Reippaassa tuulessa (yli 7m/s) en huomannut purjehdusnopeuden juurikaan
pudonneen kiinteälapaisella. Tässä tuulessa 30 jalkainen veneeni
saavutti runkonopeuden (6,4 solmua) helposti. Tietty joitain
kymmenyksiä saattoi pudota, mutta se ei retkipurjehtijaa haittaa.
Suurin saavutettu nopeus oli 9,7 solmua GPS:llä mitattuna, loki meni
jo yli asteikon =) Mutta ero oli mielestäni melko radikaali kun tuuli
oli kevyt. Ennen veneeni saavutti 5,5 solmun nopeuden melko
keveilläkin tuulilla, mutta nyt oli jo 4 solmun nopeus tiukassa. Saman
vaikutuksen huomasin sprayhoodin kanssa, ei ihme ettei kisaveneissä
paljoa niitä näy.
Moottoriajoa tuskin tarvitsee perustella kumpi oli parempi. Nyt
veneessäni on pakki...mikä oli muuten melkoinen yllätys eka kertaa
laituriin tultaessa. Tuli "jarrutettua" n. 10 metriä liian aikaisin.
Kokemukseni perusteella voin todeta, että retkikäyttöön
kiinteälapainen on mielestäni ihan OK. Tietysti jos valita saisin
niin kyllä minä sen taittolapaisen ottaisin, mutta en kyllä maksa
siitä 1000€ ekstraa, kiinteälapaisen kun sai 230€:lla. Mikähän
hel...tti siinä taittolavassa oikein maksaa? Muutama liikkuva osa ja
hinta 1300€, vertaa esim uusi 21hv dieselmoottori veneeseen
vaihteistolla 5200€...on hiukan monimutkaisempi paketti.
Joku kusettaa hinnoissa,,,tietäs vaan kuka...
> Reippaassa tuulessa (yli 7m/s) en huomannut purjehdusnopeuden juurikaan
> pudonneen kiinteälapaisella. Tässä tuulessa 30 jalkainen veneeni
> saavutti runkonopeuden (6,4 solmua) helposti. Tietty joitain
> kymmenyksiä saattoi pudota, mutta se ei retkipurjehtijaa haittaa.
Itselläni on nykyisessä veneessä kiintolapa, joskus aiemmin asennettu.
Pakin toiminnassa minäkin olen eron huomannut. Yksi hankala puoli on se,
että potkuri alkaa kovemmassa vauhdissa purjeilla mentäessä pyöriä
mukana, josta aiheutuu ääntä. Toisaalta, tuossahan olisi ilmeinen
tilaisuus jonkinnäköiselle sähkögeneraattorille, onko tällaisesta
kokemuksia? Muistaakseni Pertti Duncker kirjoissaan kertoo veneessään
tällaisen olleen. Pyörimisäänetn saisi pois, jos jättäisi vaihteen
päälle koneen sammuttaessaan, mutta se varmaan lisäisi vastusta entisestään.
Jussi
Toistan itseäni, mutta taittolapaisissa on vetokyvyn ja pakkiominaisuuksien
suhteen suuria eroja. Itse taisin maksaa vuosi sitten n. 800 euroa
omastani ja olen ominaisuuksiin tyytyväinen.
Dag Stenberg
Tietääkseni pyörivän potkurin vastus on SUUREMPI kuin seisovan. En nyt
jaksa kaivaa viitteitä.
Dag Stenberg
Ainakin OZecoDrive käyttää potkurin liike-energiaa lataukseen.
T: Rolle Möller, Parainen
- Hasse
>>Pyörimisäänetn saisi pois, jos jättäisi vaihteen
>>päälle koneen sammuttaessaan, mutta se varmaan lisäisi vastusta entisestään.
> Tietääkseni pyörivän potkurin vastus on SUUREMPI kuin seisovan. En nyt
> jaksa kaivaa viitteitä.
Tuntuu yllättävältä mutta miellyttävältä, silloinhan voisi mieluusti
jättää vaihteen päälle.
Jussi
>>Itselläni on nykyisessä veneessä kiintolapa, joskus aiemmin asennettu.
>>Pakin toiminnassa minäkin olen eron huomannut. Yksi hankala puoli on se,
>>että potkuri alkaa kovemmassa vauhdissa purjeilla mentäessä pyöriä
>>mukana, josta aiheutuu ääntä. Toisaalta, tuossahan olisi ilmeinen
>>tilaisuus jonkinnäköiselle sähkögeneraattorille, onko tällaisesta
>>kokemuksia?
> Ainakin OZecoDrive käyttää potkurin liike-energiaa lataukseen.
Hyvältä vaikuttava järjestelmä, ainakin itselleni olisi vaihtoehto
uudelle dieselkoneelle. Varmaan tuollainen on toimintavarmempi kuin
diesel, kun on vähemmän liikkuvia osia. Akut menevät tietysti silloin
tällöin vaihtoon.
Jussi
Mulla oli pitkäkölisessä kosterissa kaksilapainen potkuri. Merkkasin
letkuklemmarilla akseliin potkurin pystysuoran asennon. Lukitsin
vaihteella potkurin pystyasentoon kölin taa. Veneessä oli helppo päästä
käsiksi akseliin. Vaikutus oli varmaan lähinnä psykologinen.
Kevyessä tuulessa jarruvaikutus on isompi, koska purjeissa on vähän
voimaa. Asiaa voi kokeilla narun perässä olevalla ämpärillä, kunhan
ämpärin kahva on riittävän tukeva.
Kiinteälapaiseen voi helpommin takertua kaikkea ei-toivottavaa.
Ääni taittuvan puolesta. Eihän sitä tarvitse panna veneen mukana
vaihtoon, vaan voi siirtää seuraavaan veneeseen tai myydä veneen
ostajalla parin muutama viikko kaupan jälkeen tyyliin "löytyi vintiltä..."
--
kirjoitti,
Jaakko
o~
(___/___)
/
Palkitse itsesi, soita täältä hyvä mieli.
http://www.redcross.fi/ajankohtaista/aasia2005/fi_FI/index/
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
http://www.avokanootti.info/
http://www.meridianx.fi/jaakko/jaakko.html
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
/Matti
Tosiaan, Max Wilhelmsson kirjoitti 21.2.2000:
"Sitten potkurin vastus purjehdittaessa: ...
N. 5 solmun nopeudella arvot olivat seuraavat (kyseessä n. 13" potkurit):
Kiinteälapainen, pysäytettynä - n. 60 N
Kiinteälapainen, vapaasti pyörivänä - n.14 N
Taittolapa - n. 5 N
Kääntyvälapainen - n. 16 N"
Samoin Yacht Magazine No 5, February 1997, pg 24-28 kertoo:
"Drag at 8 kn (kyseessä 3-lapaiset potkurit):
Fixed propeller 15x13" blocking 420 N, turning 180 N
Autoprop 15" blocking 75 N, turning 670 N
Gori 18x14" 12 N
Maxprop 15x13" 13.5 N
Sailprop 15x13" 16 N
Volvoprop 18x14" 62.5 N"
mistä voidaan päätellä että kiinteälapainen sittenkin siis jarruttaa
vähemmän ollessaan paikallaan kuin pyöriessä ja taittolapa toisin päin
(tietysti, koska se paikallaan taittuu kasaan). Ja edellisen kerran
tunnustin näköjään 22.2.2000 olleeni väärässä uskossa tässä asiassa. Ei
näköjään purrut...
Dag Stenberg
Niin, ettet jää sinäkin väärään uskoon, niin mittaukset näköjään
kertovat että kiinteälapaisen pitää olla vapaasti pyärivä (jos
vaihdelaatikko kestää sen eli saa riittävästi voitelua vaikka moottori
ei käy, katso manuaalista) taittuvalapaisen pitää olla lukittuna (ja
minun vaihdelaatikkoni ei siedä että vaihde on eteen, pitää olla
peruutusasennossa, kyseessä Hurth BW50).
Dag Stenberg
Minulle hankalaa. Akseli on 7/8" läpimittainen ja kartio 1:16 SAE ...
Dag Stenberg
> Niin, ettet jää sinäkin väärään uskoon, niin mittaukset näköjään
> kertovat että kiinteälapaisen pitää olla vapaasti pyärivä (jos
> vaihdelaatikko kestää sen eli saa riittävästi voitelua vaikka moottori
> ei käy, katso manuaalista)
Niin, tämä tuntuu uskottavalta, koska silloin osa siitä tehosta, minkä
veneen eteenpäin meno tuottaa potkuriin menee potkurin pyörittämiseen,
joka ei veneen etenemistä hidasta.
> taittuvalapaisen pitää olla lukittuna (ja
> minun vaihdelaatikkoni ei siedä että vaihde on eteen, pitää olla
> peruutusasennossa, kyseessä Hurth BW50).
Tämä on hyvä pointti, täytyy tosiaan tutkia.
Jussi
Tässä keskusteltava aihe on erittäin mielenkiintoinen.
Olen itsekin (puoli vuosisataa sitten) kuullut puhuttavan,
että vapaasti pyörivä potkuri jarruttaa enemmän
veneen kulkua kuin lukittu potkuri.
Teoriahan kertoo, että purjekone pysyy ilmassa menettäen
korkeutta liussa suhteessa kuljettuun matkaan nähden
vain noin 1:20, vaikka ei olisikaan nousevaa ilmavirtausta.
Jos koneen ilmanopeus liu'ussa putoaisi nollaan, kone tulisi
kuin "kivi alas".
Veneen potkurit lienevät tosin vuosikymmenien saatossa
paremmin muotoiltuja kuin ennen hyvinä aikoina. En ole
tosiaan nähnyt nykyisiä tuloksia vastuskokeiluista, joten
tämän hetkistä tilannetta en tunne.
MSa
Itseänikin alkoi sen verran kiinnostaa, että laitanpa tämän kyssärin
fysiikkaryhmään. Minun on nimittäin aika vaikea uskoa tätä näin äkkiseltään.
Keksiikö kukaan mitään fysiikkaa tämän myytin tueksi?
Markus
ASH-25, 1:57 (tai yli)
http://www.alexander-schleicher.de/englisch/produkte/ash25/e_ash25_main.htm
DG-400, 1:45
http://www.gliding-in-melbourne.org/dg400.htm#Top
Aikoinaan sanottiin, että Caravellen liukusuhde 1:20
lähentelee purjekoneen arvoja. Siitähän minä
tempaisin tuon luvun.
MSa
> Tässä keskusteltava aihe on erittäin mielenkiintoinen.
> Olen itsekin (puoli vuosisataa sitten) kuullut puhuttavan,
> että vapaasti pyörivä potkuri jarruttaa enemmän
> veneen kulkua kuin lukittu potkuri.
Lentokonepotkurit ja isot tuulivoimalat toimivatkin näin. Niissä on
todella pieni lapapinta-ala suhteessa halkaisijaan, jolloin niiden
vastus varsin pieni pysäytettynä.
>
> Teoriahan kertoo, että purjekone pysyy ilmassa menettäen
> korkeutta liussa suhteessa kuljettuun matkaan nähden
> vain noin 1:20, vaikka ei olisikaan nousevaa ilmavirtausta.
> Jos koneen ilmanopeus liu'ussa putoaisi nollaan, kone tulisi
> kuin "kivi alas".
Tässä on hyvin oleellisia nopeus ja kohtaskulma. Nostovoimahan
riippuu nopeuden neliöstä ja lineaarisesti kohtauskulmasta. Jos
potkuri pyörii vapaasti, on kohtauskulma melko pieni, jolloin voimakin
on pieni.
>
> Veneen potkurit lienevät tosin vuosikymmenien saatossa
> paremmin muotoiltuja kuin ennen hyvinä aikoina. En ole
> tosiaan nähnyt nykyisiä tuloksia vastuskokeiluista, joten
> tämän hetkistä tilannetta en tunne.
Tuskin veneiden potkureissa on tapahtunut kovinkaan radiakaaleja
muutoksia, ellei vertailukohtana ole nyrkkypajoilla väsätyt potkurit.
Joakim
Esimerkiksi:
Helikopterin moottorin pysähdyttyä ilmassa ohjaaja voi
yrittää hätä/pakkolaskua. Laskua varten roottorin tulee
pyöriä vapaasti, jolloin se toimii kuin purjekone eli
jarruttaa putoamista. Putoamisen aikana on roottorin
liike-energiaa lisättävä pienentämällä lavan kohtauskulmaa
(eli osa nostovoimasta on käytettävä roottorin pyörimis-
energian lisäämiseen). Ilman tätä kiihdytystä isku maahan
rikkoo koneen (?). Tarkoitus on käyttää tämä liike-energia
juuri ennen kosketushetkeä maahan eli oikealla hetkellä
on lisättävä lapojen kohtauskulmaa, joka tekee laskusta
onnistuneen.
MSa
Ensinnäkin en usko että tilanne olisi aina ihan noinkaan. Mutta kaipa
tuo on mahdollista.
Laitetaas veikkausta:
Syy voisi löytyä siitä, että potkurin lapojen kulmahan on hyvin suuri
verrattuna eteenpäin menoon. Silloin lapa alkaa helposti "sakkaamaan",
toisin sanoen vesi kiertääkin lavan molemmin puolin ohitse. Pyörivällä
potkurilla lavan kulma suhteessa veteen on pienempi ja siten pitoa
enemmän. Hidastavana tekijänä voisi olla vaihdelaatikko tms. joka
estäisi potkurin vapaata pyörimistä. Lisäksi pyörivän potkurin lavat
tekee pitemmän matkan vedessä.
Eli omana veikkauksena lyhyesti suuri lapojen kulma yhdistettynä
vaihteiston tms. vastukseen.
(sähkö)Lennokissa tuon huomaa varsin selvästi. Jos nopeussäätimessä on
jarru päällä, niin potkuri ei pyöri kun tehot on nollilla. Tuo jarruttaa
menoa huomattavasti vähemmän kuin jarru pois päältä jolloin potkuri
pyörii aika lailla vapaasti.
--
Toni
Juu, tämä on selvä asia, mutta hieman eri tilanne. Kiitos silti hyvästä
esimerkistä joka sai ajattelemaan asiaa vähän eri kantilta.
Toni wrote:
> Syy voisi löytyä siitä, että potkurin lapojen kulmahan on hyvin suuri
> verrattuna eteenpäin menoon. Silloin lapa alkaa helposti "sakkaamaan",
> toisin sanoen vesi kiertääkin lavan molemmin puolin ohitse. Pyörivällä
> potkurilla lavan kulma suhteessa veteen on pienempi ja siten pitoa
> enemmän.
Tätä samaa ajatusta pohdin itsekin. Eli potkurin pyöriessä virtaus sen
lapojen ohi nopeutuisi ja muuttuisi turbulentimmaksi verrattuna paikallaan
olevaan potkuriin...
Markus
Kysymys: Jos otetaan pyöreän vanerin palan lisäksi, jonka pinta-ala
on 100%, potkurit joiden lapapinta-ala on 75%, 50%, 25%, 10% ja 3%.
Missä lapapinta-ala suhteessa tullaan siihen tilanteeseen että
potkuri jarruttaa vähemmän lukittuna kuin pyöriessään? Uusia ja
monimutkaisia kysymyksiä pohtiessa kannattaa niitä aluksi lähestyä
molemmista ääripäistä, näin on helpompi ymmärtää mikä
vaikuttaa mihinkäkin. On vaikea alkaa suoralta kädeltä sanomaan
mikä on tilanne tarkastelaessa 25%:n lapasuhteen omaavaa potkuria.
Kokeilin kylpyammeessa 13"x8" potkurilla näppituntumalla kumpi tapa
vastustaa etenemistä enemmän. Oman tuntumani perusteella löisin
rahani sen puolesta että pyörivä potkuri kulkee kevyemmin perässä.
Tosin jokainen laittakoon minun testitulokseni omaan arvoonsa,
varsinkin kun voiman mittaus perustuu omiin hentoisiin lihaksiini ja
testut nopeudet ovat varsin pienet.
En ole tiedemies ja nämä ovat oman pienen pääni pähkäilyjä.
Todistakaa Te viisaammat mikä on totta. Tämän nykyisen
avaruusteknologian aikana luulisi olevan helppo vastata näihin
kysymyksiin...
> Tietääkseni pyörivän potkurin vastus on SUUREMPI kuin seiso-
> van. En nyt jaksa kaivaa viitteitä.
Verkosta voi varmaan löytää ihan mitä haluaa, mutta tämä ...
http://www.castlemarine.co.uk/your.htm
... sanoo ykskantaan, että ...
"On a sailboat under sail should a prop be left to rotate or locked ?
There is less drag when a prop is rotating."
Rami
onko veneiden potkureissakin lapojen kulma aseteltavissa
???
Minun mielestäni esimerkkini oli myös keskustelun aiheen
tilanteeseen sopiva. Eli jos ajatellaan, etteivät lavat pyörisi
ollenkaan, ne sakkaisivat ja laskusta tulisi kaputti eli
roottorin jarruttava vaikutus on häviävän pieni.
Kun roottori pyörii, on aivan sama kummasta se saa energiansa
joko moottorista tai potentiaalienergiasta (= korkeuden
menetyksestä). Potentiaalienergia ei kuitenkaan yksin pysty
riittävästi jarruttamaan vajoamisen nopeutta, mutta sen
muuttaminen liike-energiaksi on mahdollista. Liike-energia
voidaan sitten lähellä maan pintaa muuttaa nostovoimaksi,
jolloin lasku voi onnistuakin.
> Toni wrote:
>> Syy voisi löytyä siitä, että potkurin lapojen kulmahan on hyvin suuri
>> verrattuna eteenpäin menoon. Silloin lapa alkaa helposti "sakkaamaan",
>> toisin sanoen vesi kiertääkin lavan molemmin puolin ohitse. Pyörivällä
>> potkurilla lavan kulma suhteessa veteen on pienempi ja siten pitoa
>> enemmän.
>
> Tätä samaa ajatusta pohdin itsekin. Eli potkurin pyöriessä virtaus sen
> lapojen ohi nopeutuisi ja muuttuisi turbulentimmaksi verrattuna paikallaan
> olevaan potkuriin...
Sorry vaan, mutta minun mielestäni juuri sakkaus tekee
virtauksen turbulenttiseksi ja potkurin pyöriessä virtaus
on ennemminkin laminaarinen.
MSa
Vastaan tuohon ykskantaan, että purjeveneiden nopeuksilla
tuon esityksen mukaan pysäytetyn potkurin vastus on jonkun
tutkimuksen mukaan suurempi kuin pyörivän potkurin.
MSa
Ehkäpä en vain onnistu näkemään tässä jotain analogiaa, mitä tarkoitat.
Tässä helikopterin laskeutumisen hidastamisessahan oleellisinta lienee, että
roottori ja siihen liittyvät osat ovat massaltaan sen verran merkittäviä,
että niihin voidaan varastoida riittävästi pyörimisenergiaa, joka taas
vapautetaan nostavaksi voimaksi lähellä maanpintaa kääntämällä lapoja.
> Sorry vaan, mutta minun mielestäni juuri sakkaus tekee
> virtauksen turbulenttiseksi ja potkurin pyöriessä virtaus
> on ennemminkin laminaarinen.
Voipi olla. Koska en kuitenkaan virtausmekaniikasta tiedä mitään, niin
mielelläni kuulisin perustelut tälle. Paikallaan olevan potkurin
karakteristinen mitta virtaukseen nähdenhän on suurempi kuin pyörivän
potkurin, mutta taas potkurin pyöriessä virtauksen nopeus on suurempi.
Mikähän näiden yhteisvaikutus sitten mahtaa olla?
Onko sinulla jokin näkemys, miksi sen pyörivän potkurin aiheuttama vastus
sitten olisi suurempi kuin paikallaan olevalla? Olet varmaan sellaista tässä
yrittänyt tarjota, mutta jotenkin en vain sitä "löydä"...
Markus
> http://www.castlemarine.co.uk/your.htm
> "On a sailboat under sail should a prop be left to rotate or locked ?
> There is less drag when a prop is rotating."
Dave Gerrin kirja "The Nature of Boats" sanoo muutaman asian potkureista:
> There are more thories of propeller behavior and performance than you
> could fit on a shelf of books - a sure sign that we don't fully understand
> them.
(Mainittakoon että yksi Gerrin tärkeämpiä kirjoja on "Propeller Handbook",
eli kaveri ilmeisesti tietää aiheesta jonkun verran...)
> There are just two ways to reduce propeller drag under sail. You can make
> the propeller blades themselves as small as possible, or you can hide the
> prop from as much water flow as practical. Ideally, you'd take advantage
> of both approaches. In fact this combined approach is one of the reasons
> for the confusion whether a prop creates the least drag when it is locked
> or free to rotate. The simple answer is that a propeller creates less drag
> when free to rotate (...) However, if the wheel can be locked vertically,
> hidden behind a skeg or keel, it will produce less drag than when freely
> rotating.
Olen myös lukenut jostain (en löytänyt Gerristä, lienee muualta peräisin)
että sen vapaasti pyörivän potkurin pitäisi pyöriä hyvin vapaasti, pieni
määrä kitkaa vaihdelaatikossa tai laakereissa lisää jarrutustehoa
runsaasti, joskus jopa yli sen mitä paikalleen lukittu potkuri jarruttaa.
Tiedä häntä... Minä kokeilisin itse eri veneissä kumpi toimii paremmin.
-H
>Kysymys: Jos otetaan pyöreän vanerin palan lisäksi, jonka pinta-ala
>on 100%, potkurit joiden lapapinta-ala on 75%, 50%, 25%, 10% ja 3%.
>Missä lapapinta-ala suhteessa tullaan siihen tilanteeseen että
>potkuri jarruttaa vähemmän lukittuna kuin pyöriessään? Uusia ja
Esimerkkinä voisi ottaa tuulivoimalan. Tuulivoimalassa, jossa on
kolmisiipinen potkuri, lasketaan teho käyttämällä koko potkurin kehän sisään
jäävää pinta-alaa. Esim: http://www.windpower.org/en/tour/wres/enerwind.htm
Tuolla tuulivoimasivustolla löytyy muitakin sivuja, joissa tehoa lasketaan
ja joissa näkyy tuo pyyhkäisyala. Jos vertaa tuollaista potkuria esim
savoniusroottoriin, huomaa hyvin, miksi savoniusroottorit ovat
harvinaisempia. Siinäkin teho lasketaan sen pinta-alan mukaan ja se on
paljon pienempi kuin potkurilla.
Muinoin "pikkupoikana", kun opiskelin aerodynamiikkaa ja lentsikoita,
moottorin sammumistapauksissa pidettiin hyvin tärkeänä potkurin
lepuuttamista. Silloinkin kaavoja pyöriteltäessä koko potkurin pyyhkäisemää
alaa käytettiin vastuslaskuissa, jos potkuri pyöri vapaasti. Kai ne
potkurikonelentäjät, jotka opettelivat kaksimoottorikoneella
yksimoottoritilanteita, osaisivat selittää asian ohjaamotyöskentelyn
kannalta.
> Minun mielestäni esimerkkini oli myös keskustelun aiheen
> tilanteeseen sopiva. Eli jos ajatellaan, etteivät lavat pyörisi
> ollenkaan, ne sakkaisivat ja laskusta tulisi kaputti eli
> roottorin jarruttava vaikutus on häviävän pieni.
>...
> Sorry vaan, mutta minun mielestäni juuri sakkaus tekee
> virtauksen turbulenttiseksi ja potkurin pyöriessä virtaus
> on ennemminkin laminaarinen.
Minun mielestäni taas turbulenssi aiheuttaa vastustusta. Kaasu kulkee
putkessakin liukkaammin, jos siellä ei ole mitään turbulenssia
aiheuttavia epäjatkuvuuskohtia eli rosoja, pykäliä, äkillisiä
poikkipinta-alan muutoksia ja äkkikäännöksiä. Laminaarinen virtaus
aiheuttaa pienimmän vastuksen.
Ja se helikopteriesimerkki taas perustuu siihen, että melko
massiiviseen potkuriin todellakin varastoidaan pyörimisenergiaa ja
juuri ennen maahan tuloa lavat käännetään *negatiiviseen* kulmaan,
jolloin se toimii hetken aikaa suunnilleen normaalin helikopterin
roottorin tavoin, jolloin sen turvin voidaan tietenkin tehdä ainakin
suunnilleen hallittu lasku.
--
Raimo Suonio, Hyvinkää, Finland
http://www.nic.fi/%7Ersuonio/
Oikeinkirjoitusohjeita news- ja web-kirjoittajille:
http://www.nic.fi/%7Ersuonio/oikeinkirjoitus/
Hyvin sanottu. Eikö kukaan ole kokeillut? Mikäli vaikutus nopeuteen
potkuri lukittuna/vapaana on niin pieni, että sitä ei näe
lokissa/gps:ssä, niin onko asialla muuta merkitystä kuin teoreettinen
nysvääminen.
K
Se onkin hieman harhaanjohtava esimerkki, koska sen vapaapyöriminen on
erikoistapaus. Parempi esikerkki on gyrokopteri eli autogiro. Sen
roottori pyörii vapaasti kaikissa olosuhteissa. Aurogiron roottorin
mitoituksesta on olemassa riittävästi teoriaa. Periaate on kuitenkin
selvä: roottorin pitää pyöriä, jotta se kantaisi, eli pyörivä roottori
aiheuttaa moninkertaisen kitkan verrattuna seisovaan.
> Kysymys: Jos otetaan pyöreän vanerin palan lisäksi, jonka pinta-ala
> on 100%, potkurit joiden lapapinta-ala on 75%, 50%, 25%, 10% ja 3%.
> Missä lapapinta-ala suhteessa tullaan siihen tilanteeseen että
> potkuri jarruttaa vähemmän lukittuna kuin pyöriessään?
Aurogiron roottorin lavat ovat hyvin kapeat, jotta hyötysuhde olisi
hyvä. Umpinainen levy kantaisi paljon huonommin. Lapojen profiili on
tietysti kaasussa vallan erilainen kuin nesteessä, joten prosenttilukuja
ei voi verrata sellaisenaan.
(Tunnettu keksijä Jorma Ponkala selvitteli optimaalista potkuria
sähköveneelleen. Lopputuloksena oli pitkä- ja kapealapainen kuin
lentokoneessa. Se pyöri hyvin hitaasti verrattuna tavallisiin
perämoottoreihin. Se olikin viritetty uppouma-ajoon seitsemänmetrisellä
rungolla ja mahdollisimman pienellä teholla.)
<...>
> Kokeilin kylpyammeessa 13"x8" potkurilla näppituntumalla kumpi tapa
> vastustaa etenemistä enemmän. Oman tuntumani perusteella löisin
> rahani sen puolesta että pyörivä potkuri kulkee kevyemmin perässä.
> Tosin jokainen laittakoon minun testitulokseni omaan arvoonsa,
> varsinkin kun voiman mittaus perustuu omiin hentoisiin lihaksiini ja
> testut nopeudet ovat varsin pienet.
Nopeus on kriittinen tekijä. Hitaassa kulussa potkuri saattaa hyvinkin
aiheuttaa pienemmän vastuksen pyöriessään kuin seisoessaan. Isommilla
nopeuksilla se aiheuttaa turbulenssia pyörimisestä riippumatta. Silloin
se kannattaa pitää paikallaan. Tarkempi laskeminen luultavasti vaatisi
tilanteen normalisointia Reynoldsin luvulla tjsp.
A propos, miksei vedessä pyörivän potkurin jatkeeksi panna
generaattoria? Se voisi jouten ollessaan tuottaa veneelle sähköä.
Seuraava vaihe olisi korvata kölipaino akuilla, ja muuttaa apumoottori
sähköllä toimivaksi...
-- Lassi
"Teoreettinen nysvääminen" on kaiken alku ja juuri, sekä lisäksi erittäin
mielenkiintoista.
Markus
Jos potkuri olisi täysin kitkattomasti laakeroitu ja potkurin nousu
olisi suuri, pyörivä potkuri aiheuttaisi varmasti vähemmän kitkaa. Mutta
käytännössä kitkaa löytyy ja nousu on suuri.
Jos pohtii, ettei sitä vastusta paljon tunnu kun käsineen akselia
pyörittelee, niin asia voi "oikeassa tilanteessa" olla erilainen.
Pohdinta lähti liikkeelle purjeveneistä, joten ajatellaanpa pikkukonetta
jossa on 8" nousuinen potkuri ja olkoon nopeus 8 solmua. Potkurin
pitäisi tuossa vauhdissa pyöriä 1215 rpm, eli melkoista vauhtia!
Suhteellisen pieni kitka hitaalla nopeudella voi kasvaa melkoisen
suureksi kun potkuria yritetään pyörittää noin kovaa.
Helikopterivihje on ehkä enemmänkin kyse energian säästöstä, ja ehkäpä
helikopterilla lapakulma voidaan säätää sellaiseksi että jo putoamisesta
saadaan energiaa talteen roottoriin. Roottorista pyörimisenergia voidaan
sitten vapauttaa lähellä maata jotta putoamisnopeus hidastuisi.
http://lennokit.net/viewtopic.php?t=11525
Tuossa päädyttiin siihen että riippuu potkurista jarruttaako vapaasti
pyörivä enemmän kuin lukittu.
--
Toni
Tuota lukematta todetaan, että sitä minäkin koitin selittää - ehkäpä
vain turhan monimutkaisesti :). Hyvin laakeroitu suurinousuinen potkuri
pyörii varmasti kevyemmin ja taas pieninousuinen ja jäykempi tullee
mukana paremmin pysähtyneenä.
Mites akselin laakerit? Onko ne tehty vastaanottamaan enemmänkin
työntävä voima kuin veto taaksepäin? Kaikki kiinteälapaiset olen aina
lukinnut liikkumnattomiksi ja aina olen rantaan päässyt. :)
--
kirjoitti,
Jaakko
o~
(___/___)
/
Palkitse itsesi, soita täältä hyvä mieli.
http://www.redcross.fi/ajankohtaista/aasia2005/fi_FI/index/
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
http://www.avokanootti.info/
http://www.meridianx.fi/jaakko/jaakko.html
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Löysin tämän purjehduskilpailuvihjeen:
"7 Once at the starting area, lock the propeller shaft (with mole
grips) to prevent spinning and propeller drag during the race, but
remember to unlock before starting the engine again!!"
http://www.ybw.com/ym/roundtheisland05/hints_and_tips.html
Dag Stenberg
Ja vielä:
"My crewman, Roger, is always full of ideas of how to improve sailing
performance and we began to experiment, first with sail trim and then
propeller drag and noted that speed and pointing ability did improve
with the prop allowed to free wheel. (I normally keep it locked). Now, I
am not advocating free wheeling your prop as this can cause problems
with the gear box, but the exercise did highlight the effect of
propeller drag."
http://h28.org.nz/Technical/Modifications/re-Powering_Weypago.htm
Dag Stenberg
Tässäpä tiedoistaan "varma" kaveri:
"So on that basis and looking at Figure 1, the prop will create three
times more drag when allowed to rotate than it will when locked.
The maximum drag occurs when the prop is revolving slowly between 70 and
150 rpm and it is at just these speed that a friction torque of around 1
pound foot allows. At this point the prop, in effect, is working quite
efficiently in the astern mode. It becomes an effective brake. " Kyse
oli 3 solmun vauhdista.
Löytyy url:sta http://www.shaftlok.com/FreewheelStoryShaftLok.htm
Tämä Nigel Warrenin kirjoitus on ainakin lukemisen arvoinen. Siinä on
käsitelty useimpia täällä esitetyistä pohdiskeluista, kuten lapakoko,
nousukulma, vaihdelaatikko (hydraulinen jarruttaa pyöriessä enemmän kuin
mekaaninen) jne. Valitettavasti ei ole todisteita (muuta kuin
"Propellers have been tested in cavitation tunnels to discover their
characteristics when reversing and when trailing" eikä tekstissä
mainittuja kuvia.
Dag Stenberg
Helikopterin laskeutuminen autorotaatiolla ei ole mikään extreemitemppu,
onnistuu suunnilleen samoin edellytyksin kuin pikkukoneen laskeutuminen
ilman moottoria, jossa muuten harjoittelun kohteena ei ole saada konetta
ehjänä alas, vaan saada se haluttuun kohtaan alas. Ilman autorotaatiota
helikopteri putoaa suunnilleen kuin kivi, eikä sitä pysäyttäisi mikään
roottoriin varastoitu liike-energia. Sillä liike-enegialla saadaan vain
tehtyä laskusta pehmeämpi niin, että paitsi matkustajat, myös kone säilyy.
Eli roottorin mittasuhteilla saadaan todella tehokas jarrutus aikaan.
Samasta syystähän tuulivoimalakin pysäyttää ja lepuuttaa roottorinsa
tuulennopeuden noustessa liikaa.
Tässä säikeessä syntyi mielipiteiden tulva, kun Dag ja
minä vedimme esiin kenties perimätietona vuosikymmenten
takaa käsityksen, että pyörivän potkurin vastus on
suurempi kuin lukitun potkurin vastus. Itse otin puheeksi
myös esimerkkejä aerodynamiikasta, koska hydro- ja
aerodynamiikka noudattavat melko pitkälle yhtäläisiä
virtauslakeja.
Tuossa Heikki tempasi esiin Dave Gerrin tekstiä
(Heikki 4.1.06 klo 22.23), jonka mukaan tämän aiheen
teoreettinen käsittely on monitahoinen.
En turhaan puutu aiheen syvempään teoriaan, mutta
jollakin tapaa valaisisin useassa yhteydessä vaikuttavia
termejä kuten "turbulenssi", "kohtauskulma" ja "raja-
kerros".
- Virtaus voi olla laminaarinen tai turbulenttinen
- Virtaus voi olla häiriötön tai rajakerroksen
"turmelema"
- Rajakerros voi olla laminaarinen tai turbulenttinen
Turbulenttinen virtaus voi olla sekä eduksi että haitaksi.
Kun veneilykielessä sanotaan, että potkuri kavitoi, se
tarkoittaa (minun mielestäni) käytännössä samaa kuin
aerodynamiikan termit: virtaus irtoaa tai siipi sakkaa.
Kun virtaus irtoaa, se tarkoittaa käytännössä samaa,
että virtaus muuttuu laminaarisesta turbulenttiseksi.
Turbulenttinen virtaus (esim auton perässä) tarkoittaa
useimmiten, että vastus kasvaa.
Laminaarinen rajakerros irtoaa herkemmin kuin
turbulenttinen, koska turbulenttinen rajakerros
sisältää enemmän energiaa (siksi esim lentokoneiden
siiven yläpinnoilla rajakerros pakoitetaan tarvittaessa
keinotekoisesti muuttumaan turbulenttiseksi tai
vaihtoehtoisesti siipisolilla tai solasiivekkeillä tuodaan
siiven yläpinnoille virtaukseen lisää energiaa ja uutta
"tuoretta" laminaarista rajakerrosta).
Kohtauskulmalla tarkoitetaan siiven, potkurin tai
roottorin (erikseen määritellyn) tason ja vapaan
virtauksen suunnan välistä kulmaa. Kohtauskulma
voi olla negatiivinen, nolla tai positiivinen. Aikaisemmassa
helikopteriesimerkissäni kohtauskulman säädöllä
voidaan hetkellisesti vaikuttaa pintakosketuksen
kovuutta, joka menetelmä on suuresti riippuvainen
roottorin liike-energiasta.
Näin ollen en olisi suoralta kädeltä valmis ilman
tapauskohtaisia tutkimuksia arvioimaan alkuperäistä
aihetta: kummalla, lukitulla vai pyörivällä potkurilla
on pienempi vastus. Asiaan vaikuttavia tekijöitä on
paljon, mm potkurin halkaisija, nousu, lapojen
profiili, pyörimiskitka ja potkurin sijainti sekä
veneen nopeus.
MSa
Kokeileminen on kovin hankalaa. Purjehtimalla tuskin onnistuu lainkaan,
sillä tuuli on erittäin harvoin niin tasainen, että saisi luotettavia
tuloksia. Ja joka tapauksessa vain ne tulokset rajoittuisivat kevyen tuulen
pieniin nopeuksiin, koska muutoin tulee väistämättä aallokko mukaan
sotkemaan. Labraolosuhteita tarvitaan ja kokeilua erilaisilla
potkuridimensioilla, akselikulmilla, pyörimiskitkoilla.... Eli helpommalla
pääsee, kun laittaa sen taittolapapotkurin, jolloin ei tarvitse asiaa
enempää pohtia. Toisaalta tosiaan pitää olla hyviä aiheita siihen
nysväämiseen, siihen on paljon aikaa talvella.
tällänen viritys on tehty. Mökkipaikkamme lähellä on eräs pienyrittäjä,
jolla on sellasta pellepleottman vikaa. Hänellä on itse rakennettu
sähkökäyttöinen keskimoottori n. 7m veneessään. Se on juuri nuin rakennettu
(mitä siitä ymmärsin)
Matti Suorsa wrote:
...
> Turbulenttinen virtaus voi olla sekä eduksi että haitaksi.
> Kun veneilykielessä sanotaan, että potkuri kavitoi, se
> tarkoittaa (minun mielestäni) käytännössä samaa kuin
> aerodynamiikan termit: virtaus irtoaa tai siipi sakkaa.
Veneilyn kannalta kavitointi on useimmiten hyvin paikallista.
Kieltämättä virtaus irtoaa siinäkohden pinnasta, mutta kohta vain
todellakin olla hyvinkin pieni potkurissa.
> Kun virtaus irtoaa, se tarkoittaa käytännössä samaa,
> että virtaus muuttuu laminaarisesta turbulenttiseksi.
> Turbulenttinen virtaus (esim auton perässä) tarkoittaa
> useimmiten, että vastus kasvaa.
Auton nopeus on senverran suuri, että käytännössä autoa ei voida
rakentaa siten että virtaus pyyhkisi pintoja. Siksi autoihin haetaankin
tarkoituksella selvärajainen pykälä josta virtaus irtoaa ja siten
itseasiassa turbulenssi tietyllä tapaa pienentää vastusta käytännössä.
Riippuu tietysti millä tavoin asiaa ajattelee.
> Näin ollen en olisi suoralta kädeltä valmis ilman
> tapauskohtaisia tutkimuksia arvioimaan alkuperäistä
> aihetta: kummalla, lukitulla vai pyörivällä potkurilla
> on pienempi vastus. Asiaan vaikuttavia tekijöitä on
> paljon, mm potkurin halkaisija, nousu, lapojen
> profiili, pyörimiskitka ja potkurin sijainti sekä
> veneen nopeus.
Niinhän se on. Olen kyllä valmis uskomaan että monissa tapauksissa
pikkukoneilla vastus voi hyvinkin olla pysäytettynä pienempi.
Yleensä potkuriakselin laakerit vastaanottavat vain sivuttaisvoimia,
ne eivät vastaanota pitkittäisvoimia. Katso miten potkuriakselin
laakerit on kiinnitetty (+ muu rakenne) ja mieti sitten millaisia
tehoja akseli johtaa koneesta mereen, niin tämän pitäisi olla
selviö.
Akselin laakerit jarruttavat pyörimistä, koska kitkatonta laakeria ei
ole. Jo pelkkä vaseliini laakerissa toimii jarruna (siinä on
viskositeettia), lisäksi tulevat mahdollisimman pieni välys (tiukkuus)
laakerissa yms..
Pitkittäissuuntaiset voimat akselilla hanskaa muut kilkkeet (mm.
kytkimen sisällä) kuin ne potkuriakselin laakerit. Niillä ei ole
juurikaan merkitystä potkurin vastustukseen, koska mm. juuri nuo akselin
laakerit ja vaihteiston/kytkimen sisäinen muu kuin laakerien vastus
vaikuttavat varmasti niin paljon enemmän (vahva kokemusperäinen mutu).
Vaihteiston vapaa pyöriminenkin jarruttaa paljon, koska sen sisällä
olevan öljyn viskositeetti on kuitenkin kohtalaisen suuri ja
rattaat pyörivät siinä öljyssä. Tätä voi kokeilla, kun käsin pyörittää
merikytkintä potkuriakselin laipasta akseli irti (ja kiinni), kun kytkin
on vapaalla. Öljyn viskositeetti on lämpötilan funktio, joten lämmin
merkytkin (lue juuri käytetty) vastustaa vähemmän kuin kylmä. Sekin
sekoittaa pakkaa vielä lisäksi.
Joka tapauksessa verrattuna samaa potkuria "vapaasti" pyörivänän tai
lukittuna, niin merkytkimen/vaihteiston ja akselin kohdalta vapaasti
pyörittävä vastustaisi vähemmän "pyörimisen yrittämistä" kuin lukittu,
mutta asia ei ole näin yksinkertainen, joten tällä asialla ei liene
paljon osuutta asiassa.....
- PP
--
------------------------------------------------------------------
Maili vastaukset osoitteeseen: qwert.y(miukumauku)dnainternet.net
http://www.iki.fi/pouri
------------------------------------------------------------------
Ei välttämättä: ainakin suuntaa antavie tuloksia saa näin
a) mennään perätuupparilla virtapaikkaan ja sidotaan vene keulastaan
vaikka siltaan kiinni. Väliin jousivaaka. Nyt sitten kone veteen ja
potkuri vapaalle ja sitten vaihde päälle....
b) hinataan purjevenettä tyynessä moottoriveneellä, seurataan muutoksia
gepsillä...
näitä voi miettiä lisää, on sitten suunnitelma valmiina, kun jäät lähtevät.
>> Kokeileminen on kovin hankalaa. Purjehtimalla tuskin onnistuu
>> lainkaan, sillä tuuli on erittäin harvoin niin tasainen, että saisi
>> luotettavia tuloksia. Ja joka tapauksessa vain ne tulokset
>> rajoittuisivat kevyen tuulen pieniin nopeuksiin, koska muutoin tulee
>> väistämättä aallokko mukaan sotkemaan. Labraolosuhteita tarvitaan ja
>> kokeilua erilaisilla potkuridimensioilla, akselikulmilla,
>> pyörimiskitkoilla.... Eli helpommalla pääsee, kun laittaa sen
>> taittolapapotkurin, jolloin ei tarvitse asiaa enempää pohtia.
>> Toisaalta tosiaan pitää olla hyviä aiheita siihen nysväämiseen, siihen
>> on paljon aikaa talvella.
>>
>
> Ei välttämättä: ainakin suuntaa antavie tuloksia saa näin
>
> a) mennään perätuupparilla virtapaikkaan ja sidotaan vene keulastaan
> vaikka siltaan kiinni. Väliin jousivaaka. Nyt sitten kone veteen ja
> potkuri vapaalle ja sitten vaihde päälle....
>
> b) hinataan purjevenettä tyynessä moottoriveneellä, seurataan muutoksia
> gepsillä...
>
> näitä voi miettiä lisää, on sitten suunnitelma valmiina, kun jäät lähtevät.
>
>
Kokeilu on tosiaan hankalaa, muuttujia joita ei voi systemaattisesti
hallita on niin paljon. Lisäisin Jaakon listaan ainakin:
c) toistetaan testiä mahdollisimman samankaltaisissa (mutta kuitenkin
hieman erillaisissa) olosuhteissa niin monta kertaa, että keskiar-
voistamalla testitulosta noiden muuttujien osuus on loppujen lopuksi
sama kummassakin eri vaihtoehdossa. Eli kasvatetaan otantaa ja
pienennetään muuttujien aiheuttamaa virhettä.
d) lasketaan eri muuttujien aiheuttama virhe. Tästä sitten tehdään
kaava, johon satunnainen (satunnaiset) mittaustulos (-set)
sijoitetaan. Vaatii hyvän virhearvion ja asian ymmärtämisen.
Tuo c) vaihtoehto on normaalille ei matemaatikkotasoiselle
peruspurjehtijalle parempi. Se vaatii vain muistiinpanovälineet
ja laskimen sekä paljon purjehdusaikaa. Tämä viimeinen kohtahan
on useimilla jopa tavoite :)
Itse olen harkinnut kovasti taittolavasta luopumista. Pakki on
erityisen kurja, vaikuttaakohan se, että potkuri on suoran akselin
päässä aivan kölin takana "kainalossa". Oli rohkaisevaa lukea
peruutusominaisuuden paranemisesta...
Harkitsin peräti kolmilapaista, antaisikohan kiinteä kaksilapainen jo
tosiaan tähänkin dramaattisen parannuksen? Pystyssä sen lavat
jäisivät tyystin kölin peittoon. Onkos joku muu kokeillut asiaa?
Miettii MikkoM
Minulla oli Martec 2-lapainen taittolapa, joka oli huono, ehkei
kuitenkaan surkea peruutettaessa. Vaihdoin Flex-o-Foldin 2-lapaiseen
taittolapaan, joka on niin paljon tehokkaampi kaikissa suhteissa, että
olisi pitänyt ottaa numeroa pienempi, jortta kone jaksaisi saavuttaa
täydet tehot. Että kyllä niissä on erojakin.
Yacht Magazinen helmikuun 1997 taulukko kertoi muuten, että puskuvoimaa
löytyy 3-lapaisilla potkureilla seuraavasti 5,4 solmun nopeudella:
kiinteä 15x13" 762 N
Autoprop 15" 871 N
Gori 18x14" 635 N
Maxprop 15x13" 430 N
Sailprop 15x13" 371 N
Variprop 15x13" 437 N
Volvoprop 18x14" 565 N
joten kiinteä oli peräti kaksi kertaa niin tehokas kuin heikoin eli
Sailprop. Molempien valmistaja sama eli Prowell.
Tässä tietysti harmittaa kun vertailusta puuttuivat kaikki keskeiset
nykymerkit paitsi Gori.
Dag Stenberg
> Se onkin hieman harhaanjohtava esimerkki, koska sen vapaapyöriminen on
> erikoistapaus. Parempi esikerkki on gyrokopteri eli autogiro. Sen
> roottori pyörii vapaasti kaikissa olosuhteissa. Aurogiron roottorin
> mitoituksesta on olemassa riittävästi teoriaa. Periaate on kuitenkin
> selvä: roottorin pitää pyöriä, jotta se kantaisi, eli pyörivä roottori
> aiheuttaa moninkertaisen kitkan verrattuna seisovaan.
Tämäkään esimerkki ei ole lainkaan vene- tai lentokonepotkuria
kuvaava. Autogiron toiminta perustuu suurehkoon vaakanopeuteen, joka
saa roottorin pyörimään. Autogiron roottoriakin siis
"pyöritetään" moottorilla. Pyöritys vain tapahtuu ilman
välityksellä ja johtuu siitä, että siipiprofiilin vastus on
huomattavasti suurempi takaapäin tulevalle virtaukselle.
Autogiron roottori toimii siis pystyvoimia ajateltaessa koneen
pyörittämän roottorin tavoin.
> > Kysymys: Jos otetaan pyöreän vanerin palan lisäksi, jonka pinta-ala
> > on 100%, potkurit joiden lapapinta-ala on 75%, 50%, 25%, 10% ja 3%.
> > Missä lapapinta-ala suhteessa tullaan siihen tilanteeseen että
> > potkuri jarruttaa vähemmän lukittuna kuin pyöriessään?
>
> Aurogiron roottorin lavat ovat hyvin kapeat, jotta hyötysuhde olisi
> hyvä. Umpinainen levy kantaisi paljon huonommin. Lapojen profiili on
> tietysti kaasussa vallan erilainen kuin nesteessä, joten prosenttilukuja
> ei voi verrata sellaisenaan.
Kaasulla ja nesteellä ei ole mitään eroa lapojen kannalta. Vain
Reynoldsin luku ratkaisee. Sekin on helposti lähes sama, koska veden
kinemaattinen viskositeetti on vain n. 10% ilman kinemaattisesta
viskositeetista. Toisin sanoen vedessä rittää 1/10 nopeus samaan
Reynoldsin lukuun.
>
> (Tunnettu keksijä Jorma Ponkala selvitteli optimaalista potkuria
> sähköveneelleen. Lopputuloksena oli pitkä- ja kapealapainen kuin
> lentokoneessa. Se pyöri hyvin hitaasti verrattuna tavallisiin
> perämoottoreihin. Se olikin viritetty uppouma-ajoon seitsemänmetrisellä
> rungolla ja mahdollisimman pienellä teholla.)
On varsin tunnettua, että uppoumanopeuksilla suurempihalkaisijainen
potkuri on yleensä parempi. Halkaisija yleensä vaan rajoittuu
potkurille varatun tilan tai potkurin hinnan vuoksi.
Enpä usko, että hyötysuhteessa on kuitenkaan ratkaisevaa eroa. Ihan
tavallisilla potkureilla pääsee kuitenkin 60-80% alueelle.
> Nopeus on kriittinen tekijä. Hitaassa kulussa potkuri saattaa hyvinkin
> aiheuttaa pienemmän vastuksen pyöriessään kuin seisoessaan. Isommilla
> nopeuksilla se aiheuttaa turbulenssia pyörimisestä riippumatta. Silloin
> se kannattaa pitää paikallaan. Tarkempi laskeminen luultavasti vaatisi
> tilanteen normalisointia Reynoldsin luvulla tjsp.
Kyllä vaatii. Reynoldsin luku tulee helposti hyvin suureksi. Ko.
tapauksessa voisi arvata nopeudeksi 1 m/s ja potkurin halkaisija on
~0,3 m, joten Reynoldsin luku on ~300 000 eli hyvin vahvasti
turbulentilla alueella liikutaan. Kovinkaan kummoisia muutoksia
potkurin käytökseen ei ole odotettavissa suuremmilla nopeuksilla.
>
> A propos, miksei vedessä pyörivän potkurin jatkeeksi panna
> generaattoria? Se voisi jouten ollessaan tuottaa veneelle sähköä.
> Seuraava vaihe olisi korvata kölipaino akuilla, ja muuttaa apumoottori
> sähköllä toimivaksi...
Tästä on ollut jo paljon puhetta. Käytönnässä ei vielä toimi,
koska:
1. Akkuja tarvitaan todella paljon kunnolliseen toimintasäteeseen,
varsinkin toivottaessa normaalia 5-7 kn marssivauhtia.
2. Kölin tilavuus on varsin pieni (100-200 litraa 9 m veneillä)
3. Akut ovat tiheydeltään huomattavasti rautaa tai lyijyä
köykäsempiä
4. Akut eivät toimi kantavvana rakenteena eivät myöskään
välttämättä kestä karilleajoa kälin sisällä.
5. Akut eivät oikein tykkää olla mahdolliseen pilssiveteen
upotettuina.
6. Vene ja varusteet eivät oikein tykkää pilssivedessä olevasta
akkuhaposta
7. Purjehtijat ovat yleensä kiinnostuneita purjehdusominaisuuksista,
jolloin hidastava generaattoripotkuri tai akkujen vuoksi pilattu
kölin- ja/tai pohjanmuoto ei oikein kiinnosta.
Joakim
> Helikopterin laskeutuminen autorotaatiolla ei ole mikään extreemitemppu,
> onnistuu suunnilleen samoin edellytyksin kuin pikkukoneen laskeutuminen
> ilman moottoria, jossa muuten harjoittelun kohteena ei ole saada konetta
> ehjänä alas, vaan saada se haluttuun kohtaan alas. Ilman autorotaatiota
> helikopteri putoaa suunnilleen kuin kivi, eikä sitä pysäyttäisi mikään
> roottoriin varastoitu liike-energia. Sillä liike-enegialla saadaan vain
> tehtyä laskusta pehmeämpi niin, että paitsi matkustajat, myös kone säilyy.
> Eli roottorin mittasuhteilla saadaan todella tehokas jarrutus aikaan.
> Samasta syystähän tuulivoimalakin pysäyttää ja lepuuttaa roottorinsa
> tuulennopeuden noustessa liikaa.
En tunne helikopterin hätälaskutekniikkaa, mutta oletan, että se
perustuu samaan kuin autogyron lentäminen eli roottorin akseliin
nähden poikittainen nopeus on välttämätön. Tällöin helikopteri
toimii kuten purjelentokone, toki liukusuhde on paljon huonompi.
Voisiko joku hätälaskutekniikan osaava vahvistaa (tai kumota)
käsitykseni? Miten tehdään laskeutuminen, jos kone sammuu
helikopterin leijuessa paikallaan?
Joakim
Tapio
25 vuoden kokemus purjehtimisesta.
"Joakim Majander" <joakim....@luukku.com> wrote in message
news:1136481505....@f14g2000cwb.googlegroups.com...
>
> Voisiko joku hätälaskutekniikan osaava vahvistaa (tai kumota)
> käsitykseni? Miten tehdään laskeutuminen, jos kone sammuu
> helikopterin leijuessa paikallaan?
>
> Joakim
>
Olen tässä pitkään ihmetellyt, että miksi kukaan ei kysy ilmailuryhmästä.
Siellä lentäjät kertovat tällaisen autorotaatiojutun noin vain.
sfnet.harrastus.ilmailu.
--
Vahis
> En tunne helikopterin hätälaskutekniikkaa, mutta oletan, että se
> perustuu samaan kuin autogyron lentäminen eli roottorin akseliin
> nähden poikittainen nopeus on välttämätön. Tällöin helikopteri
> toimii kuten purjelentokone, toki liukusuhde on paljon huonompi.
Ja heti huomasin olevani väärässä:
http://www.ilmailutoimittajat.fi/seli/autorotaatio.html
Homma siis perustuu siihen, että lapakulmat säädetään hyvin
pieneksi (vrt. hyvin pieninousuinen potkuri), jolloin on mahdollista
saavuttaa hyvin suuri roottorin pyörimisnopeus (suurempi kuin
moottorilla). Ko. tilanteessa helikopteri tulee vauhdilla alas ja
roottotiin varastoitunutta energiaa käytetään loppujarrutukseen.
Jos helikopteri nyt sitten tulee pystysuoraan alas (vastaa veneen
potkuria), vastaaa roottori täysin tuulivoimalaa. Suurin mahdollinen
tasapainovoima on 1/2*rho*V^2*A, missä A sen ympyrän pinta-ala missä
roottori viuhtoo ja V putoamisnopeus. Siihenkään ei päästä, koska
silloin virtaus roottorin läpi menettäisi kaiken liike-energiansa ja
nopeus roottotilla olisi nolla, jolloin taas roottori pysähtyisi
liike-energiansa menetettyään. Ko. voima pitänee kertoa tekijällä
19/27 (tjsp.), joka on myös tuulivoimalan hyötysuhteen teoreettinen
maksimi.
Vähintään sama voima (todennäköisesti n. 3-kertainen) saataisiin,
jos roottorin tilalla olisi kiekko tai laskuvarjo, joiden Cd on ~2.
Näillä ei kuitenkaan olisi mahdollista tehdä jarrutusta ennen
maahanosumista.
Paikallaan olevan venepotkurin vastusta voidaan arvioda samalla
kaavalla (nyt A on potkurin lapojen pinta-ala akselin suuntaisesti
projisoituna). Cd:n arvo riippuu potkurin noususta, mutta järkevä
arvo on suuruusluokka 1.
Toisin sanoen on aivan varmaa, että potkuri, jonka lapapinta-ala on
sama kuin ympyrän kannattaa päästää pyörimään. Toisaalta hyvin
pienellä lapapinta-alalla homma menee toisin päin.
Joakim
> Turbulenttinen virtaus voi olla sekä eduksi että haitaksi.
> Kun veneilykielessä sanotaan, että potkuri kavitoi, se
> tarkoittaa (minun mielestäni) käytännössä samaa kuin
> aerodynamiikan termit: virtaus irtoaa tai siipi sakkaa.
Kavitointi on kyllä melkolailla eri juttu. Kavitointihan johtuu veden
kiehumisesta alipaineen kasvaessa veden höyrynpainetta suuremmaksi,
jolloin pahimmillaan koko potkurin pito (työntövoima) menetetään.
Virtauksen irtoaminen taas tapahtuu "aina" eli myös hyvin toimivassa
potkurissa tai siivessä. Sakkaamisessa taas siipi (tai potkuri tai
köli) ei menetä kovinkaan paljon nostovoimansa (tai
työntövoimaansa), vaan oleellisinta on vastuksen dramaattinen kasvu.
Sakkaava siipi siis jarruttaa voimakkaasti -> vauhti hiljenee ->
nostovoima laskee lisää. Voimakkaasti kavitoiva potkuri taas pyörii
helpommin eli vastus laskee väliaineen tiheyden laskiessa.
Joakim
>Voisiko joku hätälaskutekniikan osaava vahvistaa (tai kumota)
>helikopterin leijuessa paikallaan?
Kyllä se onnistuu myös leijunnasta, koska autorotaation alussa roottori
pyörii jo eikä sitä tarvitse kiihdyttää vauhtiin eteenpäinliikkeen
aiheuttaman nosteen avulla kuten autogirossa.
Autorotaation ideana on käyttää tyhjää pyörivän roottorin liike-energia
hyvväkseen helikopterin vajoamisen jarruttamiseksi ennen kosketusta.
Moottorihäiriön sattuessa vedon loppuessa ohjaaja työntää lapakulmat
negatiivisiksi, jolloin roottorin pyörintä jatkuu ilmavirran johdosta.
Vajoamisen aikana pidetään tällä tavalla roottorin kierrosluku riittävänä -
kopteri ei "putoa kuin kivi", koska roottori tuottaa edelleen nostovoimaa,
vaikka se ei enää riitäkään kopterin koko painon kannattamiseksi. Vertaa
liitolennossa oleva purjelentokone. Vajoamisen aikana on kopterissakin hyvä
pitää nopeutta myös eteenpäin, jo sen takia että laskupaikka näkyy silloin
paremmin, mutta se ei ole aivan välttämätöntä. Ylikierroksille roottoria ei
saa päästää.
Oikealla hetkellä hieman ennen maahantuloa ohjaaja säätää lapakulmat
positiiviseksi, vajoaminen hidastuu ja kopteri tekee pehmeän laskun ennen
kuin roottorin pyörintänopeus on hidastunut liikaa.
Näin se suunnilleen menee, korjatkoon ken paremmin osaa.
Jokainen helikopteripilotti on harjoitellut tätä satoja kertoja, kunnes
oikeat ohjausliikeet ovat pysyvästi selkäytimessä, se on helikopteripilotin
henkivakuutus.
Lyhyesti sanottuna: Taittuvalapaisen potkurin vastus on noin 5% lukitun
kiinteän potkurin vastuksesta.
Vapaasti pyörivän potkurin vastus on noin neljäsosa paikalleen lukitun
potkurin vastuksesta, ideaalitapauksessa. Tositilanteessa vaihteistosta
johtuva pyörimiskitka lisää vastusta.
Esimerkkitapauksessa, 40-jalkaiselle purjeveneelle, vastusarvot 6 solmun
nopeudella ovat noin:
- lukittu kiinteä lapainen potkuri 380N
- pyörivä kiinteälapainen potkuri 90N
- taittuvalapainen potkuri 20N
Näin siis laskelmallisesti.
Eli ääni tulee vaihdelaatikosta, ei potkurista. Vaihdelaatikossa
pyörii rataat yms. aiheuttaen tuon äänen, jonka saat pois kun
laitat vaihteen pälle => rattaat eivät pyöri.
Jaa, yritetäänkö kokeilusta tehdä liian hankalaa. Jätetään tuuli ja
aallokko pois, niin ei tarvitse vaivata päätään liian paljon. Ajetaan
purkkaria moottorilla tyynellä kelillä, esim 6 solmun nopeudella,
sammutetaan kone ja mitataan hidastuvuus potkuri vapaasti pyörien ja
lukittuna. Hidastuvuus 6 solmusta 5 solmuun kesti n sekuntia, jne... Jos
tarkempaa tietoa haluaa, niin kiihtyvyysanturi peliin ja datat
tietokoneelle.
Ihan mielenkiinnosta kysyn, millaisella tuloksella olisi jotain
merkitystä tai vaikutusta käytännön veneilynne kannalta?
K
Hmm... tuolla nopeudella kaikkien potkurien pitäisi työntää saman verran
jos vene kerran kulkee sitä nopeutta, mitähän siinä oikein alunperin
tarkoitettiin?
TLM
Joakim
Nyt minä en oikein ymmärrä, mitä sinä oikein tarkoitat.
Sen minä ymmärrän, että kavitointi on melkolailla eri juttu,
mutta seuraukset johtavat (kun väliaineena on vesi) samaan
tulokseen kuin esimerkiksi virtauksen irtoaminen siivessä
(= sakkaus). Kummassakin tapauksessa menetetään
sama asia, potkurissa pito ja siivessä nostovoima.
En myöskään ymmärrä, että virtauksen irtoaminen tapahtuu
aina hyvin toimivassa potkurissa tai siivessä. Siivessähän
pyritään virtauksen irtoamista tehokkaasti viivyttämään
erilaisilla poppaskonsteilla, kuten tuolla aikaisemmin jo
manitsin. Hyvin toimivan siiven edellytyksenä on lisäksi,
ettei koneen nopeutta saa päästää missään vaiheessa
laskemaan lähellekään ns sakkausnopeutta.
Laskun jälkeenhän siiven nostovoima tuhotaan tarkoituksella
avaamalla siiven yläpinnalla olevat spoilerit, jolloin saadaan
pyörien jarrutusteho heti mahdollisimman suureksi.
MSa
Korjaanpa itse itseäni, ei roottorin lapakulmia (kohtauskulmaa) tarvitse
autorotaatiossa muuttaa negatiiviselle puolelle, sehän kiihdyttäisi nopeasti
roottorin pyörintänopeuden ylikierroksille. Lapakulmia toki pienennetään
reilusti. Tällä säilytetään lavan nostovoiman suunta sellaisena ettei se
jarruta eikä kiihdytä roottorin kierroslukua, kun "suhteellinen tuuli"
roottorin läpi alkaa tulla alhaalta ylös kopterin vajotessa.
Alkutilanteessahan suhteellinen tuuli roottorin läpi tulee sivusta tai
vaakalennossa hieman yläviistosta (kopteri lentää hieman etukeno-asennossa).
Menipä monimutkaiseksi, sorry ;-) . Tässä on vieläkin tarkempi selostus :
http://www.copters.com/aero/autorotation.html
K
Muuttujia on tajuton määrä, niin kuin Pasi mainitsi .En tiedä
,miten pitäisi mitata, saati kiihtyvyysanturilla, mutta aika harvoin
on tullut vastaan purjevene ,joka etenee tyynessä säässä ilman
kallistusta nopeus 6 solmua ja vielä potkuri jarruttaa pyörimällä
tai paikoillaan.Purjevene luovii nopeudella x, sivuvastaisesta tulee
aallot kulmasta x, aaltojen nopeus on x,kallistuskulma on x, tuulen
nopeus on x(ja muuttuu koko ajan) , potkurin koko ja nousu on x
jne.purjevenemiehet varmaan keksii lisää .
En ole ikinä ollut purjeveneessä, joskus1982-86 surfannut, mutta sen
ymmärrän että maksimivauhdin hakeminen purjeilla ei ole ihan helppo
juttu.Kun se potkuri joka tapauksessa jarruttaa ,niin eikö sen
kannattaisi antaa pyöriä ja ottaa energia hyötykäyttöön. Jos
taittuvalapaisten pysäytysominaisuudet on niin heikot kuin täällä
on esitetty ne pitäisi kieltää välittömästi, sillä kaikki
purjeveneilijät eivät enää ole "veneilijöitä toisessa
polvessa".Kyllä veneen pitää satamanopeuksissa pysähtyä omaan
mittaansa, ja ennenkuin, joku valittaa voin kertoa että
nuoruusvuosieni kerholla oli pari purjeveneilijää joilla ei ollut
konetta ja tilanne oli aina hallussa kun äijät saapui satamaan tänä
pänä tommosia linkkuja näkee aika harvoin.
Kuten jo sanoin, testaa täysin tyynellä kelillä ilman purjeita, niin
epämääräiset muuttujat (tuuli, aallokko, ym.) saadaan pois häiritsemästä
mittausta. Tasainen alkuvauhti moottorilla, moottori sammuksiin, sitten
mitataan hidastuvuutta potkuri vapaasti pyörien ja lukittuna.
K
> Kuten jo sanoin, testaa täysin tyynellä kelillä ilman purjeita, niin
> epämääräiset muuttujat (tuuli, aallokko, ym.) saadaan pois häiritsemästä
> mittausta. Tasainen alkuvauhti moottorilla, moottori sammuksiin, sitten
> mitataan hidastuvuutta potkuri vapaasti pyörien ja lukittuna.
>
Tätä menetelmäähän on suositeltu toiseenkin samanatapaiseen kysymykseen, eli
"kuinka paljon likainen pohja hidastaa purjevenettä".
Eräs merkittävä muuttuja on kuitenkin se, mihin asentoon potkuri
pysäytetään. Vastus on oleellisesti pienempi jos lapa jää vetolaitteen,
akselin tai kölin taakse sopivasti "piiloon". Siksi kilpapurjehtijat
kääntävätkin käsin akselista potkurin oikeaan asentoon moottorin
sammuttamisen jälkeen (varsinkin kiinteiden ja säätyvänousuisten potkurien
tapauksissa). Jopa taittolapapotkurien osalta olen kuullut tällaista
harrastettavan, vaikutus lienee tosin aika marginaalinen, mutta joskus
sekunnit rakaisevat.
Olen kyllä itse havainnut käytännön ongelmia tämän testimenetelmän kanssa.
Sopivia olosuhteia ei noin vain tahdo löytyä, yleensä tuulenvire, aallokko
tai väylän mutka alkaa sotkemaan tuloksia viimeistään kolmannen toiston
aikana. Luotettavan koesarjan aikaansaaminen vaatii yllättävän paljon aikaa
ja innostusta asiaan. Kello viiden aikaan aamulla varmasti onnistuisi
parhaiten ;-)
> Lassi Hippeläinen wrote:
>
>> Se onkin hieman harhaanjohtava esimerkki, koska sen vapaapyöriminen on
>> erikoistapaus. Parempi esikerkki on gyrokopteri eli autogiro. Sen
>> roottori pyörii vapaasti kaikissa olosuhteissa. Aurogiron roottorin
>> mitoituksesta on olemassa riittävästi teoriaa. Periaate on kuitenkin
>> selvä: roottorin pitää pyöriä, jotta se kantaisi, eli pyörivä roottori
>> aiheuttaa moninkertaisen kitkan verrattuna seisovaan.
>
> Tämäkään esimerkki ei ole lainkaan vene- tai lentokonepotkuria
> kuvaava. Autogiron toiminta perustuu suurehkoon vaakanopeuteen, joka
> saa roottorin pyörimään. Autogiron roottoriakin siis
> "pyöritetään" moottorilla. Pyöritys vain tapahtuu ilman
> välityksellä ja johtuu siitä, että siipiprofiilin vastus on
> huomattavasti suurempi takaapäin tulevalle virtaukselle.
Ulkoisen voiman ajamana tuulen voimalla vedetty potkurikin toimii. Analogia
on parempi kuin vertaus helikopterin hätälaskuun, jossa roottori toimii
lähinnä vauhtipyöränä.
<...>
> Tästä on ollut jo paljon puhetta. Käytönnässä ei vielä toimi,
> koska:
>
> 1. Akkuja tarvitaan todella paljon kunnolliseen toimintasäteeseen,
> varsinkin toivottaessa normaalia 5-7 kn marssivauhtia.
"Kunnollinen" on tietysti neuvottelukysymys.
> 2. Kölin tilavuus on varsin pieni (100-200 litraa 9 m veneillä)
Vanhanaikaiseen pitkäköliseen veneeseen mahtuisi paljon enemmän.
> 3. Akut ovat tiheydeltään huomattavasti rautaa tai lyijyä
> köykäsempiä
Panaan sitten enemmän...
> 4. Akut eivät toimi kantavvana rakenteena eivät myöskään
> välttämättä kestä karilleajoa kälin sisällä.
Karilleajossa on muitakin ongelmia. Kannattaa vältellä.
> 5. Akut eivät oikein tykkää olla mahdolliseen pilssiveteen
> upotettuina.
Nehän ovat vesitiiviitä, jotta hapot pysyvät sisällä.
> 6. Vene ja varusteet eivät oikein tykkää pilssivedessä olevasta
> akkuhaposta
Kuten yllä.
> 7. Purjehtijat ovat yleensä kiinnostuneita purjehdusominaisuuksista,
> jolloin hidastava generaattoripotkuri tai akkujen vuoksi pilattu
> kölin- ja/tai pohjanmuoto ei oikein kiinnosta.
Kiire on aina pahasta. Minua ei kilpaveneily kiinnosta.
Ylikäymättömiä esteitä ei siis löytynyt :-)
-- Lassi
Nyt ei ole juttua käsillä, että voisi katsoa mitä oikein tarkoittivat.
Lisää testejä:
http://www.flexofold.com/test.htm
Dag Stenberg
> Ulkoisen voiman ajamana tuulen voimalla vedetty potkurikin toimii. Analogia
> on parempi kuin vertaus helikopterin hätälaskuun, jossa roottori toimii
> lähinnä vauhtipyöränä.
Roottorihan toimii vauhtipyöränä vain juuri ennen maahanosumista.
Siinä välissä se on toiminut veneen potkurin tavoin, tosin nousu
lienee varsin erilainen.
> > 1. Akkuja tarvitaan todella paljon kunnolliseen toimintasäteeseen,
> > varsinkin toivottaessa normaalia 5-7 kn marssivauhtia.
>
> "Kunnollinen" on tietysti neuvottelukysymys.
Harvempi perheveneilijä tyytynee alle 30 mailin toimintasäteeseen
eikä 3 kn nopeuskaan montaa tyydytä. Akkuja tarvitaan tuhansia Ah (12
V akkuja)
>
> > 2. Kölin tilavuus on varsin pieni (100-200 litraa 9 m veneillä)
>
> Vanhanaikaiseen pitkäköliseen veneeseen mahtuisi paljon enemmän.
Mahdollisesti, mutta tuskin tavallisia (= kohtuuhintaisia) akkuja
kovinkaan monta.
>
> > 3. Akut ovat tiheydeltään huomattavasti rautaa tai lyijyä
> > köykäsempiä
>
> Panaan sitten enemmän...
Tarve on tosiaan 2-5 kertainen, joka alkaa olla ongelmallisen suuri.
>
> > 4. Akut eivät toimi kantavvana rakenteena eivät myöskään
> > välttämättä kestä karilleajoa kälin sisällä.
>
> Karilleajossa on muitakin ongelmia. Kannattaa vältellä.
Toki. Epäilen vain, että parin solmun karilleajokin voi olla ongelma
kölin akuille, vaikka muulle veneelle se ei olisi. Toki
pitkäkölisyys auttaisi tähänkin, mutta aika harva vene on enää
pitkäkölinen.
>
> > 5. Akut eivät oikein tykkää olla mahdolliseen pilssiveteen
> > upotettuina.
>
> Nehän ovat vesitiiviitä, jotta hapot pysyvät sisällä.
Vain kaikkein kalliimmat täysin umpinaiset ovat vesitiiviitä.
Tykkäävätköhän nekään olla suolaiseen veteen upotettuina. Toki
pilssissä ei vettä saisi olla, mutta ontossa kölissä, joka on
täynnä akkuja voi pilssiveden täydellinen poisto olla ongelmallista.
> > 7. Purjehtijat ovat yleensä kiinnostuneita purjehdusominaisuuksista,
> > jolloin hidastava generaattoripotkuri tai akkujen vuoksi pilattu
> > kölin- ja/tai pohjanmuoto ei oikein kiinnosta.
>
> Kiire on aina pahasta. Minua ei kilpaveneily kiinnosta.
Kyllä monet lomapurjehtijatkin ovat kiinnostuneita veneensä
suorituskyvystä.
>
> Ylikäymättömiä esteitä ei siis löytynyt :-)
Ei ylikäymättömiä, mutta kuitenkin sellaisia, että kaupallista
toteutusta tuollaisesta saadaan vielä odotella pitkään.
Joakim
Sähköinen automaattinen pilssipumppu auttaa? Sähköenergia tuskin ainakaan
ihan heti loppuisi.
Tuskin ne akut kuitenkaan hyvää tykkäisivät, jos joutuisivat veden alle.
Eikös niissä huoltovapaissakin ole jotkut ylipaineventtiilit?
Puhumattakaan sitä että vesi johtaa sähköä, ja tämän estämiseksi
kaapelointikin pitäisi olla vesisuojattua. Ei kuulosta kovin halvalta.
Vaihtoehtona olisi sitten suojaamattomat kaapelit ja taistelu
itsepurkautumista ja galvaanista korroosiota vastaan, jos kaapelointi
kastuisi.
Sinänsähän tällainen innovointi on ihan kannustettavaa. Itse asiassa
seurassani on yksi sähköapumoottorilla varustettu purjevene, sellainen suht
pieni ja vanhempimallinen. Lataus tapahtuu kuitenkin tietääkseni
sähköverkosta.
> Muinoin "pikkupoikana", kun opiskelin aerodynamiikkaa ja lentsikoita,
> moottorin sammumistapauksissa pidettiin hyvin tärkeänä potkurin
> lepuuttamista. Silloinkin kaavoja pyöriteltäessä koko potkurin
> pyyhkäisemää alaa käytettiin vastuslaskuissa, jos potkuri pyöri vapaasti.
> Kai ne potkurikonelentäjät, jotka opettelivat kaksimoottorikoneella
> yksimoottoritilanteita, osaisivat selittää asian ohjaamotyöskentelyn
> kannalta.
Lepuutus ei vaan ole yhtään sama asia. Lepuutettaessa kyllä potkuri pysähtyy
mutta sen takia että lavat käännetään nollakulmaan mikä pienentää tietenkin
ilmanvastusta .
-Tomi
Pakko tähänkin on nyt sitten suunsa avata. Lähinnä ärsyttää tuo
"energian lisäyksen" teoria. Siiven solakot eivät todellakanan tuo
virtaukseen lisää energiaa! Tekisi mieli kysyä, että mikä osa siinä sitä
energiaa lisää?
Ihan fysiikan kannalta jos ajattelee, niin solakothan itseasiassa
tekevät pienen kuristuksen virtaukseen ja kitkallisessa virtauksessahan
tuommoinen pieni kuristus pienentää virtauksen energiaa, eikä
päinvastoin. Jos se lisäisi energiaa virtauksessa, niin siinähän olisi
ikiliikkuja. Ei muuta kuin pieni puhallin ja vimmatusti solakoita
peräkkäin, niin kohta virtauksen energiat riittäisivät pyörittämään
isoakin voimalaa... Sori jos tää kuullostaa viisastelulta, mutta tuo
"suurienergiainen solakkoteoria" on elänyt jo liian kauan mm. lentäjien
koulutuksessa käytettävänä teoriana, jossa ei oikein ole mitään järkeä.
Vähän sama juttu kuin Bernoullin lailla nostovoiman perusteleminen =)
Ja sama tuohon turbulenttisuuteen. Se ei tarkoita samaa kuin virtauksen
irtoaminen. Turbulenttinen rajakerros voi edelleen olla kiinni esim.
siivessä. Eri rajakerroksen turbulenttisuus ja irtoaminen ovat eri asioita.
> Nyt minä en oikein ymmärrä, mitä sinä oikein tarkoitat.
>
> Sen minä ymmärrän, että kavitointi on melkolailla eri juttu,
> mutta seuraukset johtavat (kun väliaineena on vesi) samaan
> tulokseen kuin esimerkiksi virtauksen irtoaminen siivessä
> (= sakkaus). Kummassakin tapauksessa menetetään
> sama asia, potkurissa pito ja siivessä nostovoima.
Virtaus irtoaa siivestä jo kauan ennen sakkaamista. Irtoamiskohta
siirtyy kohtaamiskulman kasvaessa lähemmäksi siiven etureunaa.
Tässä juttua ja käyriä asiasta:
http://www.eaa1000.av.org/technicl/onedesaf/1desaf.htm
Kuten sanoin sakkaava siipi ei suinkaan menetä nostovoimaansa.
Nostovoima kyllä vähenee, muttei läheskään yhtä dramaattisesti
kuin kavitoivan tai ventiloivan potkurin.
Kavitoinnista pääsee eroon viemällä potkuri syvemmälle veden alle,
jolloin hydrostaattinen paine kasvaa. Sen fysiikka on siis täysin
erilainen kuin sakkauksen.
>
> En myöskään ymmärrä, että virtauksen irtoaminen tapahtuu
> aina hyvin toimivassa potkurissa tai siivessä. Siivessähän
> pyritään virtauksen irtoamista tehokkaasti viivyttämään
> erilaisilla poppaskonsteilla, kuten tuolla aikaisemmin jo
> manitsin. Hyvin toimivan siiven edellytyksenä on lisäksi,
> ettei koneen nopeutta saa päästää missään vaiheessa
> laskemaan lähellekään ns sakkausnopeutta.
Irtoamista tapahtuu aina, viimeistään liian tylpässä
jättöreunassa. Hiukankin suuremmilla kohtauskulmilla irtoaminen
tapahtuu jo paljon aiemmin. Toivottavaa se ei toki ole.
Joakim
> Sen minä ymmärrän, että kavitointi on melkolailla eri juttu,
> mutta seuraukset johtavat (kun väliaineena on vesi) samaan
> tulokseen kuin esimerkiksi virtauksen irtoaminen siivessä
> (= sakkaus). Kummassakin tapauksessa menetetään
> sama asia, potkurissa pito ja siivessä nostovoima.
Kyllä ne ovat varsin erilaisia ilmiöitä. Virtauksen irtoaminen alkaa
siiven jättöreunasta jo kauan ennen "sakkausta" kohtauskulman
kasvaessa (http://www.eaa1000.av.org/technicl/onedesaf/1desaf.htm).
kavitointi taas alkaa lähellä siiven etureunaa, missä nopeus on
suurin ja paine alhaisin (= suurin alipaine). Kavitointi rajoittaa
siiven imupuolen nostovoiman höyrynpaineeseen. Tähän ei nopeuden
nosto auta, toisin kuin sakkauksessa, jossa nostovoima kasvaa edelleen
V^2. Kavitointiin auttaa potkurin vieminen syvemmällä.
Pahimmillaan kavitointi (ja ventilointi) aiheuttaa sen, että koko
potkuri pyörii kaasussa. Tällöin työntövoima on todella heikko.
Sakkaavan siiven nostovoima ei kuitenkaan täysin romahda, ainoastaan
tippuu kymmeniä prosentteja (jos nopeus pysyy samana). Suuri ero on
myös vastuksessa. Sakkaavan siiven vastus on suurempi kuin
sakkaamattoman. Kavitoinnissa käy päinvastoin eli potkuri pyörii
entistä helpommin.
Kavitointi myöskin on varsin ongelmallinen sen aiheuttaman melun ja
eroosion takia. Kavitointihan voi syödä potkurin nopeastikin
"reikäjuustoksi".
>
> En myöskään ymmärrä, että virtauksen irtoaminen tapahtuu
> aina hyvin toimivassa potkurissa tai siivessä. Siivessähän
> pyritään virtauksen irtoamista tehokkaasti viivyttämään
> erilaisilla poppaskonsteilla, kuten tuolla aikaisemmin jo
> manitsin. Hyvin toimivan siiven edellytyksenä on lisäksi,
> ettei koneen nopeutta saa päästää missään vaiheessa
> laskemaan lähellekään ns sakkausnopeutta.
Katso edeltä. Virtaus irtoaa siivestä aina, viimeistää liian
paksussa jättöreunassa. Suuremmilla kohtauskulmilla jo aiemmin. Se ei
toki ole toivottavaa.
Saman huomaa mm. purjeesta. Monille tuttu keskituulen trimmi on se,
että ylimmän latan jatkeena oleva virtauslanka on osin purjeen
takana. Tällöin virtaus irtoaa.
Joakim
PS. Yritin jo aiemmin lähettää kutakuinkin saman viestin, joka ehkä
joillekin näkyy,
>>Tästä on ollut jo paljon puhetta. Käytönnässä ei vielä toimi,
>>koska:
>>
>>1. Akkuja tarvitaan todella paljon kunnolliseen toimintasäteeseen,
>>varsinkin toivottaessa normaalia 5-7 kn marssivauhtia.
>
>
> "Kunnollinen" on tietysti neuvottelukysymys.
>
>
>>2. Kölin tilavuus on varsin pieni (100-200 litraa 9 m veneillä)
>
>
> Vanhanaikaiseen pitkäköliseen veneeseen mahtuisi paljon enemmän.
>
>
>>3. Akut ovat tiheydeltään huomattavasti rautaa tai lyijyä
>>köykäsempiä
>
>
> Panaan sitten enemmän...
>
>
>>4. Akut eivät toimi kantavvana rakenteena eivät myöskään
>>välttämättä kestä karilleajoa kälin sisällä.
>
>
> Karilleajossa on muitakin ongelmia. Kannattaa vältellä.
jne, jne.
Viestiketju on kohdallani katkonainen (ehkäpä joku osaanottajista on
tappofileessäni), mutta sikäli kun olen ymmärtänyt joku peräänkuulutti
purjeveneissä käytettyä, potkuriin yhdistettyä
sähkömoottorin/generaattorin ja akkujen yhdistelmää.
Tämä ei ole todellakaan kovin uusi idea ja on jopa kaupallisesti käytössä:
www.sealect.org/ezine4.asp
www.sailnet.com/collections/articles/index.cfm?articleid=jeffre0020
www.answers.com/topic/electric-boat
en.wikipedia.org/wiki/Electrical_machine
H Tavaila
Tunnen ainakin kolme erillistä teoriaa, joilla selitetään
lentokoneen siiven nostovoiman synty, joista Bernoulliin
liittyvä teoria on yksi. Mitkään näistä teorioista eivät ole
toisensa poissulkevia.
Minkä takia lentokoneen siipiin on rakennettu kalliit
solakot, huvinko vuoksi? En myöskään katso aihetta
ruveta poikkeavien mielipiteitteni tueksi laajamittaisesti
selittelemään muitakaan kirjoituksesi aiheita.
MSa
Minä ymmärsin niin että Kimmon protesti oli siitä
että energiaa lisääntyy jotenkin tyhjästä
Niin tämä energian lisäyksen teoria sekä siihen
liittyvä kysymys ikiliikkujasta kuuluivat yhtenä
aiheena, jotka esimerkiksi jätin laajana aiheena
kokonaan selvittämättä.
Mutta tähän esittämääsi yksittäiseen kysymykseen
vastaan mielelläni.
Energia ei tule tyhjästä, vaan tässä tapauksessa
on käytettävissä tilanteen mukaan joku seuraavista
vaihtoehdoista joko yksistään tai yhdessä:
- moottorien työntövoima
- lentokoneen liike-energia
- potentiaalienergia (= koneen korkeus maasta)
MSa
liike-energia
Nyt tuntuu ihan siltä kuin olisi aukko yleissivistyksessä. Jotain
aerodynamiikan perusasioita olen luullut tietäväni, mutta ensimmäistä kertaa
kuulen, ettei Bernoullin laki minua olekaan ilmojen teillä kannatellut.
Juttu partikkeliparista, jotka kulkevat profiilin eri puolilta oli
mielestäni vähän ontuva jo paljon ennenkuin rotaatioteoriasta näin
ensimmäisen selvityksen, mutta sekin mielestäni johti suoraan Bernoulliin.
Jos kantovoima syntyy jonkun muun fysiikan lain nojalla, kuulisin
mielelläni. Selvitys täällä olisi tarpeeton ja pitkä haara tähän jo
muutenkin polveilleeseen keskusteluun, linkki lähteeseen kyllä riittäisi.
Tuosta energiajutusta olen kyllä samaa mieltä. Energia-sanaa käytetään kovin
kevyesti, usein silloinkin, kun fysikaalisesti tarkoitetaan voimaa.
Puhumattakaan kaiken maailman huuhaajuttujen "energiavirroista".
Linkkiä ei ole tähän hätään heittää, ja onkokaan sellaisia, missä
kerrotaan oikein kaikki eri nostovoimamekanismit.
Suorsa mainitsi olevan kolme teoriaa, jotka ymmärtääkseni ovat:
- Muotoilusta johtuva paine-ero siiven keskivaiheilla, nopeusero ylä- ja
alapinnan välillä, ylemmän ilman oheneminen (= Bernoulli)
- Muotoilusta johtuva ilmiö, jossa siiven jättöreunasta ilmavirta
kääntyy alaspäin, vastavoimana siipeen kohdistuu noste (= Downwash)
- Kohtauskulma
Ulkomuistista kiskoin, korjatkaa/tarkentakaa.
-tl
No, no, Heikki. Energia ei fysikaalisesti ole sama kuin
voima. Noissa jutuissani olisi ollut selvempi käyttää termiä
liike-energia.
Kuinka paljon työtä tarvitaan tehdä, että kg:n massa (m)
saadaan kiihdytettyä nopeudesta 0 nopeuteen 5 m/s (v)?
http://fi.wikipedia.org/wiki/Liike-energia
MSa
Pistäisin ulkomuistista "Kohtauskulman" tilalle
sirkulaatioteorian (Circulation theory)
MSa
Taisi olla sananmuotoni epämääräinen, mutta tuota samaa juuri tarkoitin. Ne
suurenergiasolat vain kuulostivat nimikkeenä jotenkin nurinkurisilta, ellei
sitten ajatella niillä muutettavan paljon polttoaineen sisältämää ja
potentiaalienergiaa työksi, jolla kaasumolekyylejä kiihdytetään.
Mielenkiintoisempi kai siinä prosessissa on se F.
Eipä sitten kuitenkaan kukaan mitään uutta teoriaa ollut huomaamattani
kehitellyt, itse kylölä sekoittelin rotaatiot ja sirkulaatiot samaa
tarkoittaen. Sirkulaatioteoria vain mielestäni selittää sen, miksi profiilin
yläpinnalle syntyy Bernoullin kaipaama suurempi nopeus ja alapinnalle
pienempi.
> Nyt tuntuu ihan siltä kuin olisi aukko yleissivistyksessä. Jotain
> aerodynamiikan perusasioita olen luullut tietäväni, mutta ensim-
> mäistä kertaa kuulen, ettei Bernoullin laki minua olekaan ilmo-
> jen teillä kannatellut.
Itse itseäni lainaten ...
http://groups.google.fi/groups?as_q=bernoulli&as_uauthors=raimo+harju
.... josta ydinkohdat, ensin väärä teoria ...
http://www.sailtheory.com/wrongtheory.html
...sitten oikea ...
http://www.sailtheory.com/sail.html
Rami
Kuten aikaisemmissa kirjoituksissani mainitsin, että
tunnen ainakin kolme selitystä siiven nostovoiman
syntyyn. Nämä minä olen oppinut jo noin 50 vuotta
siten.
Ensimmäisenä minulle opetettiin tuo Bernoulliin
liittyvä selitys. Tämä johtui ilmeisesti siitä, että
aerodynamiikkaan sisältyvänä tämä selitys oli
kaikkein yksinkertaisinta.
Sitten opetettiin laajemman fysiikan kattavassa
hommassa, että siiven nostovoima perustuu
Newtonin liikkeen lakeihin.
Korkeammassa matematiikassa kerrottiin kuinka
siiven nostovoima voidaan matemaattisesti laskea
sirkulaation periaatteella.
Myönnän oitis, että tuo ensimmäinen tapa kertoa
asia toistui myöhemmin lähes joka yhteydessä.
Myönnän myös, etten missään vaiheessa ole
perehtynyt tarkemmin purjeiden aerodynamiikkaan
puhumattakaan siitä, että olisin havainnut milloinkaan
tieteellisesti tutkittua teoriaa esimerkiksi selitystä
purjeiden vetovoimasta (joita ei Ramin linkitkään
juuri esitä, paitsi että "väärässä selityksessä" näkyy
kyllä, miten siiven yläpinnalla virtaus on alapintaa
nopeampi).
Käsitän, että nyt Newtonin lakeihin perustuva selitys
on vedetty "ikäänkuin uutena asiana" ja ainoana oikeana
kansalaisten tietoon.
Vastapainona Ramin linkkeihin löysin linkin:
http://www.aa.washington.edu/faculty/eberhardt/lift.htm
MSa
> Kuten aikaisemmissa kirjoituksissani mainitsin, että
> tunnen ainakin kolme selitystä siiven nostovoiman
> syntyyn. Nämä minä olen oppinut jo noin 50 vuotta
> siten.
(snip)
> MSa
Yleinen selitys on seuraava: Aina kun laminaariseen vektorikenttään
(liikkuva ilma tms.) tehdään jokin häiriö (vrt. siiven (tai potkurin tms)
yläpuoli eroaa siiven alapuolesta), niin syntyy voima johonkin suuntaan,
joka poikkeaa laminaarisen vektorikentän suunnasta. Yleisin menetelmä tehdä
em. häiriö on järjestää laminaariseen vektorikenttään jonkinlainen
asymmetria.
Tapio
> > Ei tosiaan ole toivottavaa, mutta tällaista virtauksen
> > irtoamista en laskisi huolen aiheeksi, koska se tunnetaan.
> > Aikoinaan jättöreunan muotoon vaikuttivat lähinnä
> > lujuusopilliset seikat. Nykyisin käsitykseni mukaan
> > kokeillaan, miten "katkaistu" jättöreuna vaikuttaa
> > siiven nostovoimaan ja ennen kaikkea vastukseen.
Kyse on selkeästi isommasta virtauksen irtoamisesta, varsinkin kun
lähestytään suurinta nostovoimaa (ja sakkausta). Tässä pari kuvaa:
http://www.centennialofflight.gov/essay/Theories_of_Flight/Two_dimensional_coef/TH14G4.htm
Huomaa virtauksen irtoaminen hyvin suurelta alueelta suurimman
nostovoiman tilaneteessa.
Tässä vielä vastus- ja nostovoimakäyrät koko kulma-alueella:
http://www.aerospaceweb.org/question/airfoils/q0150b.shtml
> >
> > MSa
> Sorry vaan, kun sähläsin lähetyksessä
Et sinä tietääkseeni ole sählännyt. Omat viestini eivät vain
eilen näkyneet, joten en ollut varma niiden lähetyksen
onnistumisessa.
Joakim
> Suorsa mainitsi olevan kolme teoriaa, jotka ymmärtääkseni ovat:
>
> - Muotoilusta johtuva paine-ero siiven keskivaiheilla, nopeusero ylä- ja
> alapinnan välillä, ylemmän ilman oheneminen (= Bernoulli)
>
> - Muotoilusta johtuva ilmiö, jossa siiven jättöreunasta ilmavirta
> kääntyy alaspäin, vastavoimana siipeen kohdistuu noste (= Downwash)
>
> - Kohtauskulma
Ainoa yleinen teoria siiven (tai levyn) nostovoimalla on Navier-Stokes
-yhtälöt, jonka raju yksinkertaistus Bernoulli on.
Kaikki muut perustuvat rajuihin yksinkertaistuksiin tai oletuksiin
eivätkä ne selitä koko hommaa. Kaikki yksinkertaiset teoriat
lähtevät liikkeelle siitä, että virtauskenttä siiven ympärillä
on tunnettu. Ne eivät siis pysty selittämään virtauskenttää vaan
ainoastaan sen, että ko. virtauskenttä aiheuttaa nostovoiman. Ne ovat
siis vain tapaja selitää nostovoima jaa hyvin monimutkaiset
tapahtumat siiven ympärilä "kansanomaisesti".
(http://www.aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0005.shtml)
Bernoullin yhtälö selittää paineen ja nopeuden välisen yhteyden
häviöttömälle virtaukselle. Sillä pystyy hyvin selittämään
painekentän siiven ympärillä, kun virtaus on tunnettu.
Mikään näistä yksinkertaisista nostovoimamalleista ei osaa nähdä
eroa tasolevyn ja siipiprofiilin välillä eivätkä ne "huomaa"
sakkausta.
Siiven nostovoima johtuu painekentästä siiven pinnalla. Nostovoiman
saa siis integroimalla paineen siiven pinnan yli. Kitkalla on hyvin
vähän vaikutusta nostovoimaan. Ongelmana on siis ratkaista tämä
paine, joka taas on vahvasti kytköksissä virtauskenttään siiven
ympärillä.
Aika pitkälle päästään yksinkertaistamalla Navier-Stokes
kitkattomaksi (Euler), mutta kaikkien tilanteiden analyysi vaatii
täydellisen Navier-Stokesin, jota ei valitettavasti pystytä
ratkaisemaan siiville ilman turbulenssimalleja ja aikakeskiarvoitusta,
jolloin taas osa fysiikasta menetetään.
Joakim
> http://groups.google.fi/groups?as_q=bernoulli&as_uauthors=raimo+harju
>
>
> .... josta ydinkohdat, ensin väärä teoria ...
>
> http://www.sailtheory.com/wrongtheory.html
Tuo teoria on toki väärä, sillä suojanpuolen suurempaa
virtausnopeutta ei voi selittää pidemmällä matkalla. Se ei
kuitenkaan ole mitenkään Bernoullin vika eikä myöskään ko. teoria
ole mitenkään seurausta Bernoullin yhtälöstä (p + 0,5 * rho * V^2
= vakio). Bernoullin yhtälö kyllä pätee kohtuullisesti siiven
ympärillä, mutta Bernoullin yhtälö ei mitenkään kykene
ennustumaan nopeutta (tai painetta) ellei painekenttä (tai
nopeuskenttä) ole täysin tunnettu siiven ympärillä.
Ko. teoriassa on siis väärää vain se, että suojanpuolen suurempi
nopeus kuvitellaan johtuvan pidemmästä matkasta.
Joakim
> Korkeammassa matematiikassa kerrottiin kuinka
> siiven nostovoima voidaan matemaattisesti laskea
> sirkulaation periaatteella.
Eli nosteen selittämiseen ei _yksinään_ riitä mikään _yksinkertainen_
teoria, ei sen paremmenin Bernoulli kuin Newtonin poikkeutuskaan.
> Vastapainona Ramin linkkeihin löysin linkin:
> http://www.aa.washington.edu/faculty/eberhardt/lift.htm
>
> MSa
Tuo ei oikeastaan ole kovin kaukana aiemmin heittämästäni ...
http://www.sailtheory.com/sail.html
... niissä on jopa osittain samoja kuvia.
Apropå, tuon sinun linkin loppupäässä on mielenkiintoinen kapiitteli "Ground
effect".
"That is the increased efficiency of a wing when flying within a wing length
of the ground."
Tuli takaumana mieleen, että kun pentuna yritimme heittää balsaliidokkia
voimalla päin kerrostalon seinää, niin aina viime tingassa ikäänkuin joku
näkymätön pilotti olisi vetänyt kahvan taakse ja liidokki pääsääntöisesti
teki komean Immelmannin. Olisikohan liidokki ollut niin fiksu, että sekin
osasi tuon maaefektin?
Rami
PS. Ainakaan maaefektiä ei kannata kokeilla kotona veneellä :-)
Raimo Harju wrote:
Joakim
< < < < < < < < < < < < < < <
Kyllä minä sain sen käsityksen
http://www.aa.washington.edu/faculty/eberhardt/lift.htm
-linkin kuvista, että lentokoneen siiven yläpinnalla
virtausmatka on alapinnan matkaa suurempi. Suuremmaksi
matka tulee vielä, kun otetaan huomioon "upwashin" matka
sekä siiven jättöreunan kohdalla tapahtuva ilmavirran kierto
siiven alapinnalle. Samasta syystä kuvittelisin (ilman parempaa
tieteellistä esitystä), että veneen purjeissa suojan puoleinen
matka on tuulen puoleista pitempi.
Kaikki fysiikkaa tuntevat ihmiset tietävät, että voima aiheuttaa
vastavoiman. Tässä tapauksessa Newtonin kolmas liikkeen
laki kertoo, että ilmavirran suunnan muuttuminen on seuraus
jostakin muusta voimasta. Mutta kuka aiheuttaa tämän muun
voiman? Onko se Coalan efekti, jonka mukaan virtauksen
suuntaan nähden poispäin kaareutuva pinta sitoo virtauksen
itseensä (aina sakkaustilaan asti) ja kiihdyttää samalla virran
nopeutta. Vai onko siihen liitettävä myös Bernoullin prinsiipin
mukaan paineen aleneminen, jota puolestaan Coalan efekti
ei tunnusta.
Enpä ainakaan vielä ole heittämässä Bernoullia roskakoriin
MSa
PS Pyydän/pyytäkäämme veneilijöiltä anteeksi tämän säikeen
harhailu kauas alkuperäisestä aiheesta. Itse koetan silti pysyä
sfnet.tiede.fysiikkan takia mukana.
Coalan efekti pitää olla = Coandan efekti
MSa
> Apropå, tuon sinun linkin loppupäässä on mielenkiintoinen kapiitteli "Ground
> effect".
>
> "That is the increased efficiency of a wing when flying within a wing length
> of the ground."
Maaefektiä hyväkseen käyttävistä vekottimista kiehtovimpia ovat lienee
kylmän sodan aikaiset Neuvostoliiton ekranoplanit.
http://autospeed.drive.com.au/cms/article.html?&A=1306&P=1
-tl
Enpä haluaisi kohdata Barösundin salmessa.... voisi olla että väylän
reuna tulee äkkiä vastaan.
Dag Stenberg