Oletetaanpa kevyt tuuli, jossa veneen vakavuus ei rajoita purjeiden trimmausta, eikä tarvi reivata.
Purjeet vetävät luovittaessa sivutuuleen ja osittain myötätuuleen. Köli työntää sivutuuleen ja vastatuuleen. Kun haluan päästä mahdollisimman tehokkaasti vastatuuleen kannattaako tuo kölin tuottama vastatuuleen vievä voimakomponentti maksimoida ???
Sehän tarkoittaisi sitä, että kölin hydrodynaaminen nostovoima pitäisi maksimoida, eli mahdollisimman suuri veneen nopeus mutta myöskin mahdollisimman suuri kohtauskulma virtaukseen nostovoimakertoimen maximoimiseksi, kuitenkin sakkaamatta. Tämähän tarkoittaa sorron maximointia, kun köli ei kierry ! Toisin sanoen purjeiden tuottama sivuvoima pitäisi maximoida, sehän on aina yhtäsuuri kuin kölinkin sivuvoima. Siksi toisen maximointi edellyttää myös toisen maximointia. Tämä tulos tuntuu kuitenkin järjettömältä tavoitteelta. onko se sitä ?
Jos on, niin missä kohtaa logiikka petti ?!?
Jos ei, niin miksi sitten yleensä kukaan ei pyri purjeiden sivuvoiman maximointiin, vaan pikemminkin eteenpäin vievän voiman maximointiin.
Jotain outoa tässä on, mutta mitä ?
Purjeet vetävät luovittaessa sivutuuleen ja osittain myötätuuleen. Köli työntää sivutuuleen ja vastatuuleen. Kun haluan päästä mahdollisimman tehokkaasti vastatuuleen kannattaako tuo kölin tuottama vastatuuleen vievä voimakomponentti maksimoida ???
Sehän tarkoittaisi sitä, että kölin hydrodynaaminen nostovoima pitäisi maksimoida, eli mahdollisimman suuri veneen nopeus mutta myöskin mahdollisimman suuri kohtauskulma virtaukseen nostovoimakertoimen maximoimiseksi, kuitenkin sakkaamatta. Tämähän tarkoittaa sorron maximointia, kun köli ei kierry ! Toisin sanoen purjeiden tuottama sivuvoima pitäisi maximoida, sehän on aina yhtäsuuri kuin kölinkin sivuvoima. Siksi toisen maximointi edellyttää myös toisen maximointia. Tämä tulos tuntuu kuitenkin järjettömältä tavoitteelta. onko se sitä ?
Jos on, niin missä kohtaa logiikka petti ?!?
Jos ei, niin miksi sitten yleensä kukaan ei pyri purjeiden sivuvoiman maximointiin, vaan pikemminkin eteenpäin vievän voiman maximointiin.
Jotain outoa tässä on, mutta mitä ?
Vastaukset 59
Vanhimmat
aikaa rättien kanssa sohrata kun on kiire, mää kuule painan lombardiniin käymään ja Bava nousee tuuleen vaahto kokassa kuin nauticatti tai swan konsaan! Ämmän takia ostin koko purkkarin.
Oletteko koskaan maistanut kokaa
Tiesitkös, että köyhillä on kiire!
Olla rikkaita?
Mitäs siitä tulis?
Eihän minkään voiman maksimointi ole tavoitelvaa. Pyrkimys on hakea voimien suhteen optimi. Purjeiden sivuttaisvoiman maksimointi lähes minimoi eteenpäin vievän komponentin ja samalla nousee kölin sivuttaisvoima, mutta myös vastus maksimiin, kun pitäisi hakea niiden paras suhde.
>Purjeiden sivuttaisvoiman maksimointi lähes minimoi eteenpäin vievän komponentin
En usko. Jos jalustat purjeet keskilinjalle, vauhti tippuu nollaan ja apparenttituuli pienenee rajusti. Purjevoimat riippuvat apparentin neliöstä, joten tuo ei todellakaan maximoi sivuvoimaa.
>samalla nousee kölin sivuttaisvoima, mutta myös vastus maksimiin, kun pitäisi hakea niiden paras suhde.
Paras hydrodynaaminen lift/drag suhde on yleensä silloin kun lift on maximissa. Tämä siksi, että dragiä tulee huomattavan paljon veneen rungostakin, pelkän kölin vastuksen osuus on varsin pieni osa kokonaisuudesta. Esim sivuvoiman kaksinkertaistaminen voisi kasvattaa kölin vastuksen 3.7 kertaiseksi, mutta jos rungonvastus ei kasva lainkaan, niin kokonaisvastus kasvaa vain 1.4 kertaiseksi. Tällöin lift/drag paranee 1.42 kertaiseksi.
> Eihän minkään voiman maksimointi ole tavoitelvaa
No niin, tämä jo polttaa, jalosta ideaa hieman pitemmälle ;)
No niin, kysymys ei sitten ollutkaan niin simppeli kuin vastausta tarjosin. Täällä kun yleensä joutuu pitämään tieteellisen sisällön hyvin matalana ja ennen kaikkea suhteuttamaan kysymyksen asetteluun.
En siltikään ala referoimaan kaikkea "Suuren lennokkikirjan" ja Marchaj'n teosten väliltä. Se lennokkikirja muuten, vaikka onkin 60-luvulta, on hämmästyttävän hyvä johdatus aiheeseen monelta suunnalta. Alan perusteet ovat ilmiselvästi kysyjällä hallussa ja juttua voi jatkaakin toisella tasolla, jos sillä on jotain annettavaa muille lukijoille.
Purjehduksen fysiikka on todella monimutkaista, paljon vaikeampaa kuin lentokoneiden, ainakin selvästi alle äänennopeudella lentävien. Mukana on aina sekä vesi että ilma ja erityisesti niiden välinen vapaa pinta, ilmavirtaus on kiertynyt, ei ole tiettyä optimointinopeutta jne.
Jos haluat maksimoida sivuttaisvoiman, pitää ajaa varsin alas, jonnekin 60 asteen paikkeille. Koska veneen vastus kasvaa nopeuden potenssissa 3-7, lisävoimista ei saada riittävää nopeuslisää kompensoimaan menetettyä nousukulmaa.
Tietyllä nousukulmalla taas sivuttaisvoimien maksimointi voi jo olla lähellä totuutta, tosin se lienee lähes sama kuin vauhdin maksimointi.
Paras L/D ei suinkaan ole lähelläkään maksimi nostovoimaa, vaan yleensä, jossain 4 asteen kohtauskulman tienoilla, siis varsin lähellä todellista sortoa:
http://www.vacantisw.com/tutorial.htm
> Paras L/D ei suinkaan ole lähelläkään maksimi nostovoimaa, vaan yleensä, jossain 4 asteen kohtauskulman tienoilla, siis varsin lähellä todellista sortoa:
http://www.vacantisw.com/tutorial.htm
Siis, nyt puhut pelkän kölin L/D:stä, kun kyse oli koko veneen vedenalaisien osien L/D:stä.
Antamassasi linkissä ei veneen vastuksesta puhuta yhtään mitään.
Otetaanpa esimerkki tuosta linkistä:
Professional Boat Builder - Keel and Rudder Design by David Vacanti (July 2005)
http://www.proboat-digital.com/proboat/200506/
sivu 80, kuva 6. AR=2, Cl=0.35, Drag=20lbs Tai AR=4, Cl=0.7, Drag>40lbs
Silti alla olevassa tekstissä väitetään:"increased AR dramatically decreases drag ... It is possible to increase AR by reducing the keels width"
Mitenhän vastuksen tuplaaminen 20lbs => 40lbs on sen vähentämistä. Kylläkin yllättävä tulos sinänsä, että kölin pinta-alan puolittaminen samalla nostovoimalla =lift tuplaa vastuksen kun sekä nopeus että syväys pidetään samana. Ja tämä vaikka köli ei ole vielä edes lähellä sakkausta !
Oliskohan tuossa kuvassa jokin virhe. Mikään muu lähde ei ole antanut tällaista tulosta.
Tuo viittaamasi kuvaaja on varsin outo: toisella akselilla on dimensioton nostovoimakerroin ja toisella vastusvoima, kun pitäisi olla vastusvoimakerroin. Nyt jää täysin auki miten AR-muutos vaikuttaa pinta-alaan. Yleensäkin nuo Vacantinin jutut vaikuttaa tarkoituksellisen puutteellisilta.
Sitten tuo köli-runko juttu. Koska köli on kölilinjan suuntainen, muuttuu (=kasvaa) rungon vastus huomattavasti suuremmilla kohtauskulmilla eikä suinkaan pysy vakiona. En tiedä missä kohtaa tulee paras L/D koko yhdistelmälle, mutta uskoisin, että kauan ennen suurinta L:ää, varsinkin hiukankin perinteisemmällä rungolla, jossa L tulee merkittävästi myös itse rungosta. VPP-ohjelmissa rungon vastus sivuttaisvoimien funktiona lasketaan pelkästään efektiivisen syväyksen avulla eli kölin pinta-alalla ei ole vaikutusta kuin kitkapinta-alana.
Perinteisessä takilassa tulee myös ongelmia siitä, että purjeita ei voi vapaasti säätää eri sorroille. II div purjelautaa ajettiin kevyellä kryssillä aika erikoisessa asennossa parhaan VMG:n saavuttamiseksi, mutta siinähän ei olekaan mitään yhteyttä purjeen säädön ja kölilinjan välillä.
>Yleensäkin nuo Vacantinin jutut vaikuttaa tarkoituksellisen puutteellisilta.
Just noin, siksi ihmettelinkin miksi annoit sinne linkin.
>En tiedä missä kohtaa tulee paras L/D koko yhdistelmälle, mutta uskoisin, että kauan ennen suurinta L:ää,
>varsinkin hiukankin perinteisemmällä rungolla, jossa L tulee merkittävästi myös itse rungosta.
No siis tämähän riippuu huomattavasti nopeusalueesta eli Frouden luvusta. Siksi ensimmäisen viestin alussa olikin, että kyse on kevyestä tuulesta. Silloin tuo sortuman mukana kasvava aallonmuodostus vastuksen huomattava kasvu jää lähes pois, eli runkovastus kasvaa paljon hitaammin. Lähempänä runko nopeutta tilanne on toki täysin toinen !
Nostovoima kertoimen muutoksen suuruus tiettyyn tulokulma muutokseen verrattuna riippuu olennaisesti syvyydestä (=span), kun syväys on rungolla sangen pieni köliin verrattuna jää rungon Cl pieneksi, joten indusoitu vastus jää myös rungon osalta pieneksi. tällöin päästään siihen, että optimi L/D on sangen korkealla tulokulmalla, jopa niinkin korkealla, ettei sinne asti edes päästä, kun köli sakkaa ensin. Tämähän ilmenee käytännössä siinä, että kevyessä tuulessa purjealan lisäys kannattaa aina myös luovilla, vaikka aero_span ei kasva lainkaan, jolloin L/D ilman osalta huononee selvästi, tämä kuitenkin kompensoituu veden L/D :n paranemisena, jolloin nousukulma ei juuri muutu (ainakaan huonone) apparenttiin nähden, tosituuleen nähden ehkä hiukan, kun apparentin ja tosituulen kulmaero kasvaa nopeuden mukana. Tämä siis kun mahdollisesta mittaluvun muutoksesta ei välitetä sekä olettaen, että genoan saa jalustettua riittävän sisään vanttien estämättä !
>VPP-ohjelmissa rungon vastus sivuttaisvoimien funktiona lasketaan pelkästään efektiivisen syväyksen avulla
>eli kölin pinta-alalla ei ole vaikutusta kuin kitkapinta-alana.
No, noinhan sen tulee ollakin, AR ei vaikuta indusoituun vastukseen tunnetusti mitään, kun sekä span että nostovoima pidetään samana samoissa oloissa (mm. dynaaminen paine), eli oikein on VPP softa konstruoitu. Esim purjelentokoneissa AR vaikuttaa suoraan vain siihen missä nopeudessa optimi L/D saavutetaan, mutta ei sen arvoon. Kun sekä paino, että kärkiväli pysyvät samoina. Toki käytännössä suurempi profiilin jänne vaikuttaa painoa lisäävästi, eli ko. simppeli teoria ei ihan täysin vastaa todellisuutta.
Minusta purjehdus on hauskaa vain käytännössä, teoriat on tylsiä, eikä niillä tee mitään.
No joku ukko jossain kirkonkylän kuppilassa on joskus kysynyt, että mitenkäs sitten pääsette perille, kun tulee vastatuuli? Minä siihen kertomaan että meillä on veneessä paljon pitkiä naruja, joilla voi rantoja pitkin vedellä, jos ei mitenkään muuten matka joudu...
ainahan luoviessa sivuvoima on suurempi kuin eteenpäin vievä voima ja sivuun menemistä jarruttaa köli ja veneen muoto. Miksi sivuvoima pitäisi maksimoida, eli skuutata purjeet veneen keskilinjalle koska silloinhan ei mentäisi eteenpäin? Kun purje skuutataan sopivasti keskilinjasta ulospäin, niin purjeen etupuolellekin muodostuu alipainetta jota kohti vene pyrkii ja meneekin sulavammin kuin vielä suuremmin sivusuuntaan vaikuttavaa kohti.
>Miksi sivuvoima pitäisi maksimoida, eli skuutata purjeet veneen keskilinjalle koska silloinhan ei mentäisi eteenpäin?
Kun skuuttaat purjeet keskilinjalle, sivuvoima on hyvin paljon pienempi, kuin se voisi olla koska apparentti tippuu !
Tarkoitus oli kulkea vastatuuleen hyvin, millävauhdilla mennään eteenpäin ei ole kiinnostavaa, jos nousukulma samalla muuttuu. VMG on se tavoite.
joo, kaverin on tarkoitus nousta tuuleen ja haluaa jostain kumman syystä maksimoida sivuvoiman, meneekin toisaalle :)
Siis logiikkahan lähti siitä oletuksesta että haluttiin maximoida vastatuuleen suuntautuva voimakomponentti. Kuulostiko se jo siinä vaiheessa hassulta ajatukselta kun vastatuuleen haluttiin kerran päästä, vaiko vasta siinä vaiheessa kun kerroin mitä siitä oletuksesta näytti seuranneen ?
Kysymyshän oli, että oliko se todellinen seuraus, vai oliko logiikassa virhe ja jos oli, niin missä kohtaa.
Sitä mukaa kun käännät poispäin tuulesta saadaksesi lisää vauhtia eli voimaa siihen kölikomponenttiin, laskee vastatuuleenmenovoimasi. Jos köli on mielestäsi ainoa vastatuuleen suuntautuva voimakomponentti niin silloinhan sinun pitäisi päästä nousemaan tuuleen vaikka suorilla vanerilevyillä.
Logiikka on ihan päin persettä. Mutta koita ajatella vaikka voiman ja vastavoiman lakia. Koska vene ei (sorto poislukien) liiku sivuttain, se kölin sivuttaisvoiman maksimointi tarkoittaa myös purjeiden sivuttaisvoiman maksimointia. Ei se köli "itsestään" ime venettä vastatuuleen. Se on vain mekanismi jolla rajoitetaan veneen liikesuunta sopivaksi siten, että purjeen tuottama eteenpäin vievä voima tuottaa koko veneelle maksimaalisen nopeuskomponentin suoraan vastatuuleen. Tuo sinun logiikkasi on yhtä järkevä kuin että miksei käännä keulaa suoraan vastatuuleen. Se optimi ei ole suoraan sivulle eikä suoraan vastatuuleen, vaan about 45 asteen kulmassa.
Muuten hyvä mutta kyllä niillä suorilla vanerilevyillä vastatuuleen pääsee. Kölivoima on tosiaan ainoa (ainakin ainoa merkittävä) vastatuuleen suuntautuva voimakomponentti, mutta tämä nippelitieto ei muuta sitä tosiasiaa, että alkuperäisen kirjoittajan ajatelmat ovat muuten aivan päin honkia.
Ketjun alkuperäisen kysyjän kannattaisi joskus purjehtia.
Meinaatko että oletetaan taipumattomat vanerilevyt tms. purjeiksi, vai/tai muuten vaan saadaan etuviistosta tosituulen kaltaisesti työntävä voima, niin köli antaa sen tuuleennousuvoiman? Jos käytettävä työntövoima tulee edestä niin ainoa mahdollisuus päästä nousemaan tuuleen tietyissä rajoissa on purjeiden eteenpäin vetävä voima.
Eihän köli ole vastatuuleen suuntautuva voimakomponentti vaan se muuntaa sivusuuntaan vievää voimaa eteenpäinvieväksi voimaksi, tosin ei sataprosenttisesti vaan kaikissa veneissä on sortoa enemmän tai vähemmän. Tuuleennousussa köli antaa mahdollisuuden hyödyntää vaatimatonta vastatuuleen suuntautuvaa voimaa, eli purjeiden vetoa etuviistoon. Tämän kyseisen voiman vähäisyyden vuoksi purjeveneen tuuleen noustakseen on oltava sulava ja kitkaton sekä vedenalaisilta että vedenpäällisiltä osiltaan.
No eipä sullakaan kaikki ole ihan kohdallaan. Ei se köli todellakaan mitään sivusuuntaan vievää voimaa eteenpäinvieväksi voimaksi muuta. Kölin noste kumoaa purjeiden sivuttaisvoiman (voima ja vastavoima) ja jäljelle jää eteenpäin vievä voimakomponentti.
Kryssiessä NOIN SUUNNILLEEN 45 asteen kulmassa tuulesta oikealle, purjeiden tuottama voimaa suuntautuu NOIN SUUNNILLEEN 90 astetta tuulesta oikealle ja kölin noste suuntautuu NOIN SUUNNILLEEN 45 astetta tuulesta vasemmalle. Eli kölin noste on todellakin ainoa voima, jolla on merkittävä vastatuulen suuntainen komponentti. (Mutta silti alkuperäisen kirjoittajan ajatus on hukassa.)
"Kölin noste kumoaa purjeiden sivuttaisvoiman (voima ja vastavoima) ja jäljelle jää eteenpäin vievä voimakomponentti."
Samaa asiaa yritin esittää yksinkertaisesti. Käytettävä voima kun tulee edestä päin niin pelkän kölin voimalla ei tuuleen nousta vaan poispäin tuulesta mennään. Tarvitaan purjeiden vetoa nostamaan venettä tuuleen.
Vastavoima ei kuitenkaan ole yhtä suuri kuin tuulen antama voima. Vesi antaa periksi joten köli sortaa tuulesta poispäin. Kölissä on purjeiden voimalla veden läpi liikkuessaan nostetta samaan tapaan kuin lentokoneen siivessä mutta todellinen vastatuuleen suuntautuva voimakomponentti on purjeiden vetävä voima.
Jos tosituuli tulee etelästä =180astetta, ja vene kulkee lounaaseen=225 astetta, niin silloin apparentti tulee esim 200asteen suunnasta. Purjeet vetävät suunnilleen/lähes poikittain apparenttiin nähden eli suuntaan 300 astetta. Tämä voidaan jakaa kahteen komponenttin toinen 270 asteen suuntaan sivutuuleen eli länteen ja se toinen 360 asteen suuntaan eli pohjoiseen. Näistä tavoitteena on maximoida se länteen vetävä eli sivutuuleen vetävä komponentti.
Nyt myöskin kuljettaessa lounaaseen länteen vievä komponentti suuntautuu etuviistoon, se ei mitenkään muuta sitä tosiasiaa, että se on myös sivutuuleen suuntautuva !!!
Kertokaapa nyt jo lopultakin mikä siinä viestiketjun avauksessa on pielessä, kun kerran sen tiedätte. Kysymyshän ei ollut pelkästään kertoa että se on pielessä, vaan osoittaa missä kohtaa logiikka menee pieleen. Tämä on sitten osoittautunut ilmeisesti liian haastavaksi tehtäväksi. Onko todellakin niin että purjehduksen teoria on kaikille palstan lukijoille ihan vierasta, kun kukaan ei pysty antamaan asiallista vastausta itse kysymykseen, vaan heti menee asian vierestä.
ne oli päin honkia, sehän tässä juuri ideana olikin. Sun tehtävänäsi on kertoa mistä alkaen täsmälleen ottaen se logiikka petti !!!
Siis jos pystyt, toistaiseksi näyttää olleen turhan haastava tehtävä ;-)
jos haluat. Jois esim VMG on alussa 3 solmua, ja sitten se on hieman myöhemmin 4solmua, on tuo mahdollista vain siten että veneellä oli kiihtyvyyttä vastatuulen suunnassa silloin kun vmg vielä oli se 3 solmua. Siispä kaavan F=m*a perusteella kiihtyvyyden aikaansaamiseen tarvitaan myös se voima juuri vastatuulen suuntaan. Kun samalla on muitakin voimia sivutuulen suunnassa, niillä ei ole vaikutusta lainkaan tuon vmg:n kasvun kannalta, ne vain vaikuttavat siihen millä nousukulmalla tuo vmg saavurtetaan, mutta se oli tämän ketjun tavoitteen kannalta täysin epäoleellista. Voimien jako komponentteihin juuri tosituulen mukaisiksi on ainoa joka mahdollistaa tuon toisen komponentin huomiotta jättämisen ja samalla paljastaa mikä oikeasti on oleellista ja mikä ei ole. Vastauksista käy hyvin ilmi ettei tuo jakotapa ole useimmille lainkaan tuttua kamaa, ja seuraukset sitten on hyvin helppo huomata :-)
http://www.physclips.unsw.edu.au/jw/sailing.html
1) siinä väitetään "However, part of the force is forward: the direction we want to go" , mikä ei pidä paikkaansa. Jos pitäisi olisi ihan sama vaikka ajaisi lujaa sivumyötäiseen. Todellisuudessa suunta johon halutaan on tietysti vastatuuleen kyseisessä luovitilanteessa.
2)Siinä väitetään "Sailing directly upwind is also easy to understand: it's impossible"
Tämähän ei todellakaan pidä paikkaansa, kuten useat tuuliturbiinilla vesipotkurilla varustetut veneet ihan käytännössä todistavat.
1) Purjeen suojanpuolella ilmavirtaus joka seuraa purjeen kaarevaa pintaa on nopeampi kuin vastakkaiseen suuntaan kaarevalla tuulenpuolella. Tästä johtuen suojanpuolelle muodostuu alipaine. Purjeen kaarevan muodon johdosta etummainen osa alipaineesta kohdistuu etuviistoon. Vastatuuleen ei tietenkään haluta koska sinne ei suoraan päästä, vaan luovitaan, joten halutaan nousta sopivassa kulmassa kohti tuulta.
2) Toi on sinulta jo huonoa huumoria. Puhut ihan eri laitteista. Ne eivät kuulu tähän väittelyyn.
>Vastatuuleen ei tietenkään haluta koska sinne ei suoraan päästä, vaan luovitaan, joten halutaan nousta sopivassa kulmassa kohti tuulta.
No nimenomaan sopivassa kulmassa, ja sen sopivan kulman määrittää nimenomaan se millä tuo maximi nopeuskomponentti vastatuuleen eli vmg saavutetaan, johan tuokin osoittaa että vastatuuli on se jonne halutaan.
Se purjeen voima suuntautuu keskimäärin 120 astetta pois tuulen silmästä, ja rajakerroskin on olemassa, vielä aika paksukin puheena olevassa kevyen tuulen tilanteessa.
2) niin on, kun edes tavallisen purkkarin teoriaa ei tämän paremmin tunnuta täällä ymmärtävän, turha sitä silloin lienee ruveta puhumaan tuosta toisesta.
120 astetta pois tuulen silmästä riittää vetämään venettä eteenpäin jos veneen keula on esim. 45 astetta tuulen silmästä. Tällöin veto veneen kulkusuuntaan nähden on 75 astetta, eli etuviistoon
Olisiko outous se että näet kölin työntävänä voimana kun sehän on vain jarruttava ja väärään suuntaan menemistä estävä voima?
Kölin tuottama voima on ainoa, jolla on komponentti vastatuulen suuntaan, eli sinne jonne haluttiin mennä. Tokihan se silloin estää myötätuuleen (eli väärään suuntaan)menemistä. Mikäs tässä on outoa logiikkaa ? Et kai vain luule purjeiden tuottavan voimaa vastatuuleen ?
silloin kun noustaan tuuleen niin purjeen sivulle ja etuviistoon muodostuu alipainetta joka imee venettä sivuun ja eteenpäin
> silloin kun noustaan tuuleen niin purjeen sivulle ja etuviistoon muodostuu alipainetta joka imee venettä sivuun ja eteenpäin
Täsmälleen noin. Ja kun jaat nuovoimakomponentit tosituulen mukaisiksi, toinen suurempi vetää sivutuuleen ja pienempi myötätuuleen, vastatuuleen siis vain negatiivisena josta ei ole mitään hyötyä tavoitteen kannalta, vaan olennaista haittaa.
Kölin voimalla et tuuleen nouse. Veneen tuulipinnan tulee olla pieni jotta vastatuuli ei sitä jarruta ja saadaan paras mahdollinen hyöty purjeiden etuviistoon vetävästä voimasta. Köli vähentää sortoa eli purjeiden sivusuuntaan vetävää voimaa.
voima suuntautuu lännestä luoteen puolelle, kun tosituuli tulee etelästä ja vene kulkee lounaaseen !
Lännestä luoteen puolelle suuntautuvalla voimalla ei ole komponenttia vastatuulen suuntaan etelään, vaan myötätuulen suuntaan pohjoiseen sekä isompi osa sivutuuleen eli länteen päin !
Jos voiman saisi sivutuulesta yhtään vastatuulen puolelle, voisi samaa käyttää lentokoneissakin siten, että siivet vetäisivät ei vain ylöspäin vaan myös hieman eteenpäin; olisi aika kätevää, ei tarvitsisi edes moottoreita lentokoneissakaan tuolla idealla. Valitettavasti se vaan olisi ns. ikiliikkuja mikä ei ole mahdollista lainkaan. Siivet vetävät todellisuudessa takaviistoon.
Leija lentää vastatuuleen kun balanssi on oikea ja silläpä on vastavoima eli köli maassa. voivoi
”Purjeet vetävät luovittaessa sivutuuleen ja osittain myötätuuleen.” Väärin! Purjeet vetävät venettä lievästi myötätuuleen. Tämä voimavektori voidaan jakaa veneen kulkusuuntaiseen ja sitä vastaan kohtisuoraan komponenttiin. Veneen köli työntää tämän kohtisuoran komponentin johdosta vettä sivulle päin. Vastavoiman takia VESI työntää köliä tuuleen päin. Tuuleen päin työntävä voima on kuitenkin aina pienempi kuin sortava voima, sillä vesi antaa periksi. Vene siis sortaa sivulle. Kulkusuuntainen voimakomponentti kuljettaa venettä eteenpäin ja siten vinosti tuulta vasten. Hydrodynaamista voimaa ei saada tavallisilla symmetrisillä köleillä niin paljoa, ettei vene sortaisi.
>Vastavoiman takia VESI työntää köliä tuuleen päin.
Niin ja sitten KÖLI työntää venettä tuuleenpäin tuon veden aikaansaaman voiman avulla.
>Tämä voimavektori voidaan jakaa veneen kulkusuuntaiseen ja sitä vastaan kohtisuoraan komponenttiin.
Niin voidaan, mutta kun ei ole mikään pakko noin tehdä. Aivan yhtä hyvin se voidaan jakaa tosituulen suuntaiseen ja sitä vastaan kohtisuoraan komponenttiin.
>Tuuleen päin työntävä voima on kuitenkin aina pienempi kuin sortava voima, sillä vesi antaa periksi. Vene siis sortaa sivulle.
Jos toinen voima olisi pienempi kuin toinen ei seurauksena suinkaan olisi tasainen pienehkö sorto, vaan jatkuvasti kiihtyvä nopeus siihen suuntaan jonne suurempi voima työntää !
Et ole koskaan kuullut yhtälöstä F=m*a ???
Jos olet, niin koitas soveltaa sitä ...
jatkuvasti kasvava sorto loppuu kun nopeuden myötä kitka kasvaa jyrkästi
"Jos toinen voima olisi pienempi kuin toinen ei seurauksena suinkaan olisi tasainen pienehkö sorto, vaan jatkuvasti kiihtyvä nopeus siihen suuntaan jonne suurempi voima työntää !"
Mutta tarkoitin, että ilman sortoa vastakkaiset voimat eivät ole yhtä suuria.
Armoton säätö syntyy sinänsä yksinkertaisesta Newtonilaisen fysiikan probleemasta. Mitään muuta ei voi odottaakaan, kun tehtävän asettelu pohtii veneen poikkisuuntaan vaikuttavan VOIMAvektorin maksimoimista, kun tavoitteena on VMG-nimisen NOPEUSvektorin optimointi.
Siis kun ratakilpailussa lähestytään alamerkkiä, niin mitäpä siinä tapahtuukaan.
Yleensä käännetään peräsintä, jolloin sekin vetää perää myötätuuleen sivulle. Purjeet tekevät samoin. Silti vaan vastatuuleen suuntautuva vmg kasvaa selvästi käännöksen aikana. Kun kyseinen vastatuuleen suuntautuva kiihtyvyys kerrotaan veneen massalla on tuloksena vastatuuleen suuntautuva voima vektori. Kölin täytyy tuottaa tuon voiman verran enemmän voimaa kuin kaikki myötätuuleen vetävät voimakomponentit yhteensä laskettuna !!!
On siinä kölillä töitä, mutta hyvinhän se siitä suoriutuu ja vastustamattomasti kiihdyttää veneen vastaiselle osuudelle tarvittavaan maximi vmg:hen vaikka peräsin sekä purjeet tekevät parhaansa sen estääkseen :-)
Toki käännöksen lähestyessä loppuaan peräsinkin muuttuu haitantekijästä apulaiseksi, ryhtyen avustamaan kölin yksinäistä tehtävää työntää venettä vastatuuleen.
Jos kaikki voimat työntävät poispäin tuulesta niin mikään taikatemppu ei sitä köliä vie ylös tuuleen. Se vaatii purjeen vetoa. Oletkos mennyt sekaisin teorioinesi? Mene ulos ottamaan happea :D naurua
ei tietenkään, vaan sopiva tulokulma virtaukseen ja väliaine=vesi, noista se voima syntyy eikä mistään taikatempusta. Etkö ole koskaan kääntynyt alamerkiltä luoviosuudelle ?
Jääpurrella ei ole veden virtauksen antamaa nostetta kölin tapaan, vaan tuuleen noustessa eteenpäin vievä voima tulee vain purjeen nosteesta. Purjeen imu suuntautuu etuviistoon ilmavirtauksen suunnan, purjeen muodon ja puomin asennon avulla. Luistimet estävät sivulle ajautumisen. Kuvittele (jos kykenet) tuulen kohdistuvan kelkkaan etuviistosta ( e t u v i i s t o ) ja ainoa käytettävissä oleva voimanlähde sinulla olisi liikkumattomat luistimet kelkan jalaksissa, niin mikä sinua muka veisi ylös tuuleen jos purje aiheuttaisi vain sivulle vievää voimaa ja vastusta, eli yhteenlaskettuna taaksepäin vievää voimaa.
"When traveling on a dry surface, friction prevents the land sailer wheels from sliding sideways. This being the case, the land sailer – or any sailboat – goes forward in an attempt to equalize the forces acting on it. (Sailboats have keels or centerboards to prevent sideways movement.)
The theory of foils and lift explains why the land sailer can travel faster than wind speed. It is not pushed by the wind. Instead, a vacuum effectively sucks it along."
Kovin moni tosiaan alamerkillä tekee sen perusvirheen, että kääntää venettä peräsimellä, vaikka pitäisi käyttää vähemmän jarruttavia menetelmiä.
Siitä huolimatta sekainen selostuksesi ei mitenkään sitonut mielekkäällä tavalla yhteen VMG-nimistä nopeusvektoria ja kölin voimavektorin tietyn suuntaista komponenttia. Vektorithan eivät ole edes samassa koordinaatistossa. Veneen kineettisen energian mukaan otto ei vähääkään auta tilannetta.
Alkaa epäilyttämään ettet ole. Muuten et voisi olla sentään ihan noin pihalla. Ihan vain tiedoksi, että köliveneet noudattavat fysiikan lakeja siinä missä muutkin, myös Newtonin kaavaa F=m*a
Tästä seuraa, että vastatuuleen suuntautuva voima aiheuttaa vastatuuleen suuntautuvan kiihtyvyyden, mikä tarkoittaa, että vastatuuleen suunnatun nopeusvektorin suuruus kasvaa. On ihan sama missä koordinaatistossa asiaa tarkastelet. Samassa tai eri koordinaatistossa on ihan oma ongelmasi. Veneen kineettisen energian käyttö on ihan hyödyllistä sekin, sillä optimi vauhti luoviessa on usein hitaampi kuin optimi sivumyötäisessä. Tehokkain toiminta alamerkillä on hyödyntää kölin voima potentiaali sakkaamatta sen virtausta. Tämä tietysti sen lisäksi, että avotuulipurjeiden alasotto on oikein ajoitettu, ja luovipurjeiden trimmaus on tarkoituksen mukaista koko manooverin ajan. Tässä esitetty tilanne alamerkillä on muuten tärkein kölipinta-alan mitoitus peruste veneen suunnittelussa. Muissa tilanteissa pienempi märkäpinta kölissä olisi aina edullisempi. Huippuunsa optimoiduissa avomerikilpaveneissä onkin pienemmät kölipinta-alat kuin ratakilpaveneissä juuri tästä syystä.
Olet säälittävän sekaisin eikä hienolta kuulostavien termien käyttö lisää vakuuttavuuttasi yhtään :D Kineettinen energia eli liike-energia ei käännöksen jälkeen kauaa veneelle vauhtia anna. Köli ei saa voimaa muualta kuin tuulesta eli purjeista, ja purjeiden täytyy tuottaa voimaa joka kohdistuu ei vain sivusuuntaan mutta myös siitä hiukan etuviistoon jotta on mahdollista päästä etuviistoon tuulta päin. Muuten tyssää vauhti koska tyhjästä on paha nyhjästä. Kannattaa kokeilla purjehtimista
Kannattaa kokeilla purjehtimista, nimenomaan rata purjehdusta mieluummin yksityyppiveneillä, niin huomaat erot selvemmin.
Kineettisen energian tehokkaalla hyödyntämisellä alamerkillä saa helposti useamman veneenmitan eron kilpakumppaniin. En ole missään väittänyt kineettisen energian hyödyntämisen käännöksessä riittävän maaliin asti. Yritä nyt edes ymmärtää lukemaasi, ja hanki hieman kokemusta ratakilpailusta niin ymmärtäisit paremmin perusasioita.
>ja purjeiden täytyy tuottaa voimaa joka kohdistuu ei vain sivusuuntaan mutta myös siitä hiukan etuviistoon jotta on mahdollista päästä etuviistoon tuulta päin.
Etkö ymmärrä sivusuuntaan veneen suhteen olevan ihan eri asia kuin sivusuuntaan tosituulen suhteen ?
Koitas nyt hieman ajatella asiaa, niin voisi hieman selkiintyä käytettyjen käsitteiden erot.
Sivusuuntaan veneen suhteen nimenomaan. Asiaa voit verrata esim. saippuapalaan jota painetaan liukasta lattiaa vasten. Pieni suunnan muutos painamissuunnassa ratkaisee sen kumpaan suuntaan saippuapala singahtaa. Kun purjeiden tuottama sivusuuntainen voima on hieman etuviistoon, köli luisuu vettä vasten kulkien eteenpäin tuottaen nostetta. Vene kulkee eteenpäin.
Jokainen vähänkin purjehtinut olisi tietysti tiennyt, että venettä käännetään peräsimellä ja että tiukka käännös alamerkillä siten edellyttää lavan lyömistä poikittain.
Kaikki purjehdukseen liittyvät ilmiöt on hallittavissa Newtonilaisella fysiikalla aivan ilman suhteellisuusteorian tai kvanttifysiikan tuomia korjauksia. Siihenkin, miten kineetinen energia liittyy optimi VMG:hen tuli ilmeinen selvyys. Opinpa minäkin sen, että ratakilpaveneessä (mikä muuten se on?) köli optimoidaankin alamerkin käännöksen mukaan.
Palatakseni alkuperäiseen ongelmaan. Kölin suurin nostovoima suoraan tuuleen saadaan ilmeisimmin ajamalla sorron verran tosituulesta ylöspäin. Skuutia vedetään liian tiukalle sorron kasvattamiseksi ja jäljelle jää sortokulman ja nopeuden optimiyhdistelmän haku kölin voiman maksimoimiseksi. Kölin profiilia vielä paksunnetaan nostovoiman kasvattamiseksi. Näinhän tämä meni, kun koordinaatistollakaan ei ollut väliä ja voimat ja nopeudet pannaan samaan nippuun. Ai niin, nyt liike olikin jo kiihtyvä, mitähän siitä lopulta seuraakaan...
ymmärsit kaikki lukemasi siis täydellisen väärin, ei tuosta viimeisestä viestistäsi juuri muuta voi päätellä. Pisteesi tasan nolla/max.
ja tuota samaa asiaa olet täysin kykenemätön tarkastelemaan tosituulen mukaan suunnatussa koordinaatistossa.
Et siis itse kykene tuottamaan asiallista tekstiä tosituulen mukaisessa koordinaatistossa, etkä myöskään ymmärtämään sitä kenenkään toisen tuottamana. Sen olet nyt jo moneen kertaan osoittanut. Tämä on valitettavaa, koska se avaisi sinulle sen mikä itse asiassa on olennaista toiminnan optimoimiseksi ja mikä taas ei. Nyt se näyttää olevan hämärän peitossa.
Asettele ongelma väärin ja saat vääriä vastauksia.
Sekavia ristiriitaisia teorioitasi ei voi ymmärtää muuta kuin väärin. Toiminnan optimoimiseksi koordinoi kotona jatkossakin. Hyvää Joulua
ei kenenkään toisen tuottamaa tosituulen mukaisessa koordinaatistossa kirjoitettua potaskaa on saatu jo tarpeeksi kiitos
Köli ei aiheuta sanottavaa nostetta tuulen suuntaan lievästä sortokulmasta huolimatta vai mitä sanovat sivuston virtausoppineet (sortokulma on se mitä hävitään)?! Köli kun on jonkinlaisen huonon ellipsin muotoinen ja symmetrinen kummaltakin sivultaan.
Nosteen tuulen suuntaan saa aikaan modernien kisaveneiden epäsymmetrisillä, siipiprofiilimaisilla, säädettävillä sivuköleillä ja ehkä jossain määrin viekkaasti suunnitelluilla pilssiköleillä ja hollandereiden alaslaskettavilla sivuköleillä (oliks ne sen jo keksiny)?
Se miten pelkästään kaksipurjeisen kölillisen sluupin aero/aquadynaamiset ominaisuudet sovitetaan toisiinsa optimaaliseksi kokonaisuudeksi on mielestäni todella monimutkaisempi juttu - kuten tuolla jo todettiin kuin ainakin pienlentokoneen aerodynamiikka. Laskusiivekket ja yliäänet sitten erikseen ja anteeksi ihan oikeat aerodynaamikot! Terve tuloa purjehduksen pariin:-)
Vektorit osoittavat moneen suuntaan. Missään purjehduksen tilanteessa ei tarkoitus ole kehittää maksimaalista sivuttaisvoimaa, jollei tarkoitus ole kaataa venettä! Pitää löytää optimaalinen kulma ajosuuntaan ja purjeiden vetoon nähden. Purjeethan ovat moninaisesti säätyviä siipiprofiileja joiden sekä tuulen paineesta aiheutuvan sivuttaisvoiman että siipiprofiilivirtauksen aiheuttaman "liftin" ja kölin sortumista vastustavan tuen kautta löytyy se kullekin veneelle tyypillinen "groove" missä saavutetaan paras VMG (velocity made good), paras mahdollinen nousukulma tuulen puolella olevaan kohteeseen. Slööriin sitten taas säädöt erikseen..