Ymmärrän, mitä se käytännössä tarkoittaa, mutta en ymmärrä, miksi vesilinjan pituus vaikuttaa runkonopeuteen.
Korostan sanaa tyhmälle. Alkaa ruvetko teoretisoimaan.
Korostan sanaa tyhmälle. Alkaa ruvetko teoretisoimaan.
Voisiko joku selittää runkonopeuden tyhmälle?
Anonyymi
173213
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 17
Vanhimmat
Runkonopeus on veneen nopeus, jossa keula-aallon aallonpituus on yhtä suuri kuin veneen vesilinjan pituus. Kun vene lähtee liikkeelle sen muodostaman aallonpituus alkaa kasvaa samalla kun yleensä myös aallonkorkeus. Kun runkonopeus saavutetaan, vene näyttää jäävän suuren keula-aaltonsa taakse vangiksi. Teknisestä näkökulmasta saavutettaessa runkonopeus veneen keula- ja peräaaltojen vaihe-ero on yhtä kuin veneenpituus ja interferenssin vuoksi aallot vahvistavat toisiaan kasvattaen veden vastusta. Runkonopeus ei ole veneen maksiminopeus vaan kasvatettaessa veneen propulsiotehoa veneen nopeus kasvaa ja runkonopeuden ylitystä ei välttämättä juurikaan huomaa. Runkonopeuslaskentaa ei enää käytettä laivasuunnittelussa, vaan sen on korvannut Frouden luvun tarkastelu. Runkonopeuslaskentaa käytetään vielä purjeveneiden vertailussa.[1]
"Kun runkonopeus saavutetaan, vene näyttää jäävän suuren keula-aaltonsa taakse vangiksi. Teknisestä näkökulmasta saavutettaessa runkonopeus veneen keula- ja peräaaltojen vaihe-ero on yhtä kuin veneenpituus ja interferenssin vuoksi aallot vahvistavat toisiaan kasvattaen veden vastusta."
---
Tätä juuri en ymmärrä. Ymmärrän vangiksi jäämisen, mutta en sitä, miksi pitempi vene jää vangiksi suuremmalla nopeudella.
Ehkä tämä kuvasarja helpottaa ymmärtämistä: https://www.boatdesign.net/attachments/rvaluepf-jpg.5014/
Tuossa on varsin outo yksikkö, mutta R=4,5 vastaa runkonopeutta. Pidemmällä vesilinjalla vene on vastaavassa tilanteessa suuremmalla nopeudella.
Tämä johtuu siitä, että keula-aallon aallonpituus riippuu vain nopeudesta ei vesilinjasta. Lyhyt vesilinja joutuu pienemmällä nopeudella oman aaltonsa "ylämäkeen". Samassa vauhdissa pitkän vesilinja jakautuu vielä useamman harjan alueelle.
Suuri kiitos tästä. Auttoi ainakin jonkin verran hahmottamaan asiaa.
Ei se ole vaikea hahmottaa. Lyhyt vene jää keula-aallon ylämäkeen kyntämään pystyssä suuressa vedenvastuksessa siksi koska se on lyhyt, mutta pidemmän veneen perä on kauempana keula-aallosta eikä vene siksi kynnä niin pystyssä vaan kulkee vähemmällä vastuksella.
Tuntuu olevan, koska harhakäsitys ylämäkeen kulkemisesta on niin yleinen.
Venehän liikkuu oman keula-aaltonsa mukana aina vaakasuoraan, eikä koskaan ylämäkeä aina vain ylemmäksi nousten. Uppoumavene vain tekee sen runkonopeuttaan vasten puskiessaan epäedullisessa trimmissä keula korkealla ja perä laahaten.
Purjehduksessa taas ylemmäksi kyllä noustaan, mutta siinä asiayhteydessä ylemmäksi tarkoittaa lähemmäksi sitä suuntaa mistä tuulee, eikä vertikaalisesti korkeammalle.
Ei vene kulje keula-aaltonsa mukana, vaan venehän sen keula-aallon tekee puskien vettä jolloin veneen eteen muodostuu aalto ja vene vaan puskee vettä pohja edellä eikä sen vauhti kasva. Pidempi vene ei nouse pystyyn vaan halkoo vettä pienemmällä vastuksella keula edellä eikä pohja edellä. Pidempi vene nousee pystyyn vasta kovemmassa vauhdissa puskettuaan veteen riittävän ison aallon jotta senkään perä ei ole enää tarpeeksi kaukana takana aallon kokoon nähden.
Plaanaava moottorivene taas nousee moottoritehollaan sen keula-aaltonsa päälle ja ratsastaa sitten sen päällä leveällä kantavalla peräosallaan.
Olihan edes ensimmäisessä lauseessa tolkkua. Loput oli hölynpölyä, juuri sellaista, mikä aloittajaa on alunperin hämmentänyt. Kuten sanottu, vene sen keula-aallon tekee, kaikki muu pitää unohtaa.
Ei ollut hölynpölyä. Vene puskee aaltoa eteensä jolloin vesi pyrkii nostamaan venettä pystyyn, ja isompi aalto on paitsi korkeampi myös pidempi, joten koska pidemmän veneen perä on kauempana keula-aallosta, täytyy vauhtia lisäämällä puskea entistä isompi eli korkeampi ja samalla myös pidempi keula-aalto ennenkuin se pidempikin vene nousee pystyyn.
Uppoumaveneen muodostamat aallon kulkevat veneen suunnassa samalla nopeudella kuin itse venekin. Puhekielessä se ilmaistaan yleensä sanomalla että vene kulkee itse muodostamansa keula-aallon mukana, vaikka aalto samalla eteneekin myös sivusuuntaan.
Viestiketjun aiheen kannalta olennaisinta on kuitenkin ymmärtää että sekä aalto että vene etenevät yksinomaan horisontaalisesti, eli vaakasuorassa. Vene ei siis nouse mäkeä ylös kuten auto, polkupyörä, kävelijä, sekä juoksija tekevät ylämäkeen edetessään.
Vene ei myöskään puske vettä edellään keula-aaltoa muodostaessaan veneeseen nähden asiaa tarkasteltaessa. Vesi liikkuu tällöin pääosin taaksepäin, ja hieman samalla sivu- ja korkeussuunnassakin. Korkeussuuntainen veden liike on kuitenkin edestakaista värähtelyä, joten alunperin veden pinnassa ollut vesi on myöhemminkin lähes veden pinnassa, ei metrejä pinnan yläpuolella ilmassa eikä merenpohjassa.
Ympäröivään vesimassaan nähden vettä liikutetaan pituussuunnassa vain hetkellisesti värähtelyliikettä lukuunottamatta, ellei tarkastella rajakerrosta virtauksen ja veneen välissä.
Eihän vene tietysti sinänsä ole ylämäessä, että se nousisi korkeammalle jatkuvasti edetessään, kuten auto ylämäessä. Sen sijaan se on jatkuvasti "kaltevalla pinnalla", joka liikkuu sen mukana ja pyrkii työntömään taaksepäin eli lisää vastusta.
Veneen luoma aaltokuvio kasvattaa keulaosan runkoon kohdistamaa painetta ja kulkuasennon muuttuessa niin, että keula nousee, myös keskiveneen runkoon kohdistuvalla paineella on vastussuuntainen komponentti.
Tuolla logiikalla tuplasti runkonopeuttaan kulkeva hävittäjäalus olisi vastakkaiseen suuntaan "kaltevalla pinnalla", joka liikkuu sen mukana ja pyrkii työntömään eteenpäin eli vähentäisi vastusta.
Todellisuudessa sen vastus kuitenkin kasvaa nopeuden mukana.
Alukset nimittäin kelluvat vedessä (elleivät plaanaa), ja ainoa pinta jolla on merkitystä on se joka alukseen on rakennettu pitämään vesi poissa aluksen sisältä. siihen pintaan sitten kohdistuu positiivisia painevoimia kohtisuoraan pintaa vastaan, sekä viskoosivoimia pinnan suuntaisesti virtausta vastaan.
Jos paikallaan kelluvan aluksen lastia siirretään tarpeeksi eteenpäin, on keskiveneen runkoon kohdistuvalla paineella on vastussuuntainen komponentti. Silti koko alukseen kohdistuva vastus on tasan nollassa. Tälläkään lähestymistavalla ei siis saavuteta mitään, mutta voihan sillä itseään toki hämätä.
Mikä hävittäjä sitten liikkuu tuplasti runkonopeuttaan? Tyypillinen hävittäjä on ehkä 150 m pitkä, jolloin sen runkonopeus on 30 solmua, mikä on sille tyypillinen nopeus. 70 m aluksen runkonopeus on 20 solmua. Noita varmaankin löytyy 40 solmua kulkevia, mutta runkomuotokin on silloin varmasti puoliliukuva tai liukuva.
Tuplasti runkonopeuttaan liikkuva ei alkuunkaan välttämättä ole oman aaltonsa "alamäessä". Jos keula puskee edelleen sen aallon, se on nyt selvästi venettä pidempi eli paremminkin vene on entistä pahemmin ylämäessä. Liukuvilla runkomuodoilla keula ei puske sitä aaltoa enää tuossa vaiheessa.
Olet oikeassa, että kulkuasennon muutos ei sinänsä vaikuta, mutta vino vesipinta vaikuttaa. Tällöin keulapuoliskolla paine kasvaa ja peräpuoliskolla vähenee. Keulapuoliskolla runkopinnan normaali osoittaa etuviistoon eli siellä lisäpaine on sama kuin lisävastus. Perässä päinvastoin.
Kaikki yksinkertaistukset ovat vääriä, mutta kyllä "ylämäki" jollain lailla kuvaa tilannetta.
Joo...
Jos jotakuta oikeasti asia kiinnostaa, niin homma menee näin.
Alkutilassa eli nollanopeudella kaikki veneet ovat uppoumarunkoisia, eli vene syrjäyttää vedessä painonsa verran vettä. Kun vene alkaa liikkua, se siirtää tätä uppoumansa tilavuista ja muotoista tilaa vedessä, aikaan saaden veteen aaltoliikkeen. Kun vauhti kiihtyy, pitenee tämä aalto, kunnes ollaan tilanteessa, jossa aallon pituus on sama kuin veneen pituus. Nyt veneelle tulee ongelma, koska aallolla vedessä on ominaisuus, jossa sen etenemisnopeudella ja pituudella on tietty suhde. Eli veneen pituinen aalto ei pysty liikkumaan kovempaa. Jos vene haluaa kulkea kovempaa, sen tulee päästä oman aaltonsa yli. Tämä tapahtuu riittävästi tehoa lisäämällä, jolloin pohjaan kohdistuva dynaaminen paine nostaa veneen liukuun, jossa se ei enää syrjäytä painonsa määrää vettä.
Uppoumavene voi liikkua paljonkin runkonopeuttaan kovempaa, vaikkei pohjaan kohdistuva vedenpaine saisikaan sitä liukuun, vaan päinvastoin se kulkisi syvemmällä kuin paikallaan kelluessaan ja syrjäyttäisi enemmän vettä kuin paikallaan. Tällaisia tilanteita näkee vaikkapa sota-aluksissa hävittäjissä, jotka käytännössä kaikki kulkevat tarvittaessa selvästi runkonopeuttaan kovempaa nousematta yhtään liukuun.
Runkonopeudella aallonpituuden veneen nopeuden suuntainen komponentti on sama kuin veneenpituus, mutta aallonpituus on niitä suurempi, koska se on viistossa suunnassa.
Siksipä veneen ei runkonopeutta ylittäessään tarvitse päästä oman keula-aaltonsa yli, vaan se voi mennä niiden välistä. Molemmat keula-aallot kun ovat veneen perän kohdalla sivussa veneen keskilinjalta.
Katso joskus ilmakuvaa kulussa olevasta veneestä, niin näet aaltojen lyövän rantaan vaikka vene on koko ajan kulkenut suoraan keskellä väylää. Aaltojen etenemisnopeuden poikittaiskomponentti on se mikä tämän efektin saa aikaan. vielä paremmin tilanne hahmottuu jos vene on nopeasti pysähtynyt vain vähän ennen ilmakuvan ottamista. Video olisi tietysti vieläkin parempi, niin näkisit että keula- ja peräaallot ohittavat veneen molemmilta puolilta. Ja vain häkkiaallot saavat veneen viippaamaan.
Mites sukellusvene?
Sukellusveneen vastus riippuu oleellisesti kulkusyvyydestä, joka määrää miten paljon aaltoja syntyy pinnalle. Syvällä kulkiessa aaltoja ei synny ja runkonopeus ei mitenkään näy sukellusveneen vastuskäyrässä.