요트빌더

Aero-hydrodynamic relations L : sail lift D : sail drag Fs : hull side force R : hull resistance beta : apparent wind angle gamma : true wind angle Vs : boat velicity Vt : true wind velocity Va : apparent wind velocity Vmg : speed made good eta A : aerodynamic drag angle eta H : hydrodynamic drag angle Vs+Vt*cos gamma = Va*cos beta Vt*sin gamma = Va*sin beta cot etaA = L/D cot etaH = Fs/R beta = etaA+eatH CR = CL sin beta - CD cos beta, FR = L sin beta - D cos beta CH = CL cos beta + CD sin beta, FH = L cos beta + D sin beta CR = CT sin etaH, FR = FT sin etaH CH = CT cos etaH, FH = FT cos etaH Vmg/Vt = cot gamma/(cot(gamma-beta)-cot gamma) Vs/Vt = sin gamma * cot beta - cos gamma max Vs/Vt = 1.5 (앞편에서 말한 배의 속도가 바람속도의 1.5배에 해당) 즉, sail의 L,D hull의 Fs,R를 알면 전체적인 속도를 알 수 있게 됩니다. 20 footer의 VPP Vt (Beaufort wind scale)는 최대 6까지로 하였읍니다만 상당히 위험할 것으로 예상됩니다. 그러나 최악의 상황을 대비해 계산을 합니다. 대표적인 경우로 Beaufort 3일때와 Beaufort 6일때 두가지의 경우로 해석해 보겠읍니다. Vt velocity Beaufort 3 : 14 knots, 7 m/s Beaufort 6 : 25 knots, 13m/s Course : 1. close hauled 2. beam w/o spin 3. beam w/ spin 4. quater run w/ spin 즉, 두개의 Vt경우에 4개의 course를 생각하여 총 8개의 case를 계산합니다. 이렇게 함으로써 전방위 속도성능을 예측할 수 있읍니다. 다만, 알고리즘을 짤 때는 모든 수치를 무차원화한 무차원계수를 이용합니다. 결국 속도성능차원에서보는 세일보트의 설계방법은 두가지 입니다. 1. L,D,Fs,R을 결정한후 배를 설계할 것인가? 2. Vs/Vt, Vmg를 결정한 후 이에 맞는 L,D,Fs,R을 만족시키는 배를 설계할 것인가? 20 footer의 경우 반반정도 섞어서 했읍니다. 생각해보면 무동력 비행기인 glider도 역시 같은 원리입니다. 글라이더의 경우는 효율이 상당히 높은 축에 해당합니다. 그래서 활공이 가능합니다.