Stabilitet jedrilice

[Ana]

Ajde da vi stručnjaci brodogradnje (a ima vas na forumu) objasnite malo nama laicima principe gradnje jedrilice i osnove staabiliteta kao npr. zašto se jedrilica smatra prevrnutom tek onda kada mi laici mislimo da je već odavno prevrnuta, zašto je bolje kad je kobilica iza jarbola......
Vjerojatno sam sad napisala više gluposti ali tome služi forum - da me možete ispraviti (ova tema je u biti radi onoga što svi kukate da nitko neće postaviti pitanje ili dati komentar od straha da ne ispadne glup - e pa ja se ničega ne bojim  )

[Dario]

evo imas ovo sliku, to se zove krivulja stabiliteta neke jedrilice

postoji teziste sistema (g) i teziste uzgona (B). kada je jedrilica u ravnotezi (labilnoj) tada je B i G jedan iznad drugog

ukoliko se jedrilica nagne tada polozaj uzgona se pomice (teziste uzgona je teziste uronjenog dijela trupa) dok teziste sistema (jedrilice) uvijek ostaje u istoj točki

kada se jedrilica nagne, sto je udaljenost B-G veća to je veci moment koji ju vraca u uspravni polozaj (moment je sila na kraku ->  veci krak (udaljenost) , veca sila)

jedrilica ce s enaginjati dok joj se ne izjednaci prekretni moment (moment koji naginje jedrilicu i djeluje u tezistu jedara) i momnet koji ju ispravlja. to ej maximum na ovom dijagramu

sto je sira jedrilica to ce B-G biti veci i jedrilica je stabilnija, isto je i sa dugackom kobilicom

ako se jedrilica nastavi dalje nagibati, B i G ce opet doci jedan iznad drugog (labilna ravnoteza), nakon toga moment ispravljanja djeluje negativno i pomaze prevrnuti jedrilicu (nema spasa  )

[Vanja]

prema ovoj slici jedrilicu možemo nagnuti sve do 128 stupnjeva i ona će se vartiti a na 129 to postalje upitnio (ovisi na koju stranu leptir sleti  ) - sve je ovo teoretski.


još malo teorije: kako dobiti GZ vijednosti koje su potrebne za napraviti tablicu

da bi ste dobili vrijednost GZ za neki kut nagiba, potrebni su vam sljedeći podaci:
KM - udaljenost između kobilice K i točke metacentra broda M (za one koji žele znati više o metacentru i metacentarskoj visini http://en.wikipedia.org/wiki/Metacentric_height  )
KG - udaljenost izmedu kobilice K i težišta jedrilice G

za dobiti GZ za npr. 60 deg heel angle postupak je sljedeći:

(KM * sinus 60 deg) - (KG * sinus 60 deg) = GZ

Da bi ste dobili krivulju morate izvaditi GZ za kuteve od 0 do 180 deg i to u pravilnim intervalima npr. po 10 deg. Dijagaram znate nacrtat i to je to...

Tako su mene učili, nadam se da sam ih dobro shvatio 

[felda]

...zašto je bolje kad je kobilica iza jarbola......

Kobilica, zapravo peraja je uvek iza iza jarbola zato što se teži što bolje uskladiti težiste jedrilja sa težistem peraje ili kobilice. U tim težištima deluju sile koje čine spreg koji zakreće jedrilicu u odnosu na vetar. Kako se menjaju jedra, njihov otklon i geometrija, tako se menja i težište jedrilja a time i taj spreg sila tako da se jedrilica ne ponaša jednako u svim uslovima (uglovima i jačinama) vetra. Svakoj jedrilici pri jedrenju teži se izbalansirati ta težišta da bi se ona kretala u zadatom kursu, bez korekcije kormilom tj. sa minimalnim otporom.
Zbog pomerljivosti težišta jedrilja nemoguće je jednoznačno definisati rastojanje izmedju jarbola i peraje-kobilice. U anglo-saksonskoj literaturi se to rastojanje naziva LEAD i izražava se u procentima dužine vodene linije. Prava je umetnost optimalno ga definisati pri projektovanju jedrilice. Postoje neki iskustveni optimumi za različite kombinacije (pun profil riga-duga kobilica, frakcionalni rig-duga kobilica, pun profil riga-kratka kobilica i frakcionalni rig-kratka kobilica), od kojih se polazi, a optimiziranje se vrši u odnosu na prosečne uslove u kojima će jedrilica da jedri. Zato ne postoji unuverzalno dobra jedrilica, a težnja da se to postigne se vidi na regatnim jedrilicama gde je moguće podužno podešavanje riga i nagiba jarbola a u novije vreme i podužno podešavanje balastne peraje.

[traktor]

Da li mi netko moze reci standardne vrijednosti sile na vrhu jarbola za "standardne" jedrilice?. Stavio sam model  u bazen i mjerim sile koje uzrokuju nagib. Kod prvog mjerenja na vrhu jarbola ( 11 m! iznad vodene linije, u originalu je jarbol bio visok 9 m iznad WL) su sljedece vrijednosti: 120 kg za 10 stupnjeva nagiba, 180 kg za 15 st, 220 kg za 20 st i 320 kg za 35 stupnjeva nagiba. Da li je mjerenje ispravno ako za svaki gram ( jedan kubicni centimetar vode ) u realnosti jedna litra, racunam 1 kg sile?
Upravo sam procitao da vjetar od 4 Bf (16 kn) stvara silu od 4,9 kg na m2 a kod 8 Bf(35kn) 24,4 kg na m2. Posto se radi o staticko/dinamickom balastu napravit cu mjerenja za sve varijante. Zanima me vrijednost sile na vrhu jarbola za standardne jedrilice jer sam negdje , nekad to procitao ali sada ne mogu naci i nemam vremena. Koliko se sjecam to je bilo nekih 50 kg ali ne kuzim je li to neki moment, sila ili nesto drugo?

[vragec32]

Kao prvo, što bi to bila "standardna" jedrilica?
Drugo, što će ti taj podatak o sili u vrhu jarbola.
Sile od jedra/jedara opterećuju jarbol po njegovoj cijeloj visini ali i cijeli brod u točkama hvatišta pripona, sartija i škota. Jedino da samo za vrh jarbola nekako (nemoguće ali ...) zakvačiš neko recimo "kite" jedro pa da onda sila od tog jedra djelije samo na vrh jarbola? Ili misliš odsukavati/naginjati jedrilicu pomoću gindaca pa da vidiš kolika ti sila treba?

[GRINGO_ZD]

Kod ispitivanja koja se vrše na modelima na žalost ne može se primijeniti geometrijska sličnost.
To je veliki problem koji se inaće javlja kod ispitivanja na modelima (tokovi, plovila.....) gdje je prisutno gibanje fluida. Osnovni problem je što ne postoji jedan iskaz sličnosti već više (...ako za jedan problem ima više od jednog riješenja tada ih sigurno ima bezbroj a to znaći da se ne traži najbolje nego najmanje loše rješenje....). U tim formulama koje su prilično kompleksne i u koje ulazi znatan broj parametara, te je moguće tražiti sličnost na osnovu dominantnih ili značajnijih vrijednosti (da li je btna brzina, ili masa, ili otpor, ili............)
evo par indikacija:
http://www.fsb.hr/zbrodo/pokus/upload/others/MFI_7.pdf
http://www.fesb.hr/~bblag/publications/books/modeliranje_forme_trupa_za_potrebe_CFD.pdf
http://info.grad.hr/!res/gf_osoblje/1010616848/doc/h01-uvod.pdf
http://www.vet.bg.ac.yu/~namirnice/download/STUDENTSKI%20FOLDER/03%20MATERIJAL%20ZA%20STUDENTE/TEHNOLOSKE%20OPERACIJE/07%20REZIM%20STRUJANJA%20FLUIDA.pdf
Leo

[traktor]

Standardna pod navodnicima je standradna pod navodnicima. mislio sam na  serijski proizvedene jedrilice od 30 - 40 stopa koje preko  90% vidjamo na krstarenju po ljeti. Ustvari sam mislio na odredjenu vrijednost izrazenu u kg koja se vezuje uz svaku jedrilicu i na neki nacin ukazuje na njenu stabilnost (kao kod nekog vozila  ks iako ks ne kazu sve ali je jedan od parametara)
Ja pokusavam konkretno izmjeriti neke parametre stabiliteta, ne izracunati!  Mogu  mjeriti silu potrebnu za nagib na pola ili na trecini jarbola i koristiti razliciti faktor ,ali cini mi se da ti ne kuzis kao ni ja neke probleme pa cu sacekati nekog tko ce mi napisati kako konkretno mjeriti pa onda evt  "izracunati stabilitet" na osnovi nekoliko parametara koji su mi poznati( istisnina, sirina itd). Ja ne zelim ici u konplicirane formule nego me zanima usporediti odredjene parametre kod jedrilica slicnih dimenzija. Staviti izmjerene vrijednosti na papir, recimo  u vidu krivulje i vidjeti koliko ti parametri odstupaju od standardnih. Zato zam trazio da mi neko kaze te standardne vrijednost i okvire a ako mi ne kaze polizat cu vrh desnog kaziprsta i traziti sam, literature ima.

P.S.( "gdje je prisutno gibanje fluida") Gringo, znaci li to da se ni "staticki" parametri ne mogu usporedjivat? Da li je gram na modelu isto sto i kilogram  na deset puta vecem "modelu"ili tona na sto puta vecem "modelu"?

[GRINGO_ZD]

Ne, upravo je u tome i problem, samo za "metarske" vrijednosti se mogu linearno, geometrijski postaviti omjeri. Nažalost sve drugo su izvedenice, znaći da bi ti dobio na modelu u mjerilu 1:10 adekvatni nagib to ne znaći da moraš primijeniti silu u tom "mjerilu" tj 10 puta manju, :-(.
Pokušat ću obijasniti jednom usporedbom:
zamisli jarbol i jedro kao pravokutnik, visok 10m i sa bumom od 2m
na modelu u mj. 1:10 taj jarbol je visok 1m i bum je 0,2m
Problem nastaje već kod površine jedra
u naravi je to 20 m2 ali na modelu je to 0,2m2 !!, dakle omjer površine je 1:100, znaći da ne možeš koristiti silu u omjeru već bi samo zbog tog parametra trebao ići sa silom od 1:1 !
a ovo je samo pojednostavljen primjer  za površinu, volumeni još više kompliciraju....
Leo

[Mario]

Ono što Gringo pokušava objasniti je: Npr, uzmemo Elan 31 i smanjimo ga na veličinu od npr 5m. Taj brod će biti apsolutno SMEĆE, zato jer omjer duljine i širine za različite duljine nije isti. Ovo govorim iz iskustva. Od susjeda sam dobio na poklon prije 10 godina prekrasnu jedrilicu od 4,5m, napravljena od mahagonija, majstorski rad.

Međutim problem je bio u tome što je taj brod nastao samnjivanjem jedrilice iz knjige C. Scarellija: "Jahta". Uglavno brod je bio neupotrebljiv, usprkos tome što je imao 100kg balasta bio je krajnje nastabilan, kut u orcu je bio na razini linijskog broda iz 18. stoljeća, zanosio se bočno užasno itd.

Kada ekipa iz brodarskog instituta ispitjue model on baš i nije smanjena verzija originala već se brod "deformira" da bi se mogla dobiti upotrebljiva mjerenja.