Воздушный поток вокруг парусов

Картина обтекания воздухом паруса на курсе крутой бейдевинд (рис. 8 и 9) и ряд других фотографий потока, приведенных в настоящем разделе, были получены следующим образом. Паруса моделировались изогнутыми кусками алюминия, стоящими в потоке воды глубиной 7 см. Вверх по потоку была рассыпана алюминиевая пыль, осевшая на воду так, что ее частицы показывали спектр обтекания парусов. Во время фотографирования сверху алюминиевые частицы прочертили линии за ту долю секунды, пока был открыт объектив: сплошные линии показывают более быстрое движение частиц, короткие пунктирные линии — более медленное. Разрывы в линиях и темные участки не означают ничего, кроме того, что мы не сумели рассеять алюминиевую пыль равномерно.

Рис. 8. Обтекание воздушным потоком модели парусов шлюпа

Несмотря на то что здесь фигурирует вода, а спектр. обтекания двухмерный, модель показывает воздушный поток вокруг паруса достаточно точно для наших целей. Мы получили искривление потока, вызывающее эффект разрежения у передней кромки, замедление потока позади паруса в застойной зоне, чрезмерную турбулентность и отрыв потока позади паруса при больших углах атаки (рис. 9).

Рис. 9.Обтекание грота, стоящего под тем же углом к ветру. Видно развитие зон срыва и увеличение турбулентности, что приводит к уменьшению силы давления на парус

На фотографиях стрелка показывает вымпельный ветер, т. е. направление, которое указывает вымпел. Человек, ловящий рыбу с гребной лодки, привязанной к наветренному знаку, почувствует направление истинного ветра, потому что он не двигается по воде. Разница между вымпельным и истинным ветром зависит от скорости продвижения судна: чем быстрее идет судно, тем больше угол между истинным и вымпельным ветром (рис. 10).

Рис. 10.Чем быстрее идет яхта, тем больше отклонение вымпельного ветра от истинного к корме

Дата добавления: 2015-08-13