2 domandine aerodinamiche

[shein]

....scaturite da riflessioni vedendo un paio di multiscafi con configurazioni differenti che hanno messo in duddio un paio di certezze che avevo...


1) profilo ellittico VS top square (pensavo che quest'ultimo fosse il più efficiente....)

2) è davvero così importante/necessaria/indispensabile la vela di prua?
(ricordo le disquisizioni in altro topic sui vari effetto venturi, accelerazione del flusso, genoa che fa da convogliatore alla randa/randa che fa da flap al genoa, ecc.)

3) posso continuare a coccolare le mie certezze finchè non dovrò mettere il sedere su un barchino con un'ala d'aereo al posto dell'albero?

[einstein]

Trovo strano anch'io che i cervelloni di Alinghi abbiano progettato un mostro del genere con una randa un po' piu' magra, ma sempre con la stessa filosofia di un C.A tradizionale. A quelle velocita' e a quegl'angoli, il profilo ellittico e' senza dubbio il piu' performante.
Per quanto concerne la vela di prua, penso proprio che, con vele tradizionali, sia indispensabile perche' il motore della barca.
Per il resto puoi tenerti le tue certezze.
ciao

[mckewoy]

lessi ( dove?? ) che l'armo più efficace consiste in due vele da windserf, complete di albero e boma, messe una davanti all'altra. mi piacerebbe rileggere quell'articolo

ciao, Carlo

[andros]

qui ci sono tutti gli elementi per una bella discussione.
una quintalata di carne al fuoco.
da vecchio aeromodellista ho le mie opinioni
ma sono vecchie appunto.
aspetto i teorici del nuovo.

[shein]

Citazione:einstein ha scritto:
Trovo strano anch'io che i cervelloni di Alinghi abbiano progettato un mostro del genere con una randa un po' piu' magra, ma sempre con la stessa filosofia di un C.A tradizionale. A quelle velocita' e a quegl'angoli, il profilo ellittico e' senza dubbio il piu' performante.
Per quanto concerne la vela di prua, penso proprio che, con vele tradizionali, sia indispensabile perche' il motore della barca.
Per il resto puoi tenerti le tue certezze.
ciao

speravo in un tuo intervento
riguardo la parte evidenziata in rosso, memore del topic di qualche tempo fa, ne sono (ero?) convinto anche io; però (tralasciando per un attimo l'esempio BOR con la sua ala) pensavo... il contenderer e il cat classe A.... loro del fiocco non sembrano sentire la mancanza... (evitando volutamente di considerare molti altri skiff che hanno una vela di prua dalle dimensioni ridicole, specie se rapportate alla randa cui sono abbinati, perchè magari per loro quel fazzolettino è determinante per l'efficienza complessiva)
mi viene quindi da pensare che magari oltre certe intensità di vento, con una barca equilibrata per un piano velico ristretto alla sola randa.... dico [u]certe intensità[u] perchè, tornando a BOR, se quando il vento cala strotolano il fiocchetto vuol dire che dalle prove fatte anche la loro ala in certi range necessita di essere adiuvata. Ora.... se le mie supposizioni fossero giuste... sorge spontanea una domanda: quale è il target oltre il quale il fiocco perde la sua utilità (o diviene addirittura controproducente)?

[bangbang]

bisogna vedere se su oracle possono dare una mano di terzaroli all'aumentare del vento

[rob]

Citazione:Messaggio di shein


1) profilo ellittico VS top square (pensavo che quest'ultimo fosse il più efficiente....)

bisognerebbe definire esattamente cosa si intende per 'efficiente'
prendiamo solo 'efficiente=minimo vortice id estremità'

se si considera di voler trovare il profilo che riduca al massimo il vortice di estremità, le cose stanno in modo leggermente diverso: la condizione per minimizzare il vortice di estremità non è che il profilo sia ellittico, ma che sia ellittica [u]la distribuzione della portanza[u] lungo la lunghezza del profilo

se prendo un profilo in cui tutte le sezioni (sezioni=considera di tagliare la vela con dei piani paralleli al mare) si comportano in modo simile, allora un profilo geometricamente ellittico mi darà una distribuzione ellittica della portanza (per una chiglia ok, per una vela non è esattamente esattamente cosi' ma ci si va molto vicino)

ma una distribuzione ellittica della portanza la posso avere con un profilo anche sensibilmente differente da quello ellittico (metti square top), purché modifichi opportunamente le caratteristiche delle sezioni mano mano che salgo lungo la vela: l'importante è che la successione delle portanze sia ellittica, la posso evidentemente ottenere modificando le caratteristiche delle sezioni man mano che salgo

ed è naturalmente vero anche l'inverso: se ho un profilo ellittico e le sezioni non si comportano in modo simile --> la distribuzione finale della portanza non sarà ellittica e non si minimizzerà il vortice di estremità.



Se poi si gratta ancora, cominciano ad apparire le differenze fra teoria aeronautica pura e teoria della vela: l'ala dello Spitfire è senz'altro molto aerodinamicamente ellitticissimamente bella ma il profilo puo' non essere adatto ad una vela:
una delle differenze fra lo spitfire e la barca è che per esempio di bolina la vela ha il vincolo addizionale del momento raddrizzante massimo disponibile (che l'aereo non ha), la vela deve massimizzare la spinta propulsiva con un dato momento raddrizzante.
Dal punto di vista dell'oggetto vela, imporre questo vincolo si riflette essenzialmente su differenze sensibili di distribuzione verticale della portanza ottimali.
Per un albero relativamente 'basso' la distribuzione ellittica rimane quella ottimale.
'Alzando relativamente' l'albero, la distribuzione ottimale della portanza si modifica sempre di più, riducendo progressivamente la componente di portanza 'lassù' in cima all'albero.

La cosa interessante (inizialmente controintuitiva) è che -sempre a parità di momento raddrizzante- *si puo'* continuare ad allungare l'albero: purché la parte superiore dell'albero cominci a dare una componente negativa di portanza.
In sostanza, posso in teoria avere un albero altissimo, di cui la parte inferiore mi dà portanza e forza propulsiva, mentre la parte lassù in cima mi dà portanza negativa: la parte alta della vela da un lato si' mi rallenta, ma dall'altro contribuisce ad aumentare 'aerodinamicamente' il momento raddrizzante (il braccio d'azione è molto elevato), con un bilancio globale di una barca più veloce

Caso estremo certo, ma giusto per dare un'idea di come un discorso limitato esclusivamente alla 'forma ottimale del profilo' possa essere un po' più articolato rispetto al disegnare una randa a forma d'ellisse e via

bv

[albert]

Servirebbe un trattato di un ing.aeronautico per rispondere a questi interrogativi.

Per ora, ovviamente secondo le mie opppinioni (e conoscenze limitate):

La mano di terzi non mi pare l'abbia nemmeno Alinghi e comunque non serve su un'ala rigida, perchè può essere regolata fino camber 0 ed incidenza 0 e dunque può essere depotenziata fino alla portanza prossima allo 0 e avrà solo una minima resistenza dovuta a forma ed attrito; la vela floscia non ha queste possibilità, perchè per questioni progettuali non potrà mai arrivare a camber 0 (sarebbe piatta e dunque inefficente in tutte le altre condizioni e si ribalterebbe se allunata) nè ad incidenza zero perchè si innescherebbe il flutter ovvero sbatterebbe.
Dunque Bor in vantaggio su Alinghi con vento forte.

Problema del fiocco: l'ala di Bor non è un profilo unico, ma ha una slot (fessura) nello snodo, che si apre mano a mano che si incrementa la curvatura, dunque si tratta di due profili che lavorano in pratica come un fiocco ed una randa allungatissimi.

Tipo di rastrematura: la rastrematura ellittica è più efficiente in teoria ed è dimostrato pure nei test in galleria del vento.
Purtroppo a volte i regolamenti di stazza condizionano mode che non hanno senso......forse voi siete troppo giovani per ricordare che dopo Australia 2 anche i Bavaria avevano i bulbi con le ali e chi non aveva le ali era tagliato fuori dalle conversazioni.....
Se il regolamento di stazza limita la P, e depenalizza la larghezza della penna della randa, o non si vuole investire su un'albero più alto ed avere più mq. di randa, ok per la square top.
Ditemi però che forma hanno le ali degli alianti da gara....non sono certo rettangolari come la randa di Alinghi.....

Anche Bor ha il fiocco o il gennaker: dato che non gli costa nulla averli perchè li aveva nel piano velico tradizionale e dato che l'avversario vuole regatare con pochi nodi di vento, perchè no ? E' senz'altro meno oneroso e complicato che avere un'ala di scorta più grande per il vento leggero.
I classe C, comunque, vanno solo con l'ala anche in poppa..

Ribadisco....sono mie oppppinioni confutabili in qualsiasi momento.

[zankipal]

Avete mai visto un aereo con 2 ali una davanti all'altra? io no, forse la randa di Oracle è più simile all'ala di un aereo che a una randa come siamo abituati noi.

[Andel]

Secondo la mia modesta opinione, Oracle ha semplicemente fatto questo ragionamento. Qual'è la vela più performante che si utilizza per battere i record di velocità? L'ala rigida. E poi ha sviluppato la ricerca sui foils. Nella regata viaggiava sempre più poggiato di Alinghi e ad una velocità maggiore. O meglio la velocità maggiore gli creva un apparente più stretto che gli consentiva di viaggiare solo sullo scafo sottovento e il foil. Mentre Alinghi talvolta viaggiava su due scafi. Sin quando hanno vuotato il ballast dello scafo sopravvento ed anno iniziato a viaggiare. Secondo me hanno sottovalutato l'avversario. Oracle come tecnologia ingegneristica e informatica (vedi zainetto e occhiali con in dati di Spithill) si son dimostrati anni avanti.

[shein]

Citazione:zankipal ha scritto:
Avete mai visto un aereo con 2 ali una davanti all'altra? io no, forse la randa di Oracle è più simile all'ala di un aereo che a una randa come siamo abituati noi.

http://www.scaled.com/projects/proteus.html

...che a quanto ho intuito da un post di albert è proprio una creazione di uno dei consulenti di Oracle

[shein]

Citazione:albert ha scritto:
Servirebbe un trattato di un ing.aeronautico per rispondere a questi interrogativi.

Per ora, ovviamente secondo le mie opppinioni (e conoscenze limitate):

La mano di terzi non mi pare l'abbia nemmeno Alinghi e comunque non serve su un'ala rigida, perchè può essere regolata fino camber 0 ed incidenza 0 e dunque può essere depotenziata fino alla portanza prossima allo 0 e avrà solo una minima resistenza dovuta a forma ed attrito; la vela floscia non ha queste possibilità, perchè per questioni progettuali non potrà mai arrivare a camber 0 (sarebbe piatta e dunque inefficente in tutte le altre condizioni e si ribalterebbe se allunata) nè ad incidenza zero perchè si innescherebbe il flutter ovvero sbatterebbe.
Dunque Bor in vantaggio su Alinghi con vento forte.

Problema del fiocco: l'ala di Bor non è un profilo unico, ma ha una slot (fessura) nello snodo, che si apre mano a mano che si incrementa la curvatura, dunque si tratta di due profili che lavorano in pratica come un fiocco ed una randa allungatissimi.

Tipo di rastrematura: la rastrematura ellittica è più efficiente in teoria ed è dimostrato pure nei test in galleria del vento.
Purtroppo a volte i regolamenti di stazza condizionano mode che non hanno senso......forse voi siete troppo giovani per ricordare che dopo Australia 2 anche i Bavaria avevano i bulbi con le ali e chi non aveva le ali era tagliato fuori dalle conversazioni.....
Se il regolamento di stazza limita la P, e depenalizza la larghezza della penna della randa, o non si vuole investire su un'albero più alto ed avere più mq. di randa, ok per la square top.
Ditemi però che forma hanno le ali degli alianti da gara....non sono certo rettangolari come la randa di Alinghi.....

Anche Bor ha il fiocco o il gennaker: dato che non gli costa nulla averli perchè li aveva nel piano velico tradizionale e dato che l'avversario vuole regatare con pochi nodi di vento, perchè no ? E' senz'altro meno oneroso e complicato che avere un'ala di scorta più grande per il vento leggero.
I classe C, comunque, vanno solo con l'ala anche in poppa..

Ribadisco....sono mie oppppinioni confutabili in qualsiasi momento.

grazie albert, mi paiono opppppinioni molto valide.

sul punto rastrematura ellittica/square.... allora è per questo che volare ha gli stessi mq della versione square ma con profilo 'classico'

[shein]

Citazione:rob ha scritto:

Citazione:Messaggio di shein


1) profilo ellittico VS top square (pensavo che quest'ultimo fosse il più efficiente....)

bisognerebbe definire esattamente cosa si intende per 'efficiente'
prendiamo solo 'efficiente=minimo vortice id estremità'

se si considera di voler trovare il profilo che riduca al massimo il vortice di estremità, le cose stanno in modo leggermente diverso: la condizione per minimizzare il vortice di estremità non è che il profilo sia ellittico, ma che sia ellittica [u]la distribuzione della portanza[u] lungo la lunghezza del profilo

se prendo un profilo in cui tutte le sezioni (sezioni=considera di tagliare la vela con dei piani paralleli al mare) si comportano in modo simile, allora un profilo geometricamente ellittico mi darà una distribuzione ellittica della portanza (per una chiglia ok, per una vela non è esattamente esattamente cosi' ma ci si va molto vicino)

ma una distribuzione ellittica della portanza la posso avere con un profilo anche sensibilmente differente da quello ellittico (metti square top), purché modifichi opportunamente le caratteristiche delle sezioni mano mano che salgo lungo la vela: l'importante è che la successione delle portanze sia ellittica, la posso evidentemente ottenere modificando le caratteristiche delle sezioni man mano che salgo

ed è naturalmente vero anche l'inverso: se ho un profilo ellittico e le sezioni non si comportano in modo simile --> la distribuzione finale della portanza non sarà ellittica e non si minimizzerà il vortice di estremità.



Se poi si gratta ancora, cominciano ad apparire le differenze fra teoria aeronautica pura e teoria della vela: l'ala dello Spitfire è senz'altro molto aerodinamicamente ellitticissimamente bella ma il profilo puo' non essere adatto ad una vela:
una delle differenze fra lo spitfire e la barca è che per esempio di bolina la vela ha il vincolo addizionale del momento raddrizzante massimo disponibile (che l'aereo non ha), la vela deve massimizzare la spinta propulsiva con un dato momento raddrizzante.
Dal punto di vista dell'oggetto vela, imporre questo vincolo si riflette essenzialmente su differenze sensibili di distribuzione verticale della portanza ottimali.
Per un albero relativamente 'basso' la distribuzione ellittica rimane quella ottimale.
'Alzando relativamente' l'albero, la distribuzione ottimale della portanza si modifica sempre di più, riducendo progressivamente la componente di portanza 'lassù' in cima all'albero.

La cosa interessante (inizialmente controintuitiva) è che -sempre a parità di momento raddrizzante- *si puo'* continuare ad allungare l'albero: purché la parte superiore dell'albero cominci a dare una componente negativa di portanza.
In sostanza, posso in teoria avere un albero altissimo, di cui la parte inferiore mi dà portanza e forza propulsiva, mentre la parte lassù in cima mi dà portanza negativa: la parte alta della vela da un lato si' mi rallenta, ma dall'altro contribuisce ad aumentare 'aerodinamicamente' il momento raddrizzante (il braccio d'azione è molto elevato), con un bilancio globale di una barca più veloce

Caso estremo certo, ma giusto per dare un'idea di come un discorso limitato esclusivamente alla 'forma ottimale del profilo' possa essere un po' più articolato rispetto al disegnare una randa a forma d'ellisse e via

bv

scusa rob, con 'profilo ellittico' mi sono espresso male. non intendevo la geometria del profilo, bensì (detta in modo grezzo e feroce) la forma della superficie nel suo insieme, la 'rastrematura' citata da albert

[albert]

Rob ha perfettamente ragione sul fatto che ciò che conta è la distribuzione ellittica delle pressioni, precisazione che io avevo per semplicità tralasciato.
Ma è molto più semplice, in una vela floscia, ottenere questo requisito con la forma geometrica piuttosto che con variazioni di profilo e di incidenza che sono difficilmente realizzabili e poi controllabili nell'utilizzo.

Tutte le scelte che si fanno, in particolare se si è vincolati da regolamenti, o comunque anche quando intervengono vincoli strutturali, sono frutto di compromessi.

A parità di P ed E, una randa square sarà in valore assoluto senz'altro superiore, perchè, anche se meno efficiente 'a metro quadro', ha una maggior superficie.
A parità di E e di superficie, invece, quella ellittica e con P e dunque rapporto di allungamento superiori, sarà invece più efficiente.
In questo secondo caso, anche code zero e gennakers in testa saranno più allungati e dunque più efficienti nelle andature strette.

Ciao