以前、あるメーカーのパワーボートの展示会に行きました
その船は船底の形 正確には ハル横のチャインの形状が特殊でした
その特徴をアピールする為、小さな模型でチャインの型のカットモデルに
水が掛かる仕組みのデモが有りました
大きな水道の蛇口の下に 上からチャインの方をした部品が吊ってあり
水が当たるとそのパーツがどの様に動くかを確認できる物です
前に書いたスプーンをぶら下げて 水道の水に当てると スプーンは中央部に引
かれる(引き込まれる)実験と同じです
そう、ヨットは何故風上に進めるかシリーズです
このデモでは 翼状の片側(凸)にしか水は当たっていません
(当然、反対側(凹)は船体の中を想定していますので)
それでもパーツは水の中に引き込まれていきます
スプーンで試しても同様でスプーンの凸にだけ水を当ててもスプーンは引き込ま
れていきます
セールは 面と裏のカーブで空気が流れる速度が違うから長い距離(下)で浮力
が発生し揚力として下へ引かれ、結果として船は上れる(進める)との暗黙の
(?)掟(?)が有ります
たいていの本にはそう書いてありますし、たいていの人は言います
風洞実験ですが 空気が左で剥離し再付着してますしかし 空気は離れて(直線状に)行きたいのですから 翼と空気間で負圧が発生しますね
しかし 実際のセールでは飛行機の翼の様な断面ではありません
つまり セールの裏と面は同じ距離です
(1枚の布(?)で作られていますので当然ですね)
人によっては上(凹)には空気がたまり直線状の形(上から見ると弓の引かれていな
い状態)で上と下では距離が変わる(下が長くなる)との事ですが
これは上のテルテールを見れば 風は絶えず流れている、しかもセールに沿ってと、言うことが判ります
詰まり 同じカーブの表と裏を空気が流れても 同じ速さです
(もっとも 飛行機の翼でも 上と下では形状が違いますが、流れる空気の速さは
同じで最初に上と下に分かれ空気は翼の後端で合流はしないらしいです
上のほうが距離が長いのでその分遅れます
つまり、この理由では浮力は働きません(別の理由で発生はする)
翼の上と下を通る空気が後端で合流すると言う前提で言われていた理論です
何故、合流しなければならないのか?
特に合流する必要もありませんね
遠い距離を通ってこれば当然遅れますね
(加速させる方法もありますよ=ラムエアーやオリフィスで入り口より出口を小さ
くする方法です・・・・これはこれで ジブとメインの関係、そう、スロットル効
果ですね)
話は戻って つまり セールは翼断面形状ではありません
また、カーブさえあれば 引かれる力(揚力=浮力)は発生します
上に風を当てるのは このカーブを理想的な形に作る為と言ってもいい気がします
(本当は 上からの風も勿論推力に役立ちますが ランニング時みたいに これだ
けでは効率的に船は進みません=押される力は 大したことが無い(?)、同じ面
積のブレーキを立てているのと同じですね(違うかな?)
それでは何故、揚力が発生するのでしょう?
それは「剥離効果」だと思います
空気は セールに沿っていちど外側に膨らみます(下側での話)
そのまま空気は直線的にセールから離れたいのですが
膨らんだ(ドラフト)後は、リーチに近づくに従いセールとの隙間(間隔)が出来ま
す
空気は直線的に離れたいのですが、この隙間には空気がありません
空気が左から右へ流れているのをイメージしてください
その中央になだらかな山があるとします
空気は山に沿って上昇します
やがて山の頂上で 障害物が無くなり右へ流れます
しかし 空気ははじめから山の頂上の高さにも吹いています
つかり、ここでは 初めから頂上より上を流れてきた空気と
山すそを伝わり上昇気流と化した空気が合流します
ここで一時的に気圧が高くなります(密度が上がります)
この空気の塊は頂上を越えても下へ下がる必要はありません
頂上の高度を維持したまま左へ行こうとします
すると 左斜面では空気が薄くなります(あくまでもなだらかな山をイメージして
くださいね、そして 前からとか後ろからとかは今は考えないで)
ここは低気圧となりますね
詰まり気圧が下がり この場合はしょうがないから上空の空気を呼んで(下がって
もらい)つじつまを合わせます(下降気流ですね)
さて、話をセールに戻すと セールは地面ではないので
空気の塊の大きさに比べて 遥かに小さいセール(セーリングボート)は逆に引き
上げられてしまいます 地面が持ち上げられてしまうのです
これが セールにおける揚力ではないでしょうか?
風がセールを伝って流れていく時に ドラフト部で遠回(ラフとリーチの直線より)
りした空気は戻りたくないのでセールがこっちに来なさいと呼んでいるのです
また、この平面(セール)から流体(空気)が離れる時には負圧が発生します
テーブルに置いた下敷きは勢い良く剥がそうとすると抵抗が有りますね
(ゆっくりなら 空気が入り込み大したことは無いですが)
これが負圧ですね この隙間が真空(に、近く)なるためテーブルを持ち上げよう
としてしまう力です このテーブルもセール つまり マストを経由した船体です
ね
これらが合わされ 大きな揚力となり セールボートは風に対し90度の力が(こ
の辺は論理的では無いが)発生する事になる
セールの開き具合に関係なく 風に対し90度である
(但し、開きすぎ、引き込みすぎは セールのカーブが出来ないので 理想なカー
ブを作れる角度は限られている)
真の風(0度)に対し 45度で上っているとき
ブームをキールに対し5度だけ出して(リーチは220度を向いている=45-5+180)
風に対し同じく40度で受けたとすると130度の方向に引かれる力が発生する
この時、キールは45度を向いている
つまり キールに直角な角度は135度である
この状態で130度に力をかけると
(125度で力が掛かるとキールに垂直なので船は真横に傾くだけで進まない)
この5度のずれが・・・・つまりバウ方向への推力となるのである
この場合 キールが5度を向いている時270度方向から押すと(NNEに近い方向)
船は進みます キールが0度なら進みません
このわずかなずれが上りぎりぎりでの船の特徴、性能となりばらつくのですね
と、言うわけで 私的には 完全版 何故上るかシーリーズでした
信じられない方は スプーンの変わりに 丸いボール等を水道に当てて実験してみ
てください 片側だけ有れば良い事が判ると思います
つまり翼断面形状は必要が無い・・・セールでは出来ないし
と、理解できると思います
★球状の物を吊って水流に片側だけ当てれば球体は水流の中心に向かって引き込まれます
ウェザーヘルムも理解できます
ドラフトの位置もつじつまが合います
アウトホール等のトリムもつじつまが合います
もっとこの理論(思い込み)は翼断面による浮力の生じる理由の違いに特化しています
ヨットが風に向かって上れるのは もっと大きな 迎え角(仰角)が有るからです
風に対して45度で上った場合メインを引き込ん状態でを35度くらいが風に対しての仰角になるのではないかと思います(ピークからラフの平均)
つまり風に対して仰角35度を持ってキールでがんばってます
スピード0では仰角が幾らあっても(無くても)風に押され後戻りですが
キールがありその方向へは進めないようになっています
仕方が無いからキールの下側へ落とされて進んでいくのではないでしょうか
これでぐっすり眠れます(って・・・何時も寝てますが)
突然復活した思い込みです
反論、異論大歓迎です(お手柔らかにお願いしますが・・・)
スプーンの片面だけに水を当てれば吸い込まれる
これは事実です
圧力差(?)は水が無い方が低いに決まっています
速度(?)片側だけですので差はないです
迎え角(?)先端ではマイナス方向です
関係ないけど
ピンポン玉を蛇口の下にして水を流すと水流の中を漂いますが
これは周りの圧力が均一で 水流の中央へ押しやり 下側で乱水流(渦巻き)が出来て押し上げてるのです トリムが旨く出来ていない時は(テルテールがバウを向いていたりしてる時)こんな感じでしょうか?
その船は船底の形 正確には ハル横のチャインの形状が特殊でした
その特徴をアピールする為、小さな模型でチャインの型のカットモデルに
水が掛かる仕組みのデモが有りました
大きな水道の蛇口の下に 上からチャインの方をした部品が吊ってあり
水が当たるとそのパーツがどの様に動くかを確認できる物です
前に書いたスプーンをぶら下げて 水道の水に当てると スプーンは中央部に引
かれる(引き込まれる)実験と同じです
そう、ヨットは何故風上に進めるかシリーズです
このデモでは 翼状の片側(凸)にしか水は当たっていません
(当然、反対側(凹)は船体の中を想定していますので)
それでもパーツは水の中に引き込まれていきます
スプーンで試しても同様でスプーンの凸にだけ水を当ててもスプーンは引き込ま
れていきます
セールは 面と裏のカーブで空気が流れる速度が違うから長い距離(下)で浮力
が発生し揚力として下へ引かれ、結果として船は上れる(進める)との暗黙の
(?)掟(?)が有ります
たいていの本にはそう書いてありますし、たいていの人は言います
風洞実験ですが 空気が左で剥離し再付着してますしかし 空気は離れて(直線状に)行きたいのですから 翼と空気間で負圧が発生しますね
しかし 実際のセールでは飛行機の翼の様な断面ではありません
つまり セールの裏と面は同じ距離です
(1枚の布(?)で作られていますので当然ですね)
人によっては上(凹)には空気がたまり直線状の形(上から見ると弓の引かれていな
い状態)で上と下では距離が変わる(下が長くなる)との事ですが
これは上のテルテールを見れば 風は絶えず流れている、しかもセールに沿ってと、言うことが判ります
詰まり 同じカーブの表と裏を空気が流れても 同じ速さです
(もっとも 飛行機の翼でも 上と下では形状が違いますが、流れる空気の速さは
同じで最初に上と下に分かれ空気は翼の後端で合流はしないらしいです
上のほうが距離が長いのでその分遅れます
つまり、この理由では浮力は働きません(別の理由で発生はする)
翼の上と下を通る空気が後端で合流すると言う前提で言われていた理論です
何故、合流しなければならないのか?
特に合流する必要もありませんね
遠い距離を通ってこれば当然遅れますね
(加速させる方法もありますよ=ラムエアーやオリフィスで入り口より出口を小さ
くする方法です・・・・これはこれで ジブとメインの関係、そう、スロットル効
果ですね)
話は戻って つまり セールは翼断面形状ではありません
また、カーブさえあれば 引かれる力(揚力=浮力)は発生します
上に風を当てるのは このカーブを理想的な形に作る為と言ってもいい気がします
(本当は 上からの風も勿論推力に役立ちますが ランニング時みたいに これだ
けでは効率的に船は進みません=押される力は 大したことが無い(?)、同じ面
積のブレーキを立てているのと同じですね(違うかな?)
それでは何故、揚力が発生するのでしょう?
それは「剥離効果」だと思います
空気は セールに沿っていちど外側に膨らみます(下側での話)
そのまま空気は直線的にセールから離れたいのですが
膨らんだ(ドラフト)後は、リーチに近づくに従いセールとの隙間(間隔)が出来ま
す
空気は直線的に離れたいのですが、この隙間には空気がありません
空気が左から右へ流れているのをイメージしてください
その中央になだらかな山があるとします
空気は山に沿って上昇します
やがて山の頂上で 障害物が無くなり右へ流れます
しかし 空気ははじめから山の頂上の高さにも吹いています
つかり、ここでは 初めから頂上より上を流れてきた空気と
山すそを伝わり上昇気流と化した空気が合流します
ここで一時的に気圧が高くなります(密度が上がります)
この空気の塊は頂上を越えても下へ下がる必要はありません
頂上の高度を維持したまま左へ行こうとします
すると 左斜面では空気が薄くなります(あくまでもなだらかな山をイメージして
くださいね、そして 前からとか後ろからとかは今は考えないで)
ここは低気圧となりますね
詰まり気圧が下がり この場合はしょうがないから上空の空気を呼んで(下がって
もらい)つじつまを合わせます(下降気流ですね)
さて、話をセールに戻すと セールは地面ではないので
空気の塊の大きさに比べて 遥かに小さいセール(セーリングボート)は逆に引き
上げられてしまいます 地面が持ち上げられてしまうのです
これが セールにおける揚力ではないでしょうか?
風がセールを伝って流れていく時に ドラフト部で遠回(ラフとリーチの直線より)
りした空気は戻りたくないのでセールがこっちに来なさいと呼んでいるのです
また、この平面(セール)から流体(空気)が離れる時には負圧が発生します
テーブルに置いた下敷きは勢い良く剥がそうとすると抵抗が有りますね
(ゆっくりなら 空気が入り込み大したことは無いですが)
これが負圧ですね この隙間が真空(に、近く)なるためテーブルを持ち上げよう
としてしまう力です このテーブルもセール つまり マストを経由した船体です
ね
これらが合わされ 大きな揚力となり セールボートは風に対し90度の力が(こ
の辺は論理的では無いが)発生する事になる
セールの開き具合に関係なく 風に対し90度である
(但し、開きすぎ、引き込みすぎは セールのカーブが出来ないので 理想なカー
ブを作れる角度は限られている)
真の風(0度)に対し 45度で上っているとき
ブームをキールに対し5度だけ出して(リーチは220度を向いている=45-5+180)
風に対し同じく40度で受けたとすると130度の方向に引かれる力が発生する
この時、キールは45度を向いている
つまり キールに直角な角度は135度である
この状態で130度に力をかけると
(125度で力が掛かるとキールに垂直なので船は真横に傾くだけで進まない)
この5度のずれが・・・・つまりバウ方向への推力となるのである
この場合 キールが5度を向いている時270度方向から押すと(NNEに近い方向)
船は進みます キールが0度なら進みません
このわずかなずれが上りぎりぎりでの船の特徴、性能となりばらつくのですね
と、言うわけで 私的には 完全版 何故上るかシーリーズでした
信じられない方は スプーンの変わりに 丸いボール等を水道に当てて実験してみ
てください 片側だけ有れば良い事が判ると思います
つまり翼断面形状は必要が無い・・・セールでは出来ないし
と、理解できると思います
★球状の物を吊って水流に片側だけ当てれば球体は水流の中心に向かって引き込まれます
ウェザーヘルムも理解できます
ドラフトの位置もつじつまが合います
アウトホール等のトリムもつじつまが合います
もっとこの理論(思い込み)は翼断面による浮力の生じる理由の違いに特化しています
ヨットが風に向かって上れるのは もっと大きな 迎え角(仰角)が有るからです
風に対して45度で上った場合メインを引き込ん状態でを35度くらいが風に対しての仰角になるのではないかと思います(ピークからラフの平均)
つまり風に対して仰角35度を持ってキールでがんばってます
スピード0では仰角が幾らあっても(無くても)風に押され後戻りですが
キールがありその方向へは進めないようになっています
仕方が無いからキールの下側へ落とされて進んでいくのではないでしょうか
これでぐっすり眠れます(って・・・何時も寝てますが)
突然復活した思い込みです
反論、異論大歓迎です(お手柔らかにお願いしますが・・・)
スプーンの片面だけに水を当てれば吸い込まれる
これは事実です
圧力差(?)は水が無い方が低いに決まっています
速度(?)片側だけですので差はないです
迎え角(?)先端ではマイナス方向です
関係ないけど
ピンポン玉を蛇口の下にして水を流すと水流の中を漂いますが
これは周りの圧力が均一で 水流の中央へ押しやり 下側で乱水流(渦巻き)が出来て押し上げてるのです トリムが旨く出来ていない時は(テルテールがバウを向いていたりしてる時)こんな感じでしょうか?