SU1723570A1 - Способ имитации момента аэродинамической силы парусного вооружени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам реализации условий тренировки  хтсменов на берегу. Цель изобретени  - приближение условий имитации момента аэродинамической силы парусного вооружени  к реальным . При формировании момента аэродинамической силы корпус 1 парусного судна закрепл ют на вертикальной оси 2 тренажера с возможностью его вращени  в горизонтальной плоскости вокруг этой оси, причем ось 2 проходит через центр бокового сопротивлени  корпуса 1. Один конец гибкой т ги 7 направл ют по нормали к хорде паруса и закрепл ют на дополнительном рангоуте 3 посредством шарнира 6 в точке, соответствующей центру парусности парусного вооружени , другой конец соедин ют с нагружающим устройством 9, затем относительно неподвижного основани  тренажера задают скорость ветра и его направление относительно базового направлени , измер ют курсовой угол между продольной осью корпуса 1 и базовым направлением, измер ют угол установки гика 4 относительно продольной плоскости корпуса, определ ют угол атаки парусного вооружени  и коэффициент аэродинамической силы, после чего формируют равнодействующей аэродинамической силе. 1 ил. со с

Description

-Изобретение относитс  к способам реализации условий тренировки  хтсменов на берегу.

В естественных услови х на наветренной и подветренной сторонах парусного вооружени  образуютс  области повышенного и пониженного давлени . Эта разность давлений приводит к по влению системы сил. Равнодействующа  аэродинамическа  сила F приложена в центре парусности парусного вооружени , расположенном на рассто нии Н от оси мачты парусного судна (от места креплени  передней шкаторины паруса). Равнодействующа  конкретного паруса направлена по нормали к хорде паруса и зависит от скорости ветра V и угла атаки, а Определ етс  равнодействующа  аэродинамическа  сила по формуле

F C( a)-V2-S-0,0625,(1)

где S -площадь паруса;

С( а ) - коэффициент равнодействующей аэродинамической силы.

На борту парусного судна при его равномерном движении спортсмен силу F ни через такелаж, ни непосредственно не ощущает .

Сила F на плече Н образует вращательный момент силы вокруг оси мачты

M F-H.(2)

Этот момент реализуетс  на горизонтальном рангоуте парусного судна, восприVI ю со ел VI

о

нимаетс  и уравновешиваетс  мышечными усили ми спортсмена через бегущий такелаж (гика-шкоты) либо непосредственно - при управлении виндсерфером. Одной из задач спортсмена при управлении парус- ным судном  вл етс  правильна  оценка величины и направлени  силы F по величине момента М, углу атаки аи углу его установки (углу установки гика относительно продольной плоскости). Это необходимо дл  того, чтобы, измен   угол атаки и угол установки гика, полезную составл ющую равнодействующей аэродинамической силы (силу т ги) сделать максимальной.

Известен способ имитации момента равнодействующей аэродинамической силы при помощи искусственного ветрового потока , создаваемого осевым вентил тором.

Недостатком данного способа следует считать необходимость в специальном доста- точно большом помещении, а также то, что вентил тор создает поток воздуха вформе вихр , что не соответствует струйному обтеканию воздушным потоком передней части парусного вооружени  в естественных услови х.

Известен способ имитации момента аэродинамической силы на рангоуте парусного судна, в котором нагрузку на рангоуте (гике) создают в форме силы, которую формируют с помощью мышечных усилий тренера и через рычаг нагрузочного устройства, блок и две гибкие т ги прикладывают к концам гика. При этом точка креплени  мачты на корпусе парусного судна лежит на оси вращени  корпуса относительно неподвижного основани  тренажера.

Однако, этот способ обладает р дом недостатков .

Цель изобретени  - приближение условий имитации момента аэродинамической силы парусного вооружени  к реальным.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что корпус парусного судна устанавливают на неподвижном основании тренажера с возможностью его вращени  вокруг вер- тикальной оси и передают имитируемую аэродинамическую нагрузку от нагружающего устройства на основной рангоут парусного судна посредством гибкой т ги, при этом один конец гибкой т ги направл ют по нормали к хорде паруса и закрепл ют на дополнительном рангоуте посредством шарнира в точке, соответствующей центру парусности парусного вооружени , другой конец гибкой т ги соедин ют с нагружаю- щим устройством, причем дополнительным рангоутом соедин ют свободный конец гика и верхний конец мачты, затем задают скорость ветра относительно неподвижного

основани  тренажера и направление ветра относительно базового направлени , измер ют курсовой угол (р между продольной плоскостью корпуса парусного судна и базовым направлением, измер ют угол у установки гика относительно продольной плоскости корпуса, определ ют угол атаки а парусного вооружени  по формуле а ty - p-y, после чего определ ют равнодействующую аэродинамическую силу с учетом коэффициента аэродинамической силы дл  конкретного типа паруса и формируют нагружающим устройством аэродинамическую нагрузку, пропорциональную этой силе , причем вертикальна  ось, вокруг которой имеет возможность вращатьс  корпус парусного судна, проходит через центр бокового сопротивлени  корпуса.

Устройство реализующее предлагаемый способ, изображено на чертеже.

Устройство содержит корпус 1 парусного судна, вертикальную ось 2, дополнительный рангоут 3, гик 4, мачту 5, шарнир 6, гибкую т гу 7, направл ющий блок 8, нагружающее устройство 9, задатчик 10 скорости ветра, задатчик 11 направлени  ветра, датчик 12 угла разворота корпуса парусного судна относительно неподвижного основани , датчик 13 угла установки гика относительно корпуса парусного судна, сумматор 14, блок 15 нелинейности, блок 16 возведени  в квадрат, блок 17 умножени  и усилитель 18 мощности;

Предлагаемый способ осуществл етс  следующим образом.

Корпус 1 парусного судна, например виндсерфера, закрепл ют на неподвижном основании тренажера с возможностью его вращени  вокруг оси 2, проход щей через центр бокового сопротивлени  корпуса судна . Рангоут 3 выполн ют, например, в форме острого угла, конец длинной стороны которого соедин ют со свободным концом гика 4, а конец короткой закрепл ют на верхнем конце мачты 5. Вершину угла размещают в центре парусности и в ней закрепл ют шарнир 6, к которому присоедин ют один конец гибкой т ги 7. Другой конец гибкой т ги через систему направл ющих блоков 8 соедин ют с нагружающим устройством 9. В качестве нагружающего устройства может быть применен реверсивный управл ющий электропривод.

Затем задают задатчиком 10 относительно неподвижного основани  тренажера скорость ветра, а задатчиком 11 - его направление относительно базового направлени  - угол ip ; измер ют датчиком 12 курсовой угол р - угол разворота корпуса

паруснсго судна относительно базового направлени ; измер ют датчиком 13 угол установки гика относительно корпуса - угол у определ ют в сумматоре 14 угол атаки парусного вооружени  относительно направ- лени  ветра по формуле ; определ ют в блоке 15 коэффициент аэродинамической силы С( а) по пол ре конкретного паруса; определ ют с помощью блоков 16 и 17 равнодействующую аэро- динамической силы по формуле (1); формируют усилителем 18 пропорционально равнодействующей аэродинамической силе управл ющий ток реверсивного управл ющего электропривода; электро- приводом на втором конце гибкой т ги 7 формируют нагружающую силу, пропорциональную равнодействующей аэродинамической силе, котора  гибкой т гой передаетс  на дополнительный ренгоутЗ в центре парусности парусного вооружени ; в результате на рангоуте реализуют момент, имитирующий момент аэродинамической силы, равный (2).

Расположение точки креплени  гибкой т ги на шарнире к дополнительному рангоуту выше конца мачты обеспечивает свободный разворот рангоута вокруг точки приложени  силы либо его разворот вокруг оси мачты.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ имитации момента аэродинамической силы парусного вооружени , заключающийс  в установке корпуса парусного судна на неподвижном основании тренаже- ра с возможностью вращени  его вокруг

   вертикальной оси и передаче аэродинамической нагрузки от нагружающего устройства на основной рангоут парусного судна посредством гибкой т ги, отличающий- с   тем, что, с целью приближени  условий имитации момента аэродинамической силы парусного вооружени  к реальным, один конец гибкой т ги направл ют по нормали к хорде паруса и закрепл ют на дополнительном рангоуте посредством шарнира в точке, соответствующей центру парусности парусного вооружени , другой конец гибкой т ги соедин ют с нагружающим устройством, при этом дополнительным рангоутом соедин ют свободный конец гика и верхний конец мачты, затем задают скорость ветра относительно неподвижного основани  тренажера и направление VBeTPa относительно базового направлени , измер ют курсовой угол (р между продольной плоскостью корпуса парусного судна и базовым направлением, измер ют угол у установки гика относительно продольной плоскости корпуса парусного судна, определ ют угол атаки а парусного вооружени  по формуле ip - (f - у .после чего определ ют равнодействующую аэродинамическую силу с учетом коэффициента аэродинамической силы дл  конкретного типа паруса и формируют нагружающим устройством нагрузку, пропорциональную этой силе, причем вертикальна  ось, вокруг которой имеет возможность вращатьс  корпус парусного судна, проходит через центр бокового сопротивлени  корпуса.

   ЯТЯТТЯТтТЯ