viernes, 19 de abril de 2013


Consejos de Diseño

En el proceso de diseñar mis propios landsailers modelo en los últimos años he aprendido mucho y desarrollé unos cálculos que han demostrado ser útiles. A continuación encontrará una serie de mini-artículos sobre modelo de diseño landsailer, así como algunas herramientas de diseño de hoja de cálculo para realizar cálculos sencillos. En el interés de promover esta afición que estoy compartiendo estas herramientas y consejos con usted.
Siempre estoy tratando de mejorar y ampliar la información aquí así que si usted tiene alguna pregunta acerca de la información a continuación o algo que no está aquí, por favor envíeme un correo electrónico y estaremos encantados de hablar de ello, y tal vez la respuesta va a terminar en esta página

Cuestiones generales de diseño

Este artículo es un intento de describir el panorama del diseño del modelo. En general, hay dos mediciones principales de rendimiento del modelo, la aceleración y la velocidad máxima y la siguiente descripción explica que las variables del modelo afectan a estas dos características de rendimiento.

Aceleración

La aceleración es importante cuando hay que correr alrededor de un curso cuando tenga que cambiar de dirección y obtener el máximo de velocidad de cada ráfaga. La relación muy simple que determina la aceleración es Fuerza = masa x aceleración. Se dice que un cuerpo experimenta una fuerza tendrá una aceleración que es igual a la fuerza neta aplicada dividida por la masa del cuerpo. Esto significa que una forma de aumentar la aceleración modelo es que sea lo más ligero posible. Alternativamente, usted puede aumentar la fuerza neta, aumentando el impulso generado por la vela o disminuyendo el modelo de resistencia. El aumento de la vela de empuje se puede hacer mediante la mejora de la elevación de vela para arrastrar relación (como el uso de un mástil ala) o mediante el aumento de la superficie de la vela. Ya que se necesita más peso a transportar más área de la vela se puede ver que tiene que haber un equilibrio entre el peso del modelo y el área de la vela. La otra manera de aumentar la fuerza neta es reducir modelo de resistencia. En la práctica esto en no muy eficaz porque la fuerza de fricción es proporcional a la velocidad al cuadrado. Cuando la aceleración de baja velocidad estas fuerzas son pequeñas en comparación con el empuje vela y así arrastrar cuerpo no es muy importante para la aceleración. De hecho, si el modelo se está moviendo a favor del viento y aún no ha alcanzado la velocidad del viento una fuerza de arrastre cuerpo más grande puede en realidad aumentar la aceleración.
La conclusión es que la masa del modelo, navegar sustentación / resistencia ratio y área de la vela son las principales variables que influyen en la aceleración del modelo. La aceleración se puede mejorar sólo mediante el aumento de la relación sustentación / resistencia vela y el equilibrio de peso correctamente modelo con área de la vela.

Top Speed

La velocidad punta es importante cuando hay que correr en línea recta en un largo tramo de un curso. Cálculo de la velocidad máxima del modelo es más complicado que la aceleración, pero todavía podemos determinar los principales factores que influyen en ella. La velocidad máxima modelo se produce cuando la fuerza de empuje generada por la vela es igual a la fuerza de arrastre combinado de la vela, el cuerpo y las ruedas. Peso Modelo no tiene correlación directa con la velocidad máxima. En su lugar debemos considerar la sustentación / resistencia proporción de la vela, el área de la vela, la resistencia aerodinámica del cuerpo del modelo y el arrastre en las ruedas. Máxima velocidad puede ser incrementada mediante la mejora de la relación sustentación / resistencia vela, el aumento de la superficie de la vela y disminuyendo el modelo de resistencia. Debido a la superficie vélica aún debe ser equilibrada con la masa del modelo, una forma de aumentar la velocidad máxima es de llevar una gran vela y hacer que el modelo muy pesada, pero esto afectará negativamente a la aceleración y maniobrabilidad.
La mejor manera de aumentar la velocidad de la parte superior, además de mejorar el rendimiento de la vela, es para reducir la fricción mediante el uso de rodamientos de bolas de baja fricción en las ruedas y haciendo que el cuerpo delgado y aerodinámico para reducir la fricción.

Conclusiones

El aumento de la relación sustentación / resistencia de la vela aumenta la aceleración y la velocidad máxima del modelo, mientras que la superficie vélica y la masa modelo debe hacerse de manera armoniosa para un rendimiento óptimo. Además, la reducción del modelo de resistencia del cuerpo y las ruedas aumentará modelo de velocidad máxima, pero tiene poco efecto sobre la aceleración.
Landyacht Velocity Prediction Program

Descripción del Programa

El programa descrito aquí es una secuencia de comandos de Matlab que fue escrito para predecir la velocidad y la carga en un landyacht sobre la base de la configuración de yate, las condiciones del viento y la dirección del vehículo. Para ejecutar este archivo se necesita una versión de Matlab o tendrá que convertir el algoritmo a otro idioma, pero al menos puedes ver el archivo con WordPad. El algoritmo no hace suposiciones sobre el tamaño de la landyacht por lo que es válido para los modelos y los carros a vela tamaño completo igual. No tengo muchos datos para comparar los resultados pero parece que, al menos, estar en el camino correcto para predecir las velocidades de yates.
El programa funciona adivinando a continuación, y el ajuste de la velocidad del vehículo hasta que el empuje neto es cercana a cero (funcionamiento en estado estacionario, es decir, velocidad máxima) para todas las partidas posibles (0-180 grados) y de vela / ángulos de acabado del ala (0-60 grados ). A continuación, almacena la velocidad máxima para cada título que también satisface el criterio de que el vehículo no se puede mover de un tirón encima o deslice hacia los lados. También almacena la velocidad máxima posible cuando el deslizamiento y mover de un tirón se tienen en cuenta para que pueda ver lo cerca que su diseño es para lograr su máxima velocidad posible. Esta información se representa a continuación en un diagrama polar como la siguiente:
Ejemplo de Gráfico polar
La línea roja representa la velocidad máxima cuando volteo y deslizamiento son ignorados. La línea azul es la velocidad máxima del vehículo cuando se mueve de un tirón y el deslizamiento se toman en consideración. En este caso, el yate podría lograr mayores velocidades si se hiciera más pesado o si se hace uso de la fuerza hacia abajo. Un aspecto útil de este programa es que puede ser usado para predecir cuánto se requiere peso para evitar el deslizamiento y mover de un tirón para las condiciones del viento y configuraciones dadas yate. En base a esta información, el programa también puede calcular las cargas del vehículo va a experimentar para cualquier velocidad del viento, la velocidad del yate, ajuste rig y rumbo.
Para utilizar el programa para simular su propio yate sólo tiene que cambiar los parámetros de yates para que coincida con su propio diseño y ejecutar la secuencia de comandos de la velocidad del viento está interesado pulg Si usted hace uso de este programa en el diseño de un landyacht tamaño completo o un modelo, por favor, envíe sus comentarios a info@rclandsailing.com junto con los datos reales que hay que comparar con las predicciones.Si usted no tiene acceso a Matlab, voy a ser feliz para ejecutar el script para usted si usted me proporcione los parámetros necesarios yate.
Para descargar la secuencia de comandos, pulsar en el enlace de abajo y "guardar como"
Richard Loftin del viento Ruedas Online Journal Landsailing ha traducido esta secuencia de comandos en un programa Java que cualquier persona puede ejecutar. Para verlo en acción , haga clic aquí .
John Horstkamp, ​​estudiante de la George Mason University, ha traducido el guión de un programa que se puede ejecutar en cualquier máquina Windows. Para descargar el archivo comprimido, haga clic aquí .
TEMAS DE DISEÑO RIG

Experimentos mástil del ala

He construido varios mástiles laterales para el LS-3 y LS-4 plataformas. El ala es de construcción similar a un ala de avión modelo con ligeras modificaciones en el borde de salida que permite una ranura de vela. El esqueleto del ala de balsa y tilo se muestra a continuación.
Esqueleto de mástil ala
El armazón de madera se cubre entonces con MONOKOTE aviones película termorretráctil cubre para formar la superficie. Esta construcción es muy ligero, muy resistente y relativamente barato.
En condiciones de viento ligero (menos de 15 mph), una pequeña vela se une con el LS-3 sistema de ranuras cambio rápido. En condiciones de viento más pesados ​​que la vela se elimina y el ala por sí solo puede ser utilizada para alimentar el modelo. Aunque esta configuración es más rápido que la vela aparejo de tormenta es mucho más sensible y por lo tanto más difícil de navegar.
LS-3 con mástil Wing
La plataforma resultante supera notablemente la plataforma estándar de alcanzar velocidades de 30 a 40% mayor que el mástil rectangular con vela de mylar. Para ver los datos detallados de ver el velocímetro sección.
La observación más interesante que he hecho hasta ahora es que el espesor del ala y se estrecha no tendrá ningún efecto notable en el rendimiento del ala. La única variable importante parece ser la superficie de las alas que tiene que estar equilibrada con el momento correcto modelo. Con esto en mente, la LS-3 mástiles ala ha sido diseñado para proporcionar energía suficiente por sí misma en una brisa de 20 mph. En condiciones más claras de la adición de la vela de mylar aumenta el poder de equipo de perforación de modo que la plataforma de ala puede superar a la población de mástil y la vela en todas las condiciones de viento. El LS-3 en ahora disponible con una opción de mástil de ala para un pequeño aumento en el coste, y el mástil ala es estándar en el LS-4 .

Navega herramienta de diseño

Esta hoja de cálculo está destinado a hacer de la vela un poco más rápido. Toma algunos insumos, como la longitud del grátil y el ángulo de ataque, y calcula la superficie vélica, la ubicación del centro de esfuerzo y hace un dibujo sencillo de lo que la vela se verá así. Yo lo uso para correr rápidamente a través de unos planes diferentes de vela antes de empezar a cortar. Debido a que los materiales son relativamente baratos, que es una buena idea para construir unas velas para diferentes condiciones de viento como el windsurf hacen.
Las muestras de diferentes Sails

Vela Escala Fórmula

En este artículo se desarrolla una ecuación para determinar un factor de escala apropiado para hacer una vela más grande o más pequeño que una vela existente que ya se sabe que funciona bien en un rango particular de las condiciones del viento. Esto está diseñado para realizar varias velas para su uso en el mismo barco. Puede no ser válida para estimar la escala de vela adecuado entre las diferentes embarcaciones. Las ecuaciones presentadas asumen una forma de la vela triangular que se escala de tal manera que la relación de aspecto se mantiene de una vela a la siguiente, aunque este mismo enfoque podría utilizarse para derivar las leyes de escala para las velas de forma diferente también.
Digamos que usted ya tiene una vela que funciona muy bien en el modelo de 10 mph vientos y quiere hacer una forma similar vela más pequeña de 20 vientos del mph (Por supuesto, el viento es variable, por lo que cuando se habla de 10 a 20 mph vientos, lo que se quiere decir es las condiciones de viento con una velocidad promedio de cerca de ese nivel). Para lograr este objetivo, será necesario reducir el tamaño de la vela lo suficiente para que la nueva vela genera la misma cantidad de momento de escora de 20 mph vientos que el viejo hizo en 10 vientos del mph. Pero, ¿cuánto más pequeño debe hacerlo? Cambio del tamaño de la vela hace que el yate más adecuado para más o menos viento por dos razones. En primer lugar, el tamaño de la vela afecta a la superficie de la vela, que regula la magnitud de las fuerzas generadas por la vela. En segundo lugar, el tamaño de la vela también afecta a la ubicación del centro de la vela del esfuerzo, que regula el efecto que tendrá la fuerza de la vela en el yate. Debido a que el centro de los cambios de esfuerzo, la etapa de mástil también tendrá que ser cambiado ya sea hacia adelante o hacia atrás para mantener el equilibrio del timón adecuada. Otro resultado de este efecto es que, dado que una vela más pequeña tendrá un centro de esfuerzo, puede generar mayores fuerzas antes de exceder el máximo momento de escora estable yates. Esto significa que más de empuje puede ser generada antes del yate punta, que es una de las razones por las que la velocidad yate aumenta a medida que aumenta la velocidad del viento.
La ecuación de escala
Variables:
S - vela factor de escala desea calcular (escala de cada dimensión vela)
R - coeficiente de la nueva velocidad de viento de diseño con el viejo diseño de la velocidad del viento (en este ejemplo R = 20mph/10mph = 2)
La siguiente es una ecuación de escalado para una forma de la vela triangular (clic aquí para la derivación):
S = R ^ (-2 / 3)
Cuando trazó esta función es la siguiente:
Parcela de la ecuación de escalado
También hay una hoja de excel que llevará a cabo este cálculo para usted: haga clic aquí.
Ejemplo
A continuación se presenta un ejemplo de cómo utilizar esta fórmula. Aunque en este ejemplo, la fórmula se utiliza para escalar hacia abajo, sino que también se puede utilizar para ampliar. Supongamos que ya tiene una vela que funciona bien en 10 mph vientos con las siguientes dimensiones:
Dimensiones vela originales:
Foot (triángulo base "b") = 10 en
Leach (triángulo de altura "h") = 50 en
Zona "A" = 250 pulgadas cuadradas
Ahora usted decide que le gustaría hacer una nueva vela que va a generar un momento de escora similar en 20 vientos del mph. La variable "R" es 20 mph mph/10 para R = 2. Usando las ecuaciones o parcelas de más arriba, cuando R = 2, S = 0,63. Ahora multiplicamos las dimensiones originales de vela por "S" para las nuevas dimensiones:
Nuevas dimensiones de vela a escala:
Foot (triángulo base "b") = 10 in x 0.63 = 6.3 en
Leach (triángulo de altura "h") = 50 in x 0.63 = 31.5 en
Zona "A" = 99 pulgadas cuadradas
Si bien este método no tiene en cuenta las diferencias de curvatura del mástil, el número de Reynolds y otros efectos secundarios, se debe proporcionar una buena estimación para escalar hacia arriba o hacia abajo desde una configuración existente vela. Una vez que la carlinga se vuelve a colocar correctamente, esta nueva vela debe comportarse de manera similar en 20 mph igual que el original en 10 vientos del mph.

¿Por Landsailers ¿No tiene Jibs

Parece que todos los marineros de agua blanda que se comunique me pregunta por qué mis modelos no tienen horcas.
Para entender la diferencia entre la vela y el agua blanda landsailing debe pensar en trabajar en un nuevo reino de la velocidad en que el efecto del viento aparente realidad excede el viento real. Debido a que la resistencia al movimiento de avance es tan pequeño en un landsailer, llegará rápidamente la velocidad del viento a casi cualquier punto de la vela que no sea de proa al viento. En ese momento la velocidad del vehículo aumentará en mayor medida en el efecto combinado del viento real añadido al viento aparente. Esto hace que sea posible alcanzar velocidades de más de 3 veces la velocidad del viento! Esto significa que una vez en marcha, un landsailer (incluso un modelo) es esencialmente va contra el viento, no importa lo que es el ángulo con el viento real.
A estas altas velocidades y ángulos de ataque bajos un solo aparejo de la vela es muy superior a un aparejo de la vela de múltiples debido a que puede generar una elevación superior a la relación de arrastre de múltiples velas.Es por eso que nunca verá un yate moderno terreno con una pluma (ver http / / www.nalsa.org/ ) o un biplano para el caso. El mismo razonamiento se aplica para los modelos. Cuando usted está navegando un monocasco estos efectos no son evidentes debido a los límites de velocidad del casco, pero no tienen que ir 60 mph para ver este efecto. Si alguna vez has navegado en un moderno catamarán de playa se sabe que en un tramo de ceñida un foque es a menudo un obstáculo por lo que los gatos de más rápido utilizar una sola ala, como vela mayor para el trabajo contra el viento y la vela alcance retractable para el trabajo a favor del viento.
Espero que esta explicación satisface cualquiera de urgencias para tratar un brazo en su yate tierra. Aunque me gusta y animo a experimentar con nuevas plataformas y configuraciones para mejorar el rendimiento del modelo es una prueba que se ha hecho muchas veces antes. ¿Por qué no probar un ala vez!

Sistema Mástil LS

Ya he oído unas cuantas preguntas acerca de mi lado con resorte mantiene que he proporcionado una breve descripción a continuación.
El lado con resorte permanece en sí son un sistema relativamente simple de líneas y bandas de goma resistentes a la fatiga que permiten la vela se incline hacia sotavento. Mediante el ajuste de la pre-tensión en el sistema, la cantidad de mástil esquemática inclinacióninclinación se puede ajustar. Una ventaja de este sistema es que en ráfagas repentinas, la vela se inclina al viento de sotavento y, naturalmente, los derrames para evitar la zozobra. Usted puede pensar en esto como la reducción de la superficie de la vela eficaz. Esto se ilustra en la figura adjunta. A medida que el mástil se inclina más de un ángulo theta, el área de la vela efectiva se convierte en el área de la vela real multiplicado por el coseno del ángulo.
Como resultado, he encontrado que el rendimiento del modelo es también muy dependiente de la tensión de perforación. En concreto, el modelo es mucho más rápido cuando la vela se inclina a sotavento. Este comportamiento es mucho más difícil de explicar, pero lo intentaré.
Estas cifras tratan de mostrar la diferencia en los vectores del flujo de aire sobre la vela para una configuración vertical e inclinada.
navegar fuerzas verticalesfuerzas de vela que se inclinan
Con la vela vertical, el aire es forzado a fluir aproximadamente paralelo al pujamen de la vela de modo que las fuerzas resultantes sobre el modelo son a sotavento (lo que provoca deslizamiento) y hacia adelante (para causar la aceleración hacia adelante).
Cuando la vela se inclina a sotavento, el aire fluye hacia arriba y a sotavento (paralela al mástil). Eso da lugar a dos fuerzas hacia abajo y hacia barlovento que no estaban presentes cuando el mástil era verticales. Esta fuerza adicional a barlovento (que contrarresta la fuerza de sotavento y mejora el equilibrio) podría explicar el mejor desempeño de la plataforma inclinada.
TEMAS DE DISEÑO DE LA PLATAFORMA

Selección de rueda (uretano Inline Skate Ruedas vs espuma ruedas avión RC)

También he probado los dos tipos de ruedas y hay tres razones principales que me siento ruedas de uretano son mejores que las ruedas de espuma de avión para landsailers modelo.
  1. Ruedas de uretano están equipados con cojinetes de bolas y ruedas planas de espuma no se han traducido en reducción de la fricción de las ruedas de patines en línea.
  2. Fuerza de tracción-fricción es una función tanto de peso y el coeficiente de fricción. Ambos tienen valores más grandes para ruedas de uretano (especialmente suaves) que para las ruedas de avión de espuma y que reduce el deslizamiento lateral.
  3. Deja de pensar como un marinero de agua blanda! Como un marinero catamarán sé qué gran ventaja de velocidad que es reducir el peso del barco, pero eso es debido a que la cantidad de agua desplazada por los cascos, y por lo tanto la fricción, es proporcional al peso del barco. Para una landsailer con rodamientos de bolas, de arrastrar no es una fuerte función de peso y por lo que si usted puede agregar un poco de peso al final de la barra, entonces aumenta el momento correcto y puede llevar a una vela más grande. Todavía existe la desventaja de reducido ligeramente la aceleración del vehículo, pero en mi experiencia, que no tiene mucho efecto en un landsailer que ya poseen una gran aceleración.
Y ahora, gracias a la creciente popularidad de pie scooters ruedas de uretano con un diámetro de 125 mm y aún más grandes ya están disponibles.
Si usted está planeando en comprar ruedas de patines en línea Recomiendo las ofertas de liquidación enwww.skatepro.com

Selección de rodamientos

Hay muchos grados de rodamientos para ruedas de patines y yo hemos probado varios para determinar el impacto de dar calidad a la velocidad del modelo. Delrin gama cojinetes de la calidad de ABEC 1 a ABEC 3, 5 y 7 con ABEC 1 es la más lenta y más barato (alrededor de $ 1 cada uno) y 7 el más rápido y el más caro (alrededor de $ 2.50 cada uno). También existen rodamientos cerámicos disponibles que son aún más rápido y más caro ($ 5 o más cada uno).
Cuando se utiliza en patines en línea o patinetas se puede observar grandes diferencias en el rendimiento del rodamiento, ya que cada conjunto de cojinetes está apoyando 20-40 libras. En un modelo de landsailer cada conjunto de cojinetes de soporte alrededor de 1-2 libras. Esta pequeña carga hace que las ventajas de los "mejores" cojinetes mucho más pequeñas.
Para probar los efectos de la calidad de la velocidad que lleva el modelo de dos idénticos LS-3 's se aceleró. Uno fue equipado con ABEC 1 de y el otro con ABEC 7 de. El resultado fue que el LS-3 equipado con ABEC 7 ha tenido una ligera ventaja en condiciones de viento 5-8 mph aunque era apenas perceptible. En vientos de más de alrededor de 8 mph se pudo observar ninguna diferencia.
Estos resultados llevan a la conclusión de que los rodamientos de alta calidad pueden ser ligeramente ventajosa para las carreras, pero no tienen tanto efecto en la velocidad como otras características tales como vigas, mástil y vela de configuración.

Centro óptima de la Misa

En esta sección se describe la mejor forma de posicionar el peso en el modelo con el fin de contrarrestar la fuerza del viento sobre la vela. Este enfoque no tiene en cuenta el efecto de la distribución del peso en la balanza de modelo y vibraciones que también debe ser considerado.
En un landsailer, como con cualquier vehículo impulsado por viento, es beneficioso para minimizar el peso global para aumentar la aceleración. Por supuesto, se necesita un poco de peso para contrarrestar la fuerza del viento que trata de voltear el vehículo. ¿Cómo este peso se distribuye determina cuánto momento correcto (lo que le impide mover de un tirón) que tiene por unidad de masa. El objetivo es maximizar el momento correcto por unidad de masa para que usted obtenga el mayor beneficio por el peso que llevas. En los diseños LS peso total se reduce al mínimo primero y luego la mayoría del peso del modelo se concentra en la zona que produce el momento más de enderezamiento.
Hay dos métodos para determinar la distribución óptima del peso y ambas conducen a la misma conclusión. A continuación se describen dos métodos.
Los resultados muestran que el mejor lugar para poner la mayor parte del peso del modelo es una medida de la popa como sea posible. Por otra parte, si usted se concentra el peso del modelo en los extremos de la viga trasera o en el centro, no debería haber poca diferencia, siempre y cuando el peso se equilibra lado a lado y es más posterior posible.
Enfoque de Energy-Work
Una manera de abordar este problema es decir que la plataforma tiene que hacer algún trabajo en la masa del vehículo para levantar la rueda de barlovento. Si el objetivo es evitar que esto ocurra, y luego levantando la rueda de barlovento una determinada cantidad debe requerir tanto trabajo como sea posible. Trabajo (o la energía) es igual a la fuerza por la distancia. En este caso, la fuerza es el peso del vehículo y la distancia es la altura que el peso se eleva fuera de la tierra.
momento correcto
Para maximizar la energía necesaria para levantar la rueda para un peso determinado modelo todo el peso debe ser puesto en el que se moverá la mayoría como la rueda proviene del suelo. Basado en la geometría de un 3 ruedas landsailer, esta distancia es más grande en la parte trasera del modelo cerca de la rueda de barlovento. Dado que el peso debe ser distribuido simétricamente para el equilibrio del vehículo, podemos considerar dos casos:
Si todo el peso (digamos 2 libras) se encuentra en el centro de la viga trasera, entonces el trabajo realizado es de 5 "x 2 libras = 10 pulgadas-libras en total.
Si hay dos pesos iguales (1 libra cada uno) ubicados en cada extremo de la viga trasera, entonces el trabajo total es de 10 "x 1 libra = 10 pulgadas-libras en total. La otra libra de peso no contribuye porque doesn ' t movimiento como el vehículo se inclina. El resultado será el mismo si los pesos de 1 libra están situados a cualquier distancia desde el centro, siempre y cuando son simétricas.
Así que, mientras el peso es más posterior que no hace ninguna diferencia lo distribuye a lo largo de la viga trasera, siempre y cuando sea simétrica.
Enfoque Moment
También podemos modelar la vela como ejerciendo un momento sobre el modelo que debe ser contrarrestada para mantener el modelo de mover de un tirón (o lo que obligó a dejar la vela). En este caso queremos maximizar el momento ejercido por el peso del modelo. Desde este momento es veces la distancia obligan desea que su peso en un lugar en el que está lejos de ser el punto de giro (la rueda trasera de sotavento).
Por ejemplo, supongamos que su haz es de 30 "de largo. Si pones 1 libras de lastre en cada extremo de la viga y luego como la rueda de barlovento levanta del suelo el peso en el extremo de sotavento no hace nada para contrarrestar la fuerza de la vela, ya que no se mueve . El peso en el extremo de barlovento que se levanta y mide 30 "desde el punto de rotación por lo que ejerce un momento de 30 pulgadas-libras (1 libra x 30") le impiden mover de un tirón.
momento correcto
Consideremos ahora si en lugar de 1 libra en cada extremo, se pone 2 libras en el centro de la viga. Cuando la rueda de barlovento levanta del suelo las 2 libras se mueven pero ahora el brazo de momento es sólo 15 "de largo y por lo que el momento total sigue siendo de 30 pulgadas-libras (£ 2 x 15").
Así que una vez más, siempre y cuando el peso es más posterior que no hace ninguna diferencia lo distribuye a lo largo de la viga trasera, siempre y cuando sea simétrica.

Cargas esperadas

Mediante el análisis del modo de fallo de un modelo de principios, yo era capaz de estimar la carga máxima que puede esperar la luz de carretera deberá soportar que luego se puede utilizar para tener una idea de lo fuerte que necesita para hacerlo.
En este caso, una balsa / tilo viga en I de material compuesto fracturado de la fuerza de la vela empujando hacia abajo sobre el mismo.
fracaso del haz
El viento soplaba a unos 20 kilómetros por hora cuando este rayo no justo delante de la carlinga. En base a las propiedades del material y la geometría de carga, me encontré con que la fuerza ejercida sobre el haz de la vela debe haber sido por lo menos 25 libras. El área de la vela que se utiliza era 250 en 2 . Así que suponiendo que esta fuerza se incrementa linealmente con la superficie de la vela (que es probablemente una buena aproximación) esto debe darle una idea aproximada de la cantidad de cargar el modelo debe ser compatible con una superficie vélica dada en 20 mph de viento.
Conclusión: Para tener una idea aproximada de la cantidad de cargar el haz se ve en una brisa de 20 mph, tome su superficie vélica en centímetros cuadrados y se divide por 10 para encontrar la carga esperada en libras.

Beam flexión

Esta hoja de cálculo es una ayuda en el diseño de las vigas de la viga principal, viga trasera y las secciones transversales del mástil. Se ayuda a calcular la flexión de una viga de madera simple para una situación de carga dado y puede ser modificado para trabajar para estructuras más complejas y diferentes materiales.

Experimentos Velocímetro

He estado trabajando en un sistema para medir con mayor precisión la velocidad del modelo. Para refinar la medición, he comprado un velocímetro de la bicicleta y se sujeta a una de las ruedas traseras, como se ve en las fotos adjuntas.
configuración del velocímetro
Este velocímetro es un modelo ciclómetro avoceta 15 que fue elegido por su capacidad de ser programado para circunferencias de las ruedas tan pequeñas como 100 mm que elimina la necesidad de convertir la velocidad de la pantalla leyó. Este modelo también cuenta con una función de la velocidad máxima que se requiere de un modelo si desea ver lo rápido que iba.
El sistema es relativamente barato y fácil de ensamblar, pero los resultados iniciales fueron decepcionantes. El velocímetro alcanzó un límite a 11.2 kilómetros por hora, y era incapaz de medir las velocidades más altas en las ruedas de 80mm. Dado que la posición del sensor recomendada es de 3 "del eje con una medición de la velocidad máxima de 75 mph, y en el modelo al que se montó aproximadamente 1" desde el eje, la velocidad máxima esperada es de aproximadamente 25 mph. Esto sugiere que había un problema / alineación montaje que necesitaba ser corregido antes de que pudiera hacerse una medición de la velocidad exacta.
configuración del velocímetro
El imán se vuelve a montar en una rueda de uretano 110mm más grande y la velocidad máxima se incrementó a 15 mph, pero no funciona a velocidades más altas como se puede ver en la figura siguiente.
Los resultados preliminares se muestran aquí para el LS-3 con la vela estándar (rosa) y con el mástil del ala del desarrollo (azul), aunque no hay datos se ha tomado aún en vientos más cerca de 9 mph. El eje horizontal representa la velocidad del viento y el eje vertical es la velocidad del modelo. Como se puede ver el LS-3 supera la velocidad del viento en un 50-100%, e incluso puede hacer mejor en vientos más fuertes. Las curvas de velocidad se caen a velocidades más altas debido a que el indicador de velocidad actualmente no es capaz de medir velocidades mayores de 15 mph.
Velocidad del modelo vs diagrama velocidad del viento

La generación de la fuerza hacia abajo con la viga trasera

Tradicionalmente, en cualquier vehículo vela la única fuerza que se utiliza para contrarrestar la vela y evitar que el vehículo es mover de un tirón sobre peso. Una alternativa es la de generar una fuerza aerodinámica (fuerza hacia abajo) para contrarrestar la vela. En la mayoría de los vehículos de vela de la velocidad del aire, simplemente no es lo suficientemente grande como para generar fácilmente una cantidad significativa de la fuerza, sino en un modelo landsailer velocidad del viento aparente puede llegar fácilmente a dos veces la velocidad del viento. Esto hace que sea posible el uso de viga trasera de el modelo para generar una fuerza hacia abajo apreciable (aproximadamente 1/4 a 1/3 del peso del modelo). Esto se puede lograr haciendo que la viga trasera en la forma de una superficie de sustentación asimétrica. El inconveniente es que una superficie de sustentación asimétrica crea más resistencia que una lámina simétrica de igual tamaño.
Para determinar si los beneficios de este diseño son mayores que la resistencia adicional que el rendimiento de laLS-4 diseño prototipo fue simulado para una viga trasera simétrica y una fuerza hacia abajo la generación de haz asimétrico. El diagrama polar de la velocidad del vehículo en función del ángulo del viento se muestra a continuación para ambos diseños en una brisa de 20 mph. El resultado es que el diseño asimétrico, que se muestra en azul, es ligeramente más rápida (aproximadamente 1 mph) que el diseño simétrico para la mayoría de los puntos de la vela. Ambos diseños se prevé que alcance una velocidad de 28 mph con el mástil ala sola en la brisa 20 mph.
por la fuerza parcela
Durante unas pruebas iniciales sobre el prototipo LS-4 esta técnica parece tener algunos grandes beneficios. El resultado es un modelo mucho más estable sin efecto notable en la velocidad de la parte superior. Esto es posible porque el ligero aumento en la resistencia del aire es compensada por el hecho de que el modelo puede llevar con seguridad más superficie vélica y utilizar más del poder existente para generar más empuje sin voltear.

Localizando el centro de resistencia lateral

La resistencia lateral es la fuerza o fuerzas que se oponen al movimiento hacia los lados en un yate (tierra o de otra manera). Es importante saber dónde está el centro de resistencia lateral es lo que se puede colocar el centro de la vela del esfuerzo de cerca para controlar el timón (la tendencia de la embarcación a su vez contra el viento o hacia abajo lejos del viento cuando deje de dirección) . En el caso de un barco, la resistencia lateral es proporcionada por el casco y las láminas (es decir, timón de dirección y el centro del tablero). En un landyacht, la fricción entre las ruedas y el suelo proporciona la resistencia lateral. El centro de resistencia lateral (CLR) es el punto a lo largo de la longitud del yate donde, si usted lo empuja hacia un lado, que se desliza hacia los lados sin girar. También puede pensar en este momento como el lugar donde toda la fuerza de resistencia lateral estaría actuando fuera sólo una sola fuerza, en lugar de fuerzas en varias ruedas diferentes. Para localizar el origen del CLR está en su yate, la puso en el suelo y empujar hacia un lado con el dedo. Busque el lugar donde el barco no gira mientras la presiona. Resulta que en un landyacht, bajo (es decir, no acelerada) condiciones estáticas, el centro de resistencia lateral será el mismo que el centro de gravedad (CG), siempre que el coeficiente de fricción de las ruedas delantera y trasera es la misma . La siguiente figura muestra la fuerza y ​​el momento ecuaciones estáticas para un landyacht.  
resistencia diagrama de cuerpo libre lateral
Estas ecuaciones muestran que el CLR y el CG son los mismos, siempre y cuando la fricción es el mismo para toda la rueda. Si la fricción en una de las ruedas es mayor que en el otro, a continuación, el CLR se desplazará hacia la rueda con la fricción superior. Una vez que comience la navegación, las fuerzas de la vela tendrá un efecto sobre el peso soportado por cada rueda, que también cambiará el CLR ligeramente. Es por ello que la determinación estática del CLR sólo puede ser lo suficientemente bueno para una primera pista sobre dónde colocar su vela de timón correcta. Después de eso, es probable que tenga que experimentar un poco para encontrar la posición que le da el timón que quieres.  

Optimización de longitud / anchura de momento máximo Righting

La relación longitud-anchura (L / W) de un landyacht tres ruedas afecta al momento correcto disponible para mantener el yate de mover de un tirón. Esto es debido a que el brazo de momento (la distancia desde el centro de gravedad (CG) a la línea sobre la que el yate de escora gira) cambia a medida que la relación L / W cambios.La siguiente figura muestra esto.  
diagrama de momentos adrizantes

La distancia "d" en esta figura es el brazo de momento y como se puede ver, ya que el barco se pone muy largo (L / W -> infinito) d se acerca la mitad de la anchura del eje trasero (w / 2). A medida que el barco se hace muy corto (L / W -> 0), d se acerca a cero. Esta relación se muestra en el siguiente diagrama adimensional.  
enderezamiento momento trama
El gráfico muestra que para los pequeños L / W proporciones, el brazo de palanca de adrizamiento aumenta rápidamente y luego se estabiliza. En base a este análisis, se podría pensar que cuanto más tiempo haga su yate, el mejor, aunque la mayor parte del beneficio se tiene una vez que llegue a L / W = 1,5. También muestra que a medida que el centro de gravedad se mueve hacia atrás, los aumentos momento de enderezamiento. Sin embargo, el argumento anterior supone que el CG se puede mover de forma independiente de la longitud del yate, pero en realidad el centro de gravedad se mueve hacia adelante a medida que aumenta la longitud. Exactamente lo mucho que la CG se mueve depende del diseño específico del yate. Para cuantificar esta relación, el LS-3 diseño fue elegido para determinar la relación entre la longitud aproximadamente y posición del CG. La siguiente figura muestra el brazo de momento normalizado (d / w) cuando nos cuenta la relación entre la longitud y posición del CG (basado en el LS-3 del diseño).  
enderezamiento momento trama
Esto muestra una imagen más realista de lo que está sucediendo como las L / W cambios de relación. Ahora se puede ver que el brazo de momento máximo de enderezamiento se llega a una proporción de aproximadamente 0,8 a 1,3 L / W. Sin embargo, L / W proporciones iguales o menos de 1 tienen un comportamiento indeseable debido a la estabilidad antero-posterior se convierte en un problema cuando la rueda de barlovento comienza a levantarse del suelo. Un buen compromiso es una relación L / W alrededor de 1.3 a 1.5, que es un valor comúnmente visto en carros a vela a escala completa y modelos por igual. De hecho, las reglas de clase IRCSSA, cuando al máximo, dan lugar a L / W proporciones de 01.03 a 01.05.  
Más por venir pronto ... Y si hay un aspecto del diseño del modelo que le gustaría discutir, por favor enviarnos tus http://www.rclandsailing.com/design.html

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