Максимальная скорость буера

[EUgeneUS]

Из обсуждения скорости парусных судов родилась забавная задачка. Так сказать, на реальных данных.

Про буер известно, что при ветре галфинд (истинный ветер перпендикулярен курсу судна) скорость буера в восемь раз больше скорости (истинного) ветра.
1. Какую максимальную скорость сможет развить буер?
2. Какая максимальную скорость сваливания по ветру сможет развить буер?

Под скоростью сваливания по ветру понимается средняя скорость, при среднем перемещении направленном вдоль направления (истинного) ветра.

[EUgeneUS]

После ознакомления с книгой практика. Видимо правильно говорить:
"Оценить какую..." далее по тексту в обоих пунктах.

[EUgeneUS]

Не вызвала интереса задача...

(Ответы)

1) $V_{max} = v \sqrt{k^2 +1} \approx 8.06$
2) $\tilde{V} = v\frac{\sqrt{k^2 +1} + 1}{2} \approx 4.53$
где $k$ - отношение скорости буера и скорости ветра при ветре дующем перпендикулярно курсу; $v$ - скорость ветра

[SergeyM1972]

Не совсем понятно, что именно написано в "Ответах". так что, получается, что если выпустить воздушных шарик, летящий по ветру, с буера, то буер сможет его потом догнать?

[EUgeneUS]

SergeyM1972 в сообщении #1551818 писал(а):

Не совсем понятно, что именно написано в "Ответах". так что, получается, что если выпустить воздушных шарик, летящий по ветру, с буера, то буер сможет его потом догнать?

Да, именно так.

[SergeyM1972]

А 4.53 - это во столько раз буер сможет двигаться со "скоростью сваливания по ветру" быстрее ветра. Т.е. между А и В 400 км, ветер дует 100 км/ч, буер из А в В доедет менее чем за час?

[Breghnev]

EUgeneUS в сообщении #1551820 писал(а):

Да, именно так.

А если не буер, а парусное судно? Сможет двигаться по воде быстрее ветра?

[EUgeneUS]

SergeyM1972 в сообщении #1551825 писал(а):

А 4.53 - это во столько раз буер сможет двигаться со "скоростью сваливания по ветру" быстрее ветра. Т.е. между А и В 400 км, ветер дует 100 км/ч, буер из А в В доедет менее чем за час?

В общем и целом - да. Но числа для примера выбраны неудачно. 400 км/ч вряд ли какой-то реальный буер поедет и не сломается.

-- 04.04.2022, 15:24 --

Breghnev в сообщении #1551826 писал(а):

А если не буер, а парусное судно? Сможет двигаться по воде быстрее ветра?

Не любое.
И важно понимать, если судно идет фордевиндом (ветер дует почти точно в корму), то никаких чудес не будет. Ни буер, ни парусное судно не сможет двигаться быстрее ветра. "Чудеса" происходят на курсах бакштаг.

[SergeyM1972]

Спасибо за разъяснения. Очень удивительный результат! Прямо никак не могу поверить в это. Используя движение потока обгонять сам поток! Мир очень загадочен.

[DimaM]

Breghnev в сообщении #1551826 писал(а):

А если не буер, а парусное судно? Сможет двигаться по воде быстрее ветра?

Сможет. При скорости ветра 30 узлов максимальная скорость Hydroptere была 61 узел.

[EUgeneUS]

DimaM в сообщении #1551879 писал(а):

Сможет
. При скорости ветра 30 узлов максимальная скорость Hydroptere была 61 узел.

Это не совсем та скорость.
61 узел - это максимальная скорость. Она достигается при движении под неким углом к ветру.
В задаче спрашивается о скорости "сваливалия вдоль ветра". То есть судно идет некими оптимальными галсами, со средней скоростью, направленной вдоль ветра.Может ли она быть больше скорости ветра?
Для буера - может. Для водоизмещяюших судов - вряд ли (насколько помню, обсуждение в изначальной теме). Для судов с подводными крыльями (к которым относится этот тримаран), наверное, возможно, но для очень качественных.

[Breghnev]

DimaM в сообщении #1551879 писал(а):

Breghnev в сообщении #1551826 писал(а):

А если не буер, а парусное судно? Сможет двигаться по воде быстрее ветра?

Сможет. При скорости ветра 30 узлов максимальная скорость Hydroptere была 61 узел.

В данном случае судно набрало такую скорость не в направлении ветра, а под углом к нему. Вопрос в предельной величине составляющей скорости, совпадающей по направлению с ветром. Мы знаем про сухопутную машину с пропеллером, разгоняющуюся в направлении ветра быстрее ветра только за счёт него (используя механическую связь между пропеллером и колёсами, вращение которых в итоге и приводит в движение машину). Сейчас EUgeneUS утверждает, что буер тоже способен по твёрдой поверхности обогнать ветер (не просто превысить его скорость, а сваливаться по ветру быстрее ветра). Может ли парусное судно на воде добиться того же?

[EUgeneUS]

Breghnev в сообщении #1551889 писал(а):

Может ли парусное судно на воде добиться того же?

Скорее всего может. Под оптимальным галсом такие суда, как описанный выше тримаран, движутся со скоростью в два раза больше скорости ветра.
Вряд ли оптимальный галс имеет направление 60 и более градусов к направлению ветра. А значит, проекция скорости судна на направление ветра будет больше скорости ветра.

[GraNiNi]

Аналогичная ситуация возникает у водных лыжников, когда их буксирует катер на длинном тросе (фале) а они огибают буйки.
Катер движется со стандартной постоянной скоростью 57 км/час, а лыжники описывают синусоиду и при этом их максимальная скорость может существенно превышать скорость буксирующего катера - 80 км/час и более.

[Breghnev]

EUgeneUS в сообщении #1551893 писал(а):

Под оптимальным галсом такие суда, как описанный выше тримаран, движутся со скоростью в два раза больше скорости ветра.

Здесь ведь речь вновь идёт о линейной скорости, а не о скорости в направлении ветра, верно?

EUgeneUS в сообщении #1551893 писал(а):

Вряд ли оптимальный галс имеет направление 60 и более градусов к направлению ветра. А значит, проекция скорости судна на направление ветра будет больше скорости ветра.

Ну это, к сожалению, лишь догадки. При поверхностном анализе информации я не смог понять, какой курс судна позволяет набрать наибольшую линейную скорость, чтобы можно было исходя из этого оценить величину проекции на направление ветра.