Blackbird (наземная яхта) - Википедия - Blackbird (land yacht)

Смотрите также: Ветровая машина
Blackbird движение по ветру быстрее, чем ветер, о чем свидетельствуют ленты на транспортном средстве и флаг на земле, указывающие в противоположных направлениях.
Blackbird с обтекателями для повышения производительности.

Blackbird экспериментальный наземная яхта, построенный в 2010 году, чтобы продемонстрировать, что можно ветряная машина идти прямо по ветру быстрее ветра. В автомобиле используется ротор, соединенный с колесами, и в нем нет двигателя, аккумулятора или маховика.[1] Он был построен Риком Кавалларо и Джоном Бортоном из Sportvision, при поддержке Google и Joby Energy совместно с Государственный университет Сан-Хосе кафедра воздухоплавания.

В ходе испытаний, проведенных под контролем и признанных Североамериканской ассоциацией наземного парусного спорта в июле 2010 года, Кавалларо достиг скорости 27,7 миль в час (44,6 км / ч), двигаясь прямо по ветру при ветре 10 миль в час (16 км / ч): почти в три раза быстрее ветер.[2][3][4][5] В 2012, Blackbird также продемонстрировал плавание против ветра с удвоенной скоростью ветра.

Теория

Гаунаа, и другие. описать физику роторные автомобили. Они описывают два случая, один с точки зрения Земли, а другой с точки зрения воздушного потока, и приходят к одним и тем же выводам из обеих систем отсчета. Они приходят к выводу, что (помимо сил, препятствующих движению вперед):[6]

  • Теоретически не существует верхнего предела скорости движения винтокрылого аппарата прямо по ветру.
  • Точно так же не существует теоретического верхнего предела скорости, с которой летательный аппарат с несущим винтом может двигаться напрямую. подветренный.

Эти выводы справедливы как для наземных, так и для водных судов.

Для движения ветроэнергетических средств (плавсредств) необходимы:[6]

  • Две массы движутся относительно друг друга, например воздух (как ветер) и земля (земля или вода).
  • Возможность изменять скорость массы с помощью пропеллера или колеса.

В случае транспортного средства с приводом от ротора между ротором и колесами имеется приводная связь. В зависимости от системы координат - земная поверхность или же движение с воздушной массой - описание того, как доступно кинетическая энергия Мощность автомобиля отличается:[6]

  • Как видно с выгодной позиции земной шар (например, зрителем), ротор (действующий как ветряная турбина ) замедляет воздух и приводит колеса в движение по земле, которая незаметно ускоряется.
  • Как видно с выгодной позиции воздушный поток (например, у воздухоплавателя), колеса препятствуют транспортному средству -замедление землю незаметно - и приводить в движение ротор (действуя как пропеллер), который ускоряет воздух и движет автомобиль.

Соединение между колесами и ротором заставляет ротор вращаться быстрее с увеличением скорости транспортного средства, тем самым позволяя лопастям ротора продолжать получать подъемную силу от ветра (если смотреть с земли) или приводить в движение транспортное средство (если смотреть со стороны воздушный поток).[6]

История

В 2006 году после вирусных дебатов в Интернете, начатых Риком Кавалларо в качестве Логические,[2] была построена и снята сухопутная яхта с винтом, демонстрирующая, что можно плыть «мертвым» по ветру быстрее, чем ветер, только за счет силы имеющегося ветра.[7]

В 2009 году профессор Дрела из Массачусетского технологического института разработал уравнения для такого устройства и пришел к выводу, что его можно построить «без особых трудностей».[8] Другие исследователи пришли к аналогичным выводам.[6]

В том же году после того, как их оспорили, что видео было подделкой, члены команды Рик Кавалларо и Джон Бортон из Sportvision, спонсируемые Google и совместно с факультетом аэронавтики Государственного университета Сан-Хосе, построили испытательный автомобиль, получивший название Blackbird. Год спустя, в 2010 году, Кавалларо успешно испытал автомобиль, достигнув более чем в 2 раза скорости ветра.[2] окончательно демонстрируя, что можно построить транспортное средство, удовлетворяющее требованиям.[9][4] Второе испытание улучшенного автомобиля в 2011 году показало, что скорость ветра почти в 3 раза превышает скорость ветра.[5]

Предложив дизайн автомобиля и представив анализ, демонстрирующий его жизнеспособность, команда Blackbird узнала, что другие разработчики ранее задумывали и строили аналогичные конструкции - в первую очередь инженер по аэродинамике Эндрю Б. Бауэр, позже разработавший Компания Douglas Aircraft, построил и продемонстрировал такое транспортное средство в 1969 году, основываясь на анализе, представленном в студенческой работе около 20 лет назад.[10][11]

Бауэр сообщил о «отклонении назад пучка длиной в фут, расположенного примерно на 12 футов вперед от винтового самолета», что указывает на то, что его машина двигалась быстрее, чем истинный ветер. (Если бы кажущийся ветер дул сзади, прядь бы устремилась вперед.) Теория и физика такого устройства объясняются в нескольких источниках инженерных и научных статей.[8][6] Помимо фото, была найдена пленка, показывающая его в действии.[12]

Достижения

7 и 8 марта 2010 года команда сообщила об испытаниях своего автомобиля на движущейся ленте с приводом от двигателя (беговой дорожке), показав, что она будет продвигаться против ленты, а это означает, что она может двигаться по ветру быстрее, чем ветер.

24 марта 2010 года команда провела транспортное средство на дне высохшего озера Иванпа к югу от Лас-Вегаса, штат Невада, показав, что оно может ускоряться по ветру с места и развивать скорость, значительно превышающую скорость ветра.[3][13][14] То есть машина двигалась по ветру быстрее, чем ветер. Присутствовали официальные лица Североамериканской ассоциации парусного спорта (NALSA), и один член совета директоров NALSA (Боб Дилл) присутствовал на каждом спуске и собирал свои собственные данные о сильном ветре и GPS.[15] Это мероприятие не было санкционировано NALSA, но было представлено Совету директоров NALSA как демонстрация того, что транспортное средство способно двигаться по ветру быстрее, чем ветер. Впоследствии группа проработала детали с NALSA для правил и инструментов, связанных с предстоящим официальным утвержденным NALSA тестом и протоколом.

2 июля 2010 года Blackbird установил первый в мире сертифицированный рекорд по движению прямо по ветру, быстрее ветра, используя только энергию доступного ветра во время движения по Сухое озеро Эль-Мираж. Яхта развила скорость по ветру, примерно в 2,8 раза превышающую скорость ветра.[1][16]

16 июня 2012 года Blackbird установила первый в мире сертифицированный рекорд по движению прямо против ветра, без лавирования, используя только энергию ветра. Яхта развила скорость ветра, примерно в 2,1 раза превышающую скорость ветра.[1]

Смотрите также

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ а б c «Попытки записи при прямом и противотоке». www.nalsa.org. 16 мая, 2013. Получено 2020-12-20.
  2. ^ а б c Рик Кавалларо (27 августа 2010 г.). "Долгое, странное путешествие по ветру быстрее ветра". Проводной. Получено 2010-09-14. - Объяснение работы Blackbird и его физики.
  3. ^ а б Корт, Адам (5 апреля 2010 г.). "Быстрее ветра". sailmagazine.com. Архивировано из оригинал 21 сентября 2013 г.. Получено 9 января, 2012.
  4. ^ а б Барри, Кейт (2 июня 2010 г.). "Автомобиль с приводом от ветра движется по ветру быстрее, чем ветер". wired.com. Получено 1 июля, 2010.
  5. ^ а б Адам Фишер (28 февраля 2011 г.). "Поиски одного человека, чтобы обогнать ветер". Проводной. Получено 2012-07-03.
  6. ^ а б c d е ж Gaunaa, Mac; Эй, Стиг; Миккельсен, Роберт (2009), «Теория и конструкция транспортных средств с проточным приводом, использующих роторы для преобразования энергии», Труды EWEC 2009, Марсель
  7. ^ Гудман, Джек (январь 2006 г.). «Ветер вниз быстрее ветра» (PDF). Катализатор. Журнал Общества любительских исследований яхт. Архивировано из оригинал (PDF) 22 ноября 2010 г.. Получено 2010-09-21.
  8. ^ а б Дрела, Марк (1 января 2009 г.). «Анализ с подветренной стороны быстрее, чем ветер (DFTTW)» (PDF). Получено 20 декабря, 2020.
  9. ^ Корт, Адам (5 апреля 2010 г.). "Быстрее ветра". sailmagazine.com. Архивировано из оригинал 21 сентября 2013 г.. Получено 9 января, 2012.
  10. ^ Бауэр, Эндрю (1969). "Быстрее ветра" (PDF). Марина дель Рей, Калифорния: Первый симпозиум AIAA по парусному спорту., Изображение Бауэра с его тележкой
  11. ^ «Печальные новости в мире DDFTTW». Команда Faster Than The Wind. 14 сентября 2010 г. Архивировано с оригинал 10 ноября 2010 г.. Получено 2015-01-13..
  12. ^ "Эндрю Бауэр Wind Machine 1969 (без звука)".
  13. ^ Бойл, Ребекка (2 июня 2010 г.). «Приводимый в движение ветром на самом деле движется быстрее, чем скорость ветра, ответ на сложный вопрос физики». popsci.com. Получено 1 июля, 2010.
  14. ^ Барри, Кейт (8 июля 2010 г.). «Команда идет по ветру в 2,5 раза быстрее ветра». Проводной журнал. Получено 6 августа, 2010.
  15. ^ «График тестирования». Команда «Быстрее ветра». 18 мая 2010 г. Архивировано с оригинал 7 января 2012 г.
  16. ^ Ливингстон, Кимбалл (1 августа 2010 г.). "Запись NALSA: DDWFTTW". Blue Planet Times. Архивировано из оригинал 15 ноября 2010 г.