За счет течения против течения

[loky1109]

я не знаю, насколько такой винтовой парусник будет эффективным... 

Вроде Кусто что-то такое делал.

[Labinnac]

Вроде Кусто что-то такое делал.

"Алсион".

https://ru.wikipedia.org/wiki/Алсион

https://www.youtube.com/watch?v=xyYvq_x55sI

 

[loky1109]

Оно.

[sergey289121]

Надо подумать над этой идеей. Где-то слышал мнение, что косой парус+шверт плавник эффективнее такой схемы, так как представляет, по сути, один большой лопость воздушного и водного винта без дополнительных потерь. Впрочем, с этим мнением можно поспорить, я не знаю, насколько такой винтовой парусник будет эффективным... 

Так чем больше площадь на которую ветер воздействует тем лучше.

То есть, как я понял, как-то цепь с якорем спереди закинуть, а сзади поднять - не выстрелит. Туера-то использовали постоянно проложенную цепь.

А что помешает? Это ведь как короткая цепь будет просто. Даже якорь с цепью с помощью требуше метать можно.

[prostak_1982]

А что помешает? Это ведь как короткая цепь будет просто. Даже якорь с цепью с помощью требуше метать можно.

Якорь может на дне за что-нибудь зацепиться, в результате, при "автоматическом", то есть неконтролируемом человеке подъеме якоря, может не подняться, перекосив судно, сломать механизм или порвать цепь.

[vashu1]

https://vashu11.livejournal.com/14114.html

 

тлдр

1. По опыту коноводческих судов видно что основные затраты человеческой силы - завоз якоря(50 человек из 70).

2. К сожалению, на реках полно мест со слабым течением. На таких скорость судна будет резко падать. Ну и размеры колеса получаются весьма немаленькие.

3. Идея известна по крайней мере с 15 века

De machinis Такколы(1449 год). В 18 веке поднималась Джеймсом Рамси примерно в то же время.

-

В принципе можно представить себе успешный проект - если река течет с постоянной высокой скоростью(нет участков с низкой), неглубокое песчаное дно позволяет использовать шестовой движитель как у Рамси(нет необходимости в завозе якоря) / или движение идет по относительно небольшому куску реки - тогда якоря с канатами можно сделать стационарными.

Изменено 9 Sep 2018 пользователем vashu1

[sergey289121]

Якорь может на дне за что-нибудь зацепиться, в результате, при "автоматическом", то есть неконтролируемом человеке подъеме якоря, может не подняться, перекосив судно, сломать механизм или порвать цепь.

Так кабестаным судам это не мешало, так что проблема больше теоретическая.

 

[maxab]

В принципе можно представить себе успешный проект

Буксир для преодоления порогов и перекатов. Как в реале. Тут можно даже использовать жестко закрепленные якоря.

[Эрнесто де Сырно]

тлдр

ждал вашего поста... 

Перешел по ссылке на ваш ЖЖ и внимательно прочитал... Было интересно. 

Немного испугался, когда вычитал про ограничение мощности и закон Беца, что они, вроде, противоречат моим выкладкам...

У меня получилось вот что. 

Характеристики водохода

Размеры подводной части корпуса: 15x3x1 метр (учитывается только мидель). Скорость течения - 0,5 м/с. Площадь лопаток колеса, постоянно находящихся в воде - 6 кв метров. Cx корпуса 0,2, Cx колеса - 1. Скорость 0,3 м/с,  полезная мощность - 300. 

Но посмотрел внимательнее, оказывается, не противоречат. По моим расчетам, при площади 6 кв метров и скорости 0,5 м/с колеса дают аж целых 300 Вт полезной мощности, а по вашим утверждениям получается только 20. Где я ошибся... Не может быть же водоход эффективнее, чем разрешает закон Беца? А все дело в том, что при движении против течения скорость течения складывается со скоростью водохода. В результате общая скорость оказывается больше, и от этого несколько возрастает мощность. Конечно вечного двигателя не получится, и тяга при увеличении скорости уменьшается, но этот эффект несколько улучшает результат. Причем если почитать мощность потока воды, с учетом собственного движения водохода, а потом умножить на КПД из вашей статьи, то получается столько же, сколько у меня. При этом когда я считал, то не знал о законе Беца и у меня был совсем другой подход. Если результаты одинаковые, то значит в этом что-то есть... 

 

Предлагаю обсудить все способы сделать водоход более быстроходным. Может сможем придумать что-то новое. У меня есть некоторые идеи, как улучшить схему Кулибина, хотя, кажется, сработают не все. Кому-нибудь интересно? 

[maxab]

Предлагаю обсудить все способы сделать водоход более быстроходным. Может сможем придумать что-то новое. У меня есть некоторые идеи, как улучшить схему Кулибина, хотя, кажется, сработают не все. Кому-нибудь интересно? 

Коллега, наука механика против...

[loky1109]

Больше колёс?

[Эрнесто де Сырно]

Коллега, наука механика против...

Я в этом не уверен. 

Больше колёс?

Думаю, надо идти именно по этому пути. И надо как-то усовершенствовать колеса. Возможно стоит поставить вместо колес винты, но я пока не придумал, как их считать. 

Уже упоминалось о двух значимых проблемах водохода - неприлично большие размеры колес. А это большой вес и связанные с этим ограничения, а так же очень нехорошая ветровая нагрузка. Надо как-то обходить их. Предлагаю использовать что-то типа гусеницы, только с плавучими якорями, привязанными к тракам. При движении по нижней части гусеницы плавучий якорь раскрывается и улавливает течение, при движении по верхней - складывается под собственными весом для уменьшения парусности. 

[sanitareugen]

Принципиально возможно, технически реализуемо, экономичеки провально. В допаровую эпоху проигрывает бурлакам и коноводным судам, в паровую пароходам и паровым туерам.

[loky1109]

Уже упоминалось о двух значимых проблемах водохода - неприлично большие размеры колес. А это большой вес и связанные с этим ограничения, а так же очень нехорошая ветровая нагрузка.

Ветровую нагрузку обходим складывающимися в верхнем положении колёсами расположенными внутри корпуса судна. Даже возможно действительно гусеницы, но тут вопрос затенения лопастей друг другом.

[sanitareugen]

Впервые водные гусеницы были предложены в 1782 году, а реальная постройка осуществлена в первой половине XIX века

Не окупилось, фактически работала лишь одна лопасть гусеницы.

[loky1109]

Надо шире (длиннее?) разносить.

[sanitareugen]

А какая разница? Работает одна, остальные движутся вместе с потоком воды.

[loky1109]

Хм... Не вполне очевидно. Но если так, то надо отдельные колёса делать.

[Эрнесто де Сырно]

А какая разница? Работает одна, остальные движутся вместе с потоком воды.

Значит надо сделать три лопасти на всю гусеницу, но очень большие лопасти. Главный профит гусениц - лопасти двигаются параллельно течению и меньше дополнительных потерь на поднимание-опускание. И что-то мне показывает, что гусеницу можно сделать легче, чем колесо, при той же площади. 

[vashu1]

По моим расчетам, при площади 6 кв метров и скорости 0,5 м/с колеса дают аж целых 300 Вт полезной мощности, а по вашим утверждениям получается только 20. Где я ошибся... Не может быть же водоход эффективнее, чем разрешает закон Беца? А все дело в том, что при движении против течения скорость течения складывается со скоростью водохода. В результате общая скорость оказывается больше, и от этого несколько возрастает мощность. Конечно вечного двигателя не получится

 

20 Ватт на м2. Энергия 500 кг воды на 0.5 м/с / 0.3(кпд нижнебойного) Те с 6 м2 это 120 Вт.

В том то и дело что вечных двигателей не бывает. От того что судно само движется против течения и скорость "течения" возрастает нам хорошо не станет - вся эта дополнительная энергия уходит на преодоление сопротивления самих лопастей. Иначе водяные колеса бы выглядели как фрактал - маленькие колеса на колесе. Большое колесо движет маленькие, выход энергии с тех увеличивается, чудо!

Источником энергии является течение реки, по нему и считаем. Единственное увеличение которое тут действительно получается за счет движения судна против течения - благодаря движению через лопасти проходит больший объем воды, но разница ессно не 15 кратная, хотя в 2.5 раза возможно.

-

15x3x1 метр. это тонн 20-30, лошадь или 5-7 бурлаков. Это куда больше 120 Вт. 6 м2 подводной части колеса - это грубо 2 колеса 2 м шириной и десяток метров в диаметре(наполовину мы колесо не погрузим - центр будет работать плохо) - немаленькие такие колеса, при длине в 15 м. Узнать бы сколько примерно весят такие колеса...

Изменено 11 Sep 2018 пользователем vashu1

[Эрнесто де Сырно]

Серьезно подумал над вашими возражениями, еще раз проверил программу, и, как не странно, получил ваши же результаты, плюс-минус лапоть. 

От того что судно само движется против течения и скорость "течения" возрастает нам хорошо не станет - вся эта дополнительная энергия уходит на преодоление сопротивления самих лопастей.

Да, так оно и есть. Я считал полезную мощность двигателя без учета затрат на перемещение самих колес. В этом нет ничего плохого, така как это и есть та мощность, которая проходит через механизм, и в конечном результате она косвенно учитывается. Если посчитать мощность, которая расходуется только на движения судна без учета затрат на движение двигателя, то получается действительно 120 Вт. Действительно, не густо.

Это чем-то напоминает мнимую составляющую тока в электрических цепях. Ток есть, амперметр его показывает, провода от него нагреваются, но никакой полезной мощности он при этом не передает. В свое время у меня случился тяжелый когнитивный диссонанс из за этого. 

То есть, возможно, я немного неверно интерпретировал результаты расчетов, но на результате (скорости) это никак не сказалось. 

Однако, показатели скорости довольно быстро растут вместе со скоростью течения. При 2 м/с получаются уже 7 КВт полезной мощности (или 26 КВт полной). 

немаленькие такие колеса

И тут я с вами соглашусь. 

Узнать бы сколько примерно весят такие колеса...

В общем, чтобы сделать водоход работоспособным, надо придумать какой-то другой уловитель энергии течения вместо колес. У меня есть несколько идей, надо думать, какая из них лучше... 

[vashu1]

Однако, показатели скорости довольно быстро растут вместе со скоростью течения. При 2 м/с получаются уже 7 КВт полезной мощности (или 26 КВт полной). 

 

Ессно, там же куб. Только сопротивление воды тоже куб, так что рост скорости примерно линейный(имхо чуть быстрее линейного).

Изменено 11 Sep 2018 пользователем vashu1

[Эрнесто де Сырно]

Ессно, там же куб. Только сопротивление воды тоже куб, так что рост скорости примерно линейный(имхо чуть быстрее линейного).

Согласен. Даже спорить не о чем. 

Хотелось бы обсудить еще возможные способы сделать очень большие колеса. 

Еще одна идея, - это сделать те же гусеницы, только стреловидные. Для того, чтобы бороться с затенением одних лопаток другими. 

Еще можно вместо водяного колеса сделать один очень большой плавучий якорь, который сначала сбрасывать для улавливания течения, потом подвозить не специальной небольшой лодке. Плавучий якорь-парашют может обеспечить очень большую площадь при маленьком весе: его можно сделать из ткани. При этом он дает околонулевую ветровую нагрузку. Но придется тратить энергию на его подвоз. 

Но интуиция мне подсказывает, что лучший вариант - переход к винтам или другим механизмам, работающим по реактивному принципу (не торможением потока, а отбрасыванием потока). Эта схема кажется многообщеющей, но пока нет времени считать. 

[loky1109]

Еще одна идея, - это сделать те же гусеницы, только стреловидные.

    ><><><><>

Так? Те, что > шире и с прорезью в середине, те, что < уже и цельные.

[Эрнесто де Сырно]

Так? Те, что > шире и с прорезью в середине, те, что < уже и цельные.

Не совсем понял. Вообще, предлагал так.