Resistenza indotta all'estremità dell'ala/vela

[magicvela]

[quote]ZK ha scritto:


....sara la portanza o la resitenza?

[quote]

....Appunto.... e quindi quando uso l'una o l'altra a mio vataggio? Perché non sempre quello che apparentemente é uno svantaggio sia sempre nocivo nella pratica.
E quanto differisce la teoria dei calcoletti più o meno scolastici sulla carta rispetto a quello che succede poi nella pratica? Dove le cose sono un tantino più articolate e non sempre si riesce a riportare tutto sulla carta? Non a caso, sulla carta, si parla sempre di 'un'appossimazione', visto che da sole non riescono (per ora ma credo mai riusciranno) a spiegare tutto di certi fenomeni complessi (quali, ad esempio, l'aerodimanica é). Per anni ci hanno propinato Bernulli per spiegare la portanza, ma chiunque si sia avvicinato a questa materia (pilota o no) sa molto bene che si tratta di una grandissima approssimazione e che li succedono ben altre cose oltre a quelle, ed é bene ricordarlo sempre quando si discorre di questo. Infatti, a riprova, certe 'soluzioni' adottate in determinati periodi, vengono poi eliminate in altri a vantaggio di altre soluzioni che poi verranno a loro volta cambiate, con l'evoluzione dei calcoli, coadiuvati dalle prove empiriche (vedi alette anti scorrimento che oramai non si vedono più da decenni a fronte di altre 'soluzioni' di cui non avevo dubbi che Dodge49 sapesse la spiegazione). E non basta, poiché l'evoluzione non é solo della teoria. L'adozione di nuovi materiali potrebbero rendere una soluzione valida non più tanto vantaggiosa come appare sulla carta a fronte di altre apparentemente meno ma nella pratica risultanti vincenti. Dopo di che voler paragonare i fenomeni che si realizzano a bassa velocità, con quelli che si muovono hai limiti dei 'cambi di stato' (i piloti sapranno di certo a cosa mi riferisco) lo continuo a trovare ridicolo. Come paragonare due elementi, che nella pratica hanno comportamenti estremamente diversi anche se nella carta basta cambiare un semplice numero ro....(densità per i meno 'tecnici')
Per ultimo (anche se non lo é) non va dimenticato mai, la cosiddetta 'missione' che dobbiamo fare con quello che si va a realizzare, soluzioni buone per una cosa possono essere non altrettanto valide per altre anche se più o meno vantaggiose sulla carta. Non penso si debba necessariamente essere progettisti per capirlo (basta anche un 'semplice' pilota )
Per la 'pazienza' concordo sempre, che ce ne vuole sempre tanta e anche di più...
Pace et bene

[pegiabond]

Ciao e le rande dei catamarani dell'america's cup come sono fatte ?
E che velocità in più offrono ?

[einstein]

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E' stato dimostrato che la forma ellittica è quella che offre il miglior rapporto portanza/resistenza indotta (la troviamo anche in natura nel falco e in tutti i migliori volatili), la peggiore,invece, sembra essere quella triangolare; se non fosse per l'apporto positivo che dà la randa al genoa/fiocco, quest'ultimo, in termini di forma, risulta il più penalizzato.
Per arrivare alla forma d'assieme in figura, sembra essere facile per la parte poppiera (randa), molto più complessa si presenta la soluzione per la parte antistante l'albero. Forse con un albero flesso?[?][?][?][?]
ciao

[rob]

Citazione:einstein ha scritto:
E' stato dimostrato che la forma ellittica è quella che offre il miglior rapporto portanza/resistenza indotta (la troviamo anche in natura nel falco e in tutti i migliori volatili),

per essere precisi, non è 'forma ellittica', ma 'distribuzione ellittica della portanza'

una forma ellittica puo' essere una condizione sufficiente per avere una distribuzione ellittica della portanza, tipo le ali dei vecchi aerei inglesi immerse in un flusso tutto uniforme, una distribuzione ellittica delle corde puo' avvicinaris molto ad una distribuzione ellittica della portanza, ma è lungi dall'essere sempre il caso

in una vela per esempio la portanza lungo l'asse verticale viene influenzata da tanti fattori variabili in più: la variazione della corda certo, ma anche la variazione della forma della sezione (sagome vela tagliata da un piano orizzontale), la variazione della velocità del vento, la variazione dell'angolo di incidenza del vento, la variazione di Rn con l'altezza, ecc. (senza neanche andare a toccare l'interazione fra più vele)


per ottenere una distribuzione ellittica della portanza si puo' intervenire su un sacco di fattori, il che lascia la porta aperta alle realizzazioni più fantasmagoriche, non necessariamente una 'forma' ellittica (specie quando dal pdv tecnico pone problemi non indifferenti)

bv

[shein]

Citazione:einstein ha scritto:
Forse con un albero flesso?[?][?][?][?]
ciao

qualcuno c'ha pensato...e pare non vada piano
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...qualcuno anche senza il problema del fiocco....
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[doge49]

Non mi fregate!

Ho imparato a difendermi da mia moglie quando a mezzanotte, una volta al mese, mi diceva 'dobbiamo discutere'!

A parte gli scherzi, perdonatemi ma non ho tempo (devo ancora cominciare a potare le viti ed il bosco) ne voglia di cominciare a studiare l'aerodinamica delle vele per delle regate che, vista l'età e l'artrosi, le farò solo ... dalla barca giuria!

L'aiuto che vi posso dare:

- Si,la formula della portanza o, per la barca trazione, è la stessa della resistenza. Quello che cambia è il coefficiente C: di resistenza anziché di portanza.

- Le alette antiscorrimento non si usano più perché la tecnologia permette di costruire le ali con un certo svergolamento, come le vele, in modo da offrire un'incidenza diversa al vento, dell'ala verso l'estremità.

-Con un angolo di incidenza inferiore all'estremità ...


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...il distacco dei filetti fluidi avverrà in ritardo rispetto al centro dell'ala/vela, migliorando la distribuzione della pressione e, cosa più importante, diminuendo la resistenza indotta.
Infatti dalla formula, a parità di Ro che è la densità dell'aria, il Cp o coefficiente di portanza e in particolare il Cr di resistenza, variano considerevolmente al variare dell'angolo di incidenza.

Nella stessa figura di qui sopra si può vedere che ad elevati angoli di incidenza il distacco dei filetti fluidi provoca un'area di turbolenza che è causa del forte aumento di resistenza. Questa poi, all'estremità alare provoca un notevole aumento della resistenza indotta, direi in modo esponenziale.

All'aumentare dell'angolo di incidenza, avanza il punto di distacco dei filetti fluidi, aumentando quindi l'area di turbolenza e quindi la resistenza. Ecco perciò la necessità di 'prendere bene' il vento o di regolare le vele nel modo corretto.


Quindi specificamente x Cinghia:

- si, la portanza e la resistenza aumentano col quadrato della velocità e,
- se la velocità cala devi aumentare il Coefficiente di portanza aumentando l'angolo di incidenza dell'ala/vela rispetto alla direzione del moto o meglio dell'aria incidente. Parallelamente aumenta il coefficiente di resistenza.

Mi ripeto, non ho esperienza/studi di regate ma ad occhio, credo che sia più efficace cercare di ridurre la resistenza alle alte velocità mentre per le basse velocità bisogna cercare la maggior portanza possibile.

Come? Lascio a voi che siete più competenti, la risposta.



p.s. Un'osservazione sul profilo ellittico: credo sia il profilo della portanza che deve essere ellittico, che poi forse può coincidere con la forma dell'ala/vela, più che la forma di quest'ultima.
Tradotto: sugli aeroplani entra in gioco anche il profilo della fusoliera. Sulle barche credo sia un bel 'casino', se si può dire, poter determinare le forze in gioco.


Altra cosa: le ali con diedro positivo inducono stabilità, cioè l'aeroplano tende a tornare nella posizione iniziale. Il diedro negativo l'opposto.
Considerando il fiocco mozzato dello skiff con quel 'cappello in testa', si presenta come un'ala a diedro negativo, cioè l'opposto delle winglet che sono rivolte verso l'alto.
Considerandole delle winglet 'all'ingiù' producono comunque l'effetto positivo di allontanare il vortice di resistenza indotta dall'ala, ma quanto incida sulla resistenza totale non ve lo so proprio dire.

Spero vi sia utile, se non altro per passare il tempo a discutere...

....non mi chiamate in causa però!

[bullo]

Che ci fosse la resistenza indotta si sapeva. Che con vento l'angolo d'incidenza possa essere più piccolo, eccedenza di portanza e troppo sbandamento pure, si lasca.. Che se diminuisce la velocità, vento, bisogna cazzare questo no. La vela ha un suo angolo d'incidenza ottimale in base alla concavità e all'allungamento. Secondo me con poco vento non ci vogliono vele troppo grasse ne troppo cazzate perchè, te lo dico da ignorante, il vento non ce la fa a passare dietro la vela ed è più facile che si distacchi. Più si lasca e più la forza areodinamica
è rivolta verso prua. Tutti questi discorsi, per dirmi cosa? Scusatemi non ho capito niente. La vela è un'opppppinione.

[einstein]

Da 'Le vele' di B. Chéret:

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ciao

[rob]

Citazione:einstein ha scritto:
Da 'Le vele' di B. Chéret:



ciao

QED, come volevasi ..

non è la forma ellittica in sé, è quell'insieme di profili (corde/ concavità), velocità del vento, angoli di incidenza che insieme determinano una 'distribuzione ellittica di carico'

tagliare una vela ellittica sul piano trasversale di per sé non ha nessuna garanzia in termini di riduzione di resistenza indotta, è solo uno dei fattori, se lo dice Chéret poi...


ciao


ps aggiungere magari una mezza frase di commento o spiegazione a una figura che si pianta da sola in un messaggio -venga pure da chissà quale 'bibbia'- forse contribuirebbe a un qualche dialogo ?

[einstein]

Citazione:rob ha scritto:



ps aggiungere magari una mezza frase di commento o spiegazione a una figura che si pianta da sola in un messaggio -venga pure da chissà quale 'bibbia'- forse contribuirebbe a un qualche dialogo ?

Hai ragione Rob, se ti riferisci alla prima figura (l'ala dello Spitfire), era il classico sasso nello stagno; la seconda invece, voleva essere una conferma a quanto da te detto sopra.
ciao

[rob]

Citazione:einstein ha scritto:
(l'ala dello Spitfire

ecco come si chiamava, Spitfire !

mi ronzava in testa un Messerschmitt, Messerschmitt ma un'poteva esse'

bv

[rob]

giusto per vedere il tipo di sviluppi possibili: risolvendo la stessa teoria della distribuzione ellittica della portanza con il vincolo di una determinato momento sbandante massimo (come è il caso nelle barche), si ottengono delle distribuzioni come queste, in verticale l'altezza dell'albero.
COsa dice il grafico a destra: a forza di aumentare l'altezza dell'albero, ad un certo punto diventa più efficiente avere la parte superiore della vela che produce 'deportanza' (tipo immaginare un profilo di vela con la concavità sopravvento), perché questa deportanza da un lato chiaro rallenta, ma dall'altro contribuisce al momento raddrizzante e quindi consente di far produrre più portanza 'globale' per un determinato momento sbandante


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belle teorie no ?

[Giorgio]

Questo 3D me lo devo da stampa'

[doge49]

Citazione:Giorgio ha scritto:
Questo 3D me lo devo da stampa'

Guarda un po cosa hai messo in moto, Giorgio!

Ce n'è parecchia di gente competente.