Blogosfera HIR 3 - brodski dnevnik

Nova teorija jedrenja

Objava 21. ožujka 2016. 1 komentara 933 prikaza
Albert Einstein
Albert Einstein
Albert Einstein

Ljudi jedre tisućama godina, a lete još od 1903. godine i prvog leta braće Wight, a nevjerojatna je činjenica da je tek nedavno do kraja objašnjeno i matematički dokazano kako je to moguće. Švedski sveučilišni profesor, Claes Johnson objavio je 2008. godine ‘New Theory of Flight’ (Novu teoriju letenja) koja napokon u potpunosti objašnjava, odnosno dokazuje letenje, odnosno jedrenje u vjetar. 

Moguće je jedriti u vjetar, odnosno u orcu s pravilno namještenim jedrima koja moraju biti maksimalno natrimana (zategnuta). Pri tome, i jedra i kobilica djeluju kao krila i daju sile potiska L (lift) i otpora D (drag) kod određenih kuteva jedra prema smjeru vjetra i kobilice prema kretanju broda kroz vodu. Jedna komponenta potiska od jedra vuče brod prema naprijed, dok se druga komponenta koja naginje brod se balansira potiskom od kobilice u suprotnom smjeru.

Ključna stvar za matematičko dokazivanje leta bila je točno rješenje d’Alambertovog paradoksa iz 1752. godine, a nova teorija letenja direktno odražava svojstva Navier-Stokesovih jednadžbi.

Točno objašnjenje potiska nastalog zbog smetnje od potencijalnog toka (lijevo) kod razdvajanja niskog tlaka turbulentnog toka (od niskotlačnih turbulencija u obliku valjaka koji se rotiraju na suprotne strane - sredina) što mijenja tlak i brzinu na stražnjem rubu krila i stvara strujanje prema dolje i potisak (desno).

Let objašnjen u 4 koraka:
1. Tok je nestlačiv s malim trenjem i razdvaja se na stražnjem rubu krila (sve do gubitka potiska).
2. Glavninu potiska stvara brži tok što rezultira niskim tlakom na ulaznoj, gornjoj strani krila u skladu s Bernoullijevim zakonom.
3. Glavninu otpora stvara sporiji tok što rezultira visokim tlakom na ulaznoj, donjoj strani krila u skladu s Bernoullijevim zakonom
4. Potisak i otpor s ulaza na krilo su sačuvani zbog specifičnog razdvajanja na izlazu iz krila gdje je strujanje takvo da se izmjenjuju visoki i niski tlak sa srednjom vrijednosti nula.

 

Strujanje oko krila


Niski talk (plavo) na ulazu s gornje strane krila daje potisak L 3 puta veći od visokog tlaka ispred krila koji na prednjem rubu daje otpor D (drag) što rezultira omjerom plavog područja / crvenog područja = L/D > 10. Strujanje izlazi sa stražnjeg ruba krila bez visokog/niskog tlaka zbog kretanja prema dolje što stvara potisak kao reakciju na silu.

Zračni tunel na ovom linku

KNJIGA: The Secret of Sailing

Blog: http://secretofflight.wordpress.com/

  • ECC81:

    Usporedba jedra s avionskim krilom nije nikako ok po meni, tu nešto fundamentalno ne štima, jer se avion krece u jednom te istom mediju, tjeran vanjskim porivom. Avionsko krilo ima svoj profil i debljinu, za razliku od jedra. Kakva razlika ... prikaži još! tlakova kod jedra...pa brzine su puuno manje, a trup broda pruža puno veći otpor kretanju nego trup aviona. To je kao da razmatramo efekt dignutog glavnog jedra na jedrilici tjeranoj motorom po bonaci. Čak i ako postavimo bum pod kutem da jedro ima oblik, brzina broda se samo smanjuje jer takvo jedro samo pruza otpor i drift. I zračna jedrilica nije usporediva, jer ona ima kinetičku energiju zbog visine (= vanjski poriv). Nasuprot tome, jedrilica u moru sama će krenuti u vjetar, npr. sa sidra. Da li će zračna jedrilica krenuti prema naprijed i gore, s livade, kad dobro zapuše? Neće. I da je vezana nosom da je ne baci unatrag, samo će se dići, za što može imati i potpuno flat krilo bez profila, ali u vjetar, nikako. Jedrilica je na spoju dva medija razlicite gustoce. Zrak i more su u stvari dva medija koji klize jedan po drugom, tj. imaju međusobnu relativnu brzinu. Ako ih zamislimo kao ogromne "blokove", svejedno je da li "blok" zraka klizi po bloku mora, ili "blok" mora klizi pod "blokom" zraka koji miruje. Energija kretanja tih medija tj. energija kretanja vjetra, je ona čiji se dio pretvara u snagu kretanja jedrilice zahvaljujući kobilici u gušćem mediju i jedru u rjeđem mediju. Ovo je samo moje heretičko mišljenje, neće me valjda spalit. Navigare jedrit(i) jest!