กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 1 นาที

บรูซ ฟอยล์

แผ่น ฟอยล์บรูซ (Bruce foil) เป็นรูปแบบหนึ่งของ แผ่นกันโคลงด้านข้าง (leeboard ) โดยประกอบด้วย แผ่นฟอยล์ ที่มักติดตั้งบน โครงยึดด้านข้าง (outrigger)...

บรูซ ฟอยล์

แผ่นฟอยล์บรูซ (Bruce foil)เป็นรูปแบบหนึ่งของแผ่นกันโคลงด้านข้าง (leeboard ) โดยประกอบด้วยแผ่นฟอยล์ที่มักติดตั้งบนโครงยึดด้านข้าง (outrigger)และตั้งทำมุมเพื่อให้เกิดแรงทั้งในแนวด้านข้างและแนวตั้ง เอ็ดมอนด์ บรูซ เป็นผู้คิดค้น ในต้นทศวรรษ 1960 และตีพิมพ์ครั้งแรกในวารสารของสมาคมวิจัยเรือยอชต์สมัครเล่น (Amateur Yacht Research Society)ในเดือนเมษายน 1965

ทฤษฎี

วิธีการเกือบทั้งหมดที่เพิ่มแรงต้านทานต่อการเคลื่อนที่ด้านข้าง มักทำให้เกิด การ เอียงซึ่งเกิดจากความไม่สมดุลของแรงที่กระทำต่อใบเรือซึ่งอยู่สูงเหนือระดับน้ำ และแรงต้านทานด้านข้างที่เกิดจากกระดูกงูหรือแผ่นฟอยล์ อื่นๆ ที่ อยู่ใต้น้ำแรงบิด ที่เกิดขึ้น จะทำให้ตัวเรือเอียงจนกว่าแรงลอยตัวของตัวเรือจะให้แรงบิดที่เพียงพอที่จะสมดุลกับแรงเอียงนั้น ดังนั้น แรงลอยตัวที่จำกัดของตัวเรือจึงจำกัดปริมาณแรงที่ใบเรือสามารถสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ

วิธีแก้ปัญหาข้อจำกัดนี้วิธีหนึ่งคือ การปรับแรงที่เกิดจากใบเรือและแผ่นฟอยล์ใต้น้ำให้สอดคล้องกัน เพื่อหักล้างแรงบิดให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และลดการเอียงของเรือลง มีสองแนวทางที่เกิดขึ้นมาเพื่อแก้ปัญหานี้ คือระบบใบเรือแบบเอียงและแผ่นฟอยล์แบบบรูซ

การดำเนินการ

แผ่นฟอยล์บรูซช่วยลดแรงบิดโดยการเลื่อนแผ่นฟอยล์ออกไปจากเส้นศูนย์กลางของตัวเรือ และทำมุมเอียงเพื่อให้เส้นตั้งฉากที่ลากผ่านศูนย์กลางส่วนใต้น้ำของแผ่นฟอยล์ตัดกับจุดศูนย์กลางแรงดันของใบเรือ เช่นเดียวกับกระดานกลางลำเรือแบบดั้งเดิม แผ่นฟอยล์บรูซโดยทั่วไปมีดีไซน์สมมาตร เช่น ซีรี่ส์ NACA 00xx ซึ่งอาศัย การลื่น ไถลไปทางด้านท้ายลมของตัวเรือเพื่อให้ได้มุมปะทะที่จำเป็นในการสร้างแรงยก เมื่อติดตั้งทางด้านท้ายลม แผ่นฟอยล์บรูซจะสร้างแรงยกขึ้นด้านบนนอกเหนือจากแรงด้านข้าง และเมื่อติดตั้งทาง ด้าน เหนือลมมันจะสร้างแรงกดลงด้านล่าง

แผ่นฟอยล์บรูซสามารถติดตั้งเป็นคู่ โดยติดตั้งข้างละแผ่น ดังที่ใช้ใน การออกแบบ เรือไตรมาแรน บางแบบ ในกรณีนี้ แผ่นฟอยล์ด้านท้ายลมจะทำงานร่วมกับแผ่นฟอยล์ด้านท้ายลมเพื่อสร้างแรงยก และแผ่นฟอยล์ด้านหน้าลมสามารถหดกลับเพื่อลดแรงต้านได้[ 1 ]

ในสภาวะสมดุล แรงจากแผ่นฟอยล์และใบเรือจะสมดุลกันเสมอ ดังนั้นการพลิคว่ำจึงไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ แต่ในทางปฏิบัติแล้วไม่ใช่เช่นนั้น เนื่องจากแรงของแผ่นฟอยล์สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของตัวเรือในน้ำ และแรงของใบเรือสัมพันธ์กับลมที่พัดผ่านใบเรือ การเปลี่ยนแปลงความเร็วหรือทิศทางลมอย่างกะทันหันอาจทำให้แผ่นฟอยล์เสียสมดุลและทำให้เรือเอียงได้ นอกจากนี้ แผ่นฟอยล์ที่อยู่ด้านรับลมยังทำให้เกิดสถานการณ์ที่ไม่มั่นคง เนื่องจากหากแผ่นฟอยล์ถูกยกขึ้นจากน้ำด้วยกลไกต่างๆ เช่น การเอียงหรือการกระทำของคลื่น แรงกดลงจะลดลง ซึ่งอาจนำไปสู่การพลิคว่ำได้ แผ่นฟอยล์ที่อยู่ด้านหลบลมจะให้ความมั่นคงมากกว่า เนื่องจากหากสูญเสียแรงยก แรงกดลงจะผลักแผ่นฟอยล์กลับลงไปในน้ำ

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีหลักของแผ่นฟอยล์บรูซเมื่อเทียบกับ แผ่นกระดูกงู หรือแผ่นกันโคลง ทั่วไปคือ แผ่นฟอยล์บรูซช่วยให้ใบเรือคงอยู่ในแนวตั้งเกือบตลอดเวลา และรักษาแรงลมเต็มที่เพื่อขับเคลื่อนเรือโดยที่ลูกเรือไม่จำเป็นต้องขยับน้ำหนักตัว ข้อเสียหลักคือ ใบเรือยังคงตั้งตรงและรักษาแรงลมเต็มที่ไว้ได้ แทนที่จะลดกำลังลงเมื่อมุมเอียงเพิ่มขึ้นเหมือนกับแผ่นฟอยล์แบบดั้งเดิม นอกจากนี้ แผ่นฟอยล์บรูซยังก่อให้เกิดแรงต้านเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากแรงในแนวตั้ง รวมถึงแรงเหวี่ยงเนื่องจากการวางตำแหน่งของแผ่นฟอยล์ที่อยู่นอกศูนย์กลาง ซึ่งอาจต้องปรับเปลี่ยนระบบบังคับเลี้ยวเพื่อชดเชย

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Bruce_foil&oldid=1328590243 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ บรูซ ฟอยล์

แผ่น ฟอยล์บรูซ (Bruce foil) เป็นรูปแบบหนึ่งของ แผ่นกันโคลงด้านข้าง (leeboard ) โดยประกอบด้วย แผ่นฟอยล์ ที่มักติดตั้งบน โครงยึดด้านข้าง (outrigger)...

ทฤษฎี

วิธีการเกือบทั้งหมดที่เพิ่มแรงต้านทานต่อการเคลื่อนที่ด้านข้าง มักทำให้เกิด การ เอียง ซึ่งเกิดจากความไม่สมดุลของแรงที่กระทำต่อ ใบเรือ ซึ่งอยู่สูงเหนือระดับน้ำ และแรงต้านทานด้านข้างที่เกิดจาก กระดูกงู หรือ แผ่นฟอยล์ อื่นๆ ที่ อยู่ใต้น้ำ แรงบิด ที่เกิดขึ้น...

การดำเนินการ

แผ่นฟอยล์บรูซช่วยลดแรงบิดโดยการเลื่อนแผ่นฟอยล์ออกไปจากเส้นศูนย์กลางของตัวเรือ และทำมุมเอียงเพื่อให้เส้นตั้งฉากที่ลากผ่านศูนย์กลางส่วนใต้น้ำของแผ่นฟอยล์ตัดกับจุดศูนย์กลางแรงดันของใบเรือ เช่นเดียวกับกระดานกลางลำเรือแบบดั้งเดิม...

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีหลักของแผ่นฟอยล์บรูซเมื่อเทียบกับ แผ่นกระดูกงู หรือแผ่นกันโคลง ทั่วไปคือ แผ่นฟอยล์บรูซช่วยให้ใบเรือคงอยู่ในแนวตั้งเกือบตลอดเวลา และรักษาแรงลมเต็มที่เพื่อขับเคลื่อนเรือโดยที่ลูกเรือไม่จำเป็นต้องขยับน้ำหนักตัว ข้อเสียหลักคือ...