RU2104898C1

RU2104898C1 - Surfing with fin

Info

Publication number: RU2104898C1
Application number: RU95120999A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Лордкипанидзе; М.Я. Мизина; И.М. Баранов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Форма"
Priority date: 1995-12-09
Filing date: 1995-12-09
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: shipbuilding; surfings with fins. SUBSTANCE: surfing is provided with fin mounted on its bottom and made in form of profile having symmetrical shape in section and arbitrary shape in plan. Hull of surfing is provided with through vent hole located at distance from fin not exceeding 1/2 of length of root chord of fin. Profile of fin in section has sharp leading edge and blunt trailing edge. Maximum thickness of profile of fin section is located at distance equal to 0.5-1.0 of chord length of respective section. EFFECT: stability at high speeds in case of sea motions. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов проектирования серфингов, оборудованных плавниками. The invention relates to the field of shipbuilding and relates to the design of surfers equipped with fins.

Особое внимание при создании серфингов уделяется вопросу проектирования их плавников, поскольку на практике возникает проблема одновременного удовлетворения требованиям гидродинамики и прочности. Указанная проблема особенно остро встает при проектировании плавников серфингов, предназначенных для слалома, то есть движения с высокими скоростями по поверхности воды при наличии волнения. Движение серфинга в таких условиях сопровождается его отрывом от водной поверхности, что приводит к частичному или полному оголению плавника и большим ударным нагрузкам на нем при входе в воду. Particular attention when creating surfers is given to the design of their fins, since in practice there is a problem of simultaneously meeting the requirements of hydrodynamics and strength. This problem is especially acute when designing surf fins designed for slalom, that is, movements with high speeds on the surface of the water in the presence of excitement. The movement of surfing under such conditions is accompanied by its separation from the water surface, which leads to partial or complete exposure of the fin and large shock loads on it when entering the water.

Известны серфинги, оборудованные плавниками, имеющими различную форму в плане, а в качестве профиля для таких плавником использованы, как правило, стандартные симметричные "авиационные" профили со скругленной передней и острой задней кромкой (см. FUN & FUNCTION MAGAZIN, N1-4, 1992)
Известен также серфинг с плавником повышенной эффективности, которая обеспечивается за счет двух крыльев, расположенных на нижней кромке плавника (PCT 85/03237, A 63 C 15/05, см. ИСМ, 1986, N3, с.10). Благодаря этим крыльям достигается увеличение боковой силы на плавнике при движении с дрейфом (скольжением) - прототип.Surfers equipped with fins having different shapes in plan are known, and as a profile for such fins, as a rule, standard symmetrical "aviation" profiles with a rounded front and sharp trailing edges are used (see FUN & FUNCTION MAGAZIN, N1-4, 1992 )
Surfing with a fin of increased efficiency is also known, which is provided by two wings located on the lower edge of the fin (PCT 85/03237, A 63 C 15/05, see ISM, 1986, N3, p.10). Thanks to these wings, an increase in lateral force on the fin is achieved when moving with drift (gliding) - a prototype.

Профили известных плавников серфингов, обеспечивая широкий диапазон углов безударного обтекания и имея относительно низкое профильное сопротивление, не обладают достаточной прочностью для слаломного режима движения. Поэтому для слалома используются профили с большими относительными толщинами (

= C/b ≥ 0,1). Но такие профили приводят к раннему развитию кавитации, что крайне нежелательно.Profiles of well-known surf fins, providing a wide range of angles of shockless flow around and having a relatively low profile resistance, do not have sufficient strength for slalom mode of movement. Therefore, for slalom, profiles with large relative thicknesses are used (

= C / b ≥ 0.1). But such profiles lead to the early development of cavitation, which is extremely undesirable.

Известный серфинг не обладает достаточной стабильностью и устойчивостью движения при перемещении с высокой скоростью по поверхности воды, а также на волнении. При волнении, когда плавник оказывается близким к свободной поверхности воды или пересекает ее, может произойти прорыв атмосферного воздуха на засасывающую поверхность плавника. Это явление приводит к скачкообразному изменению величины и знака боковой гидродинамической силы на плавнике. Этот эффект тем сильнее, чем выше относительная толщина профиля. Изменение знака силы на плавнике приводит в потере устойчивости серфинга и его опрокидыванию. Known surfing does not have sufficient stability and stability when moving at high speed on the surface of the water, as well as on waves. During waves, when the fin is close to the free surface of the water or crosses it, a breakthrough of atmospheric air may occur on the suction surface of the fin. This phenomenon leads to an abrupt change in the magnitude and sign of the lateral hydrodynamic force on the fin. This effect is stronger the higher the relative thickness of the profile. A change in the sign of strength on the fin results in the loss of stability of the surf and its capsizing.

Задачей заявляемого изобретения является повышение устойчивости и стабильности движения серфинга на высоких хода и в условиях волнения на поверхности акватории путем улучшения гидродинамических и прочностных характеристик его плавника. The task of the invention is to increase the stability and stability of the movement of surfing at high speeds and under conditions of waves on the surface of the water area by improving the hydrodynamic and strength characteristics of its fin.

Для этого у известного серфинга, оборудованного плавником, размещенным в кормовой части днища корпуса серфинга, имеющим симметричную форму профиля в сечении и произвольную форму в плане, в корпусе серфинга за плавником, на расстоянии не превышающем половины длины корневой хорды плавника, выполнено сквозное вентиляционное отверстие, при этом профиль плавника в сечении имеет острую переднюю и тупую заднюю кромки. Причем наибольшая толщина профиля расположена от его передней кромки на расстоянии, равном 0,5 - 1,0 длины хорды соответствующего сечения. For this purpose, a well-known surf equipped with a fin located in the aft part of the bottom of the surf body, having a symmetrical profile in cross section and an arbitrary shape in plan, in the body of the surf behind the fin, at a distance not exceeding half the length of the root chord of the fin, has a through ventilation hole, wherein the fin profile in cross section has a sharp leading and blunt trailing edge. Moreover, the greatest thickness of the profile is located from its front edge at a distance equal to 0.5 - 1.0 of the chord length of the corresponding section.

Возникающая за плавником, благодаря наличию тупой задней кромки, каверна вентилируется атмосферным воздухом, и вследствие этого достигается близость значений коэффициентов профильного сопротивления предлагаемого профиля и стандартного плавнообтекаемого профиля, а устойчивость вентиляции каверны атмосферным воздухом, при полном замыве кормовой части днища серфинга, обеспечивается вентиляционным отверстием в корпусе. Большая площадь сечения профиля с тупой задней кромкой, по сравнению с равным по толщине и хорде плавнообтекаемым профилем, обеспечивает повышение прочностных характеристик плавника. The cavity arising behind the fin, due to the presence of a blunt trailing edge, is ventilated with atmospheric air, and as a result, the closeness of the profile resistance coefficients of the proposed profile and the standard smooth streamlined profile is achieved, and the cavity ventilation stability with atmospheric air, when the aft part of the surfboard is completely closed, is provided by a ventilation hole in case. A large cross-sectional area of the profile with a blunt trailing edge, compared with a smoothly streamlined profile, equal in thickness and chord, provides an increase in the strength characteristics of the fin.

Использование профиля плавника, выполненного с заострением в направлении передней кромки, наличие острой передней кромки и расположение максимальной толщины профиля на расстоянии 0,5-1.0 хорды от носика способствует улучшению кавитационных характеристик, обеспечивает отдаление развития паровых каверн и отрыва потока и, как следствие, снижение сопротивления профиля. The use of a fin profile made with a sharpening in the direction of the leading edge, the presence of a sharp leading edge and the location of the maximum thickness of the profile at a distance of 0.5-1.0 chords from the nose helps to improve cavitation characteristics, ensures the development of steam caverns and flow separation is distant and, as a result, reduction resistance profile.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 приведен серфинг с плавником, на фиг.2 - профиль сечения плавника и на фиг.3 - сравнительные графики зависимости гидродинамической боковой силы Z, действующей на плавник, от угла дрейфа (скольжения) β : для плавника со стандартным профилем - кривая 1, а для плавника с предлагаемым профилем - кривая 2. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. Figure 1 shows surfing with fin, figure 2 shows the profile of the cross section of the fin, and figure 3 shows comparative plots of the hydrodynamic lateral force Z acting on the fin versus the drift (slip) angle β: for fin with a standard profile, curve 1, and for the fin with the proposed profile - curve 2.

На днище корпуса 1 серфинга (фиг. 1) в кормовой части установлен плавник 2, за которым на расстоянии, не превышающем 1/2 длины корневой хорды плавника, в корпусе серфинга выполнено сквозное вентиляционное отверстие 3. On the bottom of the body 1 of the surf (Fig. 1) in the aft part there is a fin 2, beyond which at a distance not exceeding 1/2 the length of the root chord of the fin, a through ventilation hole 3 is made in the body of the surf.

Симметричный профиль плавника в сечении выполнен с заострением в направлении передней кромки, имеет острую переднюю кромку 4 и тупую заднюю кромку 5 (фиг. 2). Наибольшая толщина профиля расположена на расстоянии равном 0,5-1,0 длины хорды профиля от передней кромки 4. The symmetric profile of the fin in cross section is made with a sharpness in the direction of the leading edge, has a sharp leading edge 4 and a blunt trailing edge 5 (Fig. 2). The greatest thickness of the profile is located at a distance of 0.5-1.0 lengths of the chord of the profile from the leading edge 4.

При движении серфинга в условиях волнения, когда плавник пересекает свободную поверхность или происходит прорыв атмосферного воздуха на засасывающую поверхность, предложенная профилировка плавника обеспечивает уменьшение боковой гидродинамической силы на профиле без изменения ее знака (см. фиг. 3). When surfing in waves, when the fin crosses a free surface or breakthrough of atmospheric air to a suction surface, the proposed profiling of the fin provides a decrease in lateral hydrodynamic force on the profile without changing its sign (see Fig. 3).

Обобщенные результаты расчетных и экспериментальных исследований, приведенные в виде кривых зависимости боковой гидродинамической силы Z, действующей на плавник при движении серфинга с углом дрейфа β , наглядно показывают, что у серфинга по предлагаемому техническому решению скачкообразного изменения знака боковой силы не происходит (кривая 2), в отличие от плавников со стандартной "авиационной" профилировокой (кривая 1). The generalized results of computational and experimental studies, presented in the form of curves of the dependence of the lateral hydrodynamic force Z acting on the fin when surfing with a drift angle β, clearly show that surfing according to the proposed technical solution does not abruptly change the sign of the lateral force (curve 2), unlike fins with standard “aviation” profiling (curve 1).

Таким образом, предлагаемая конструкция серфинга и плавника позволяет повысить устойчивость и стабильность серфинга с высокими скоростями и в условиях волнения, а также обеспечить необходимые прочностные характеристики плавника. Thus, the proposed design of surfing and fin allows you to increase the stability and stability of surfing with high speeds and in conditions of excitement, as well as provide the necessary strength characteristics of the fin.

Claims

Surfing equipped with a fin located on its bottom in the aft part, having a symmetrical sectional profile shape and an arbitrary plan shape, characterized in that through the body of the surf, behind the fin, a through ventilation is made at a distance not exceeding 1/2 the length of the root chord of the fin the hole, and the fin profile in cross section has a sharp leading edge and a blunt trailing edge, with the largest thickness of the fin section profile being located from its leading edge at a distance equal to 0.5 1.0 of the chord length of the corresponding cross section i.