одновременно, каждое из которых дает определенный вклад. Нужно посчитать количественно, какова величина эффекта по Бернулли и какова величина эффекта от волн, а затем сравнить с экспериментально наблюдаемой величиной.
По Бернули в принципе ничего посчитать невозможно, так как нет чётких границ расчёта при рассмотрении движения судна через бескрайнее спокойное море.
У моря скорости нет, а потому и элементарных струй со скоростями нет.
Зато можно посчитать по тем формулам, из которых, собственно, уравнение Бернулли и появляется, а именно, из уравнения непрерывности с учетом вязкого трения в предположении бесконечных размеров моря. Это вполне моделируемая вещь.
Вы ПРАВЫ!
Правда всё что входит в уравнение Бернулли- это и так понятные вещи.
F=d(m*V) - Закон Ньютона в дифференциальной форме
Еп=m*g*h - Потенциальная энергия в гравитационном поле
Ек=m*V^2/2 - кинетическая энергия
V1*S1=V2*S2- уравнение неразрывности потока несжимаемой жидкости
Именно это и не делает уравнение чем-то самостоятельным.
Тем более, что в уравнении потерян закон сохранения импульса, без которого реальная труба не рассчитывается в местах её расширения.
В итоге уравнение Бернулли без дополнительного члена "Гидравлических потерь" нежизнеспособно.
Также в уравнении никак не рассматриваются повороты, где на стенки трубы действует давление от центростремительного ускорения жидкости в повороте.При этом центростремительное и гидростатическое давления в одном сечении не совпадают, и живут отдельными жизнями.
Да, вы верно заметили. Волны объясняют некоторые изменения траектиории, но не эффект присасывания. Я вот ниже прокомментировал: https://habr.com/ru/articles/756272/comments/#comment_25890906
Мне вот интересно, а кораблю идти в кильватерной струе легче? Лучше идти в ламинарном потоке или в турбулентном, по энергозатратам?
Думаю, что без разницы.
Вернее трудно зафиксировать такую разницу измерительными приборами, если следовать в кильватере на дистанции в несколько корпусов корабля, где волны уже разошлись и затихли.
На крейсерском(номинальном) режиме хода, вода и воздух перед судном относительно него имеет равномерное поле скоростей (если не принимать в учёт волны). Воздействием ветра можно пренебречь, Хотя его скорость может превосходить скорость судна, плотность и вязкость воздуха малы по сравнению с водой почти в тысячу раз.
Поле скорости воды за движущемся судном не равномерное. Движитель должен отбрасывать назад среду в идеале со скоростью в два раза большей скорости движения судна. То есть плывя непосредственно за судном вы обнаружите перед собой не равномерный поток с вашей скоростью хода, а зону повышенных скоростей от струи движителя, соответственно сопротивление будет больше.
Зона разрежения с обратными вихрями есть и за большегрузном транспортом, но чтобы ей воспользоваться для максимальной экономии энергии понадобится также чуть ли не в плотную ехать за фурой.
Так что судам лучше равномерное поле скоростей. По поводу ламинарности/турбулентности потока: течение от носа судна к корме переходит в от ламинарного в турбулентное из-за гребного винта. Если корпус судна удобообтекаемый он не должен сам по себе генерировать вихри переводя поток в турбулентный режим в отличие от самолётов.
Другое дело твёрдые среды: за парой-тройкой сильных молодых волков, протаптывающих тропинку в глубоком снегу идёт вся стая. Также за ледоколом во льдах идут другие суда.
Похоже, что предыдущую мою стать вы не читали.
https://habr.com/ru/articles/755578/
Там я рассчитывал на какую величину ускоряет поток винт у танкера Афрамакс из баланса мощности и скорости.
Так получилось, что при ходе 7м/с (14 узлов) струя от винта ускоряется всего на 3,37м/с.
Так что ваше заявление про ускорять воду в 2 раза от скорости судна- это преувеличение в 4 раза, а в потери энергии даже в 16 раз.
Итого: после выхода из под кормы бурление от закручивания струи винтом ещё остаётся достаточно долго (но энергетически слабое), а вот поступательное движение струи заканчивается на "петухе" от винта, то есть почти сразу за кормой.
Слабое вихревое перемешивание потока с пузырьками воздуха от кавитации мало влияет на ход идущего сзади судна, так как суммарный импульс по любому направлению равен нулю, то есть вода никуда направленно не течёт (нет устойчивых потоков типа морского течения)
Я бы предложил найти замечательную книгу, занимательная физика Перельмана, часть 2.
Попробуйте так же кратко и ясно изложить суть явлений, которые он описал в главе 6, свойства жидкостей и газов, без использования принципа Бернулли, которому в главе отведено не мало места. Уже не первый раз наблюдаю, как пытаются бороться с Бернулли, но все это уровня комментария на форуме-статьи на хабре. Официально его никто не отменил. Так может все это работа одного человека?
Просьба уточнить расчеты с катером. 6,12кН это не 60, а более 600кгс - то есть у катера не должно быть проблем с преодолением волн.
>Потом произошло нечто необъяснимое: Внезапно крейсер «Хоук» резко вильнул влево и, как писали многочисленные газеты, буквально «бросился» на «Олимпик».
Интересно про "эффект присасывания", но почему только волны? Важно отметить влияние вызванных течений которые обтекают корпус в водоизмещающем режиме. Они значительно сильнее влияют на "присасывание" чем разбегающиеся волны. Особенно характерно что когда обтекающие струи перестают "помещаться" между двух судов происходит лавинобразный процес по изменению геометрии обтекания: два корпуса начинают обтекаться как один, это в свою очередь пораждает внешнее давление обтекающей струи, которое старается сжать этот "объединённый корпус".
Кстати в автомобильной жизни эффект вызванных скоростей можно увидеть при обгоне фуры в соседнем ряду - машина вдруг оказывается в набегающем потоке воздуха (обтекающего фуру) и прямо чувствуется как этот поток её тормозит!
Вообще-то вы попадаете в боковой поток от грузовика в районе его кабины, и вашу машину отклоняет вбок боковым ветром.
Ровно тоже ощущение боковых ударов воздухом получаешь в стоящей машине на обочине трассы, которую раскачивают проезжающие мимо автомобили.
А вот торможение вы ощущаете, когда выезжаете из "аэродинамической тени" грузовика на встречную полосу, где вам бьет в лоб обычный стоячий воздух.
А разве есть течения вокруг корабля, если корабль движется , а море стоит?
И не зря я написал предыдущую статью, где написал про то, что волна уносит в себе избыточный объём судна. Это я сделал преднамеренно и заранее, чтобы условия следующего анализа "присасывания судов" уже опирались на эти огромные валы воды, мчащиеся прочь от обгоняемого водоизмещающего судна.
Это как в заблуждениях, вызванных испытаниями крупных тел в узких каналах аэродинамических труб. Там мощные вентиляторы АДТ пропихивают воздух в узости вокруг макета, а замеряемые ускорение потока приписывают реальному обтеканию тел в бесконечном пространстве неподвижного воздуха.
То есть реальный мир оценивают по ущербной модели, где всё работает не так, как в реальности, но выводы делают, будто модель повторяет реальность на 100%.
В случае параллельного движения двух ОДИНАКОВЫХ судов, то тут совсем иная ситуация, чем рассматриваемый обгон малым судном большого.
А вот два равных корпуса рядом на параллельных курсах- это уже КАТАМАРАН.
Вопрос на засыпку: Сопротивление одного катамарана больше, чем двух раздельных на большой дистанции, или меньше?
Предполагаю, что у катамарана сопротивление больше, чем сумма двух сопротивлений двух отдельных корпусов.
Между двух корпусов создаётся водяная пробка с избыточной высотой вала между ними.
То есть сопротивление катамарана что-то среднее между удвоенным сопротивлением отдельных корпусов и сопротивления большего судна суммарного водоизмещения большего объёма с заделанным зазором между корпусами.
То есть катамараны менее экономичны при равном тоннаже.
Это сейчас на любую версию можно за несколько минут в интернете нарыть гигантский объём подтверждающих или опровергающих фотоматериалов.
Да что проку, если закон запрещает копировать такие фотоматериалы и включать их в свои статьи?
Винты на валах назад – это было вынужденным компоновочным решением для ГЭУ с прямым приводом от ДВС на валы винтов.
Однако валы от ГЭУ можно выводить не в корму, а в нос судна. Значит, винты на валах можно было установить и вперёд. Зачем же этого не делали?
Спасибо.
Хороший вопрос!
На ледоколах вполне делают!
При ходе винтами вперёд подо льдом высасывается вода и лёд проваливается в такую водяную яму, отламываясь большими кусками от общего поля.
Таким образом ледоколы способны проходить особо сложные места с тольстыми льдами на пределе его ледового класса
Для обычных судов передние винты просто опаснее и неэкологичны, так как будут рубить всю встречную живность в фарш..
Под кормой же винты защищены, и под них даже рыбам сложнее подплыть на полном ходу.
>>Итого: ширина волны отдельного вала составит около Lв=3*2,5=4,5м
Вроде же 7,5м. Тогда и уклон меньше будет.
Отличная статья!
Ещё было бы неплохо рассказать, почему на мелкой воде угол расхождения кильватерной струи не зависит от скорости судна, что "мелкая вода" - это до 3 км, и как вообще ведут себя волны на поверхности.
Ни Бернулли, ни Коанд здесь вообще ни при чём.
На начало 20-го века теоретическая наука была в зачаточном состоянии и являлась уделом скучающих аристократов.
Именно по этому сразу признали правильным первое же озвученное наукообразное объяснение причины столкновения
Даже в те годы публиковались правильные объяснения - с носа избыток давления , с кормы недостаток. Вот иллюстрация из Popular Mechanics 1931
Но народу и популяризаторам чем-то нравится Бернулли.
В ответ на просьбу объяснения как закон выведенный из условия сохранения энергии применяется к ситуации с потерей энергии следует недоуменное молчание.
Ну, картинка эта тоже нихрена не объясняет, хотя хотя бы стрелки локальных перепадов давления расставлены верно.
Всё верно вы сказали про объяснение по-Бернулли!
Именно с этими выдумщиками "Закона" Бернулли я и борюсь в некоторых своих статьях про гидро- и газо-динамику.
Ведь нет вообще никакого "закона" Бернулли, а есть лишь уравнение Бернулли, причём для конкретного трубопровода с ВЯЗКОЙ жидкость.
Присасывание кораблей друг к другу при обгоне на параллельных курсах