衝浪水翼(foilboard)為何能在靜水上前進而不會沉沒?

時間 2021-05-31 18:21:08

1樓:伴山大兄

托舉力(公升力)源於主翼(承托柱正下方),水平推進力源於後方小翼---其功能類似鯨魚、海豚等的尾部---主翼與後方小翼非剛性連線(此乃重點),連線杆應該有韌性,可適度型變。

人力下壓,使主翼張開,公升力面積變大,同時後方小翼的前部先下行,後部略微上翹--形成海豚尾部泳姿,主翼獲得前行速度產生公升力,托舉衝浪板及板上的承載--人,同時後方小翼前部先上行,後部略微下壓,繼續提供前行動力。

過程中,人力更多是提供下壓力,上行的時候可以適當休息,積蓄勢能。

還是會很累的----

2樓:feng

前翼提供公升力,由於整體重心在中間,會導致水翼板前高後低傾斜,而後翼提供平衡,傾斜度越大,后翼帶來的阻力越大,從而使整體回到平衡。

1-外力推動力,風箏或者其他動力

2.自身上下擺動:下擺時或者說下沉時,可以假定水翼所處區域不同垂直高度水壓力大致相同(按實際設計來說也就不到10cm),同樣適用於伯努利,高流速在水翼面前,低流速在後,從而產生向前推動力。

3.應當考慮的是,不同外力推動力或者說水翼板運動速度情況下,水翼板麵在水下的高度不一樣,就是吃水深度不一樣,這個可能與水壓有一定關係,研究好了我再來回答。留?

3樓:Leonmz

這個問題在我今天了解了foilboard之後也產生了深深的困惑。

我贊同 @球面平行線 的回答但是再額外補充一下把。

首先把這個運動分解為向前的推力(thrust)和公升力(lift)。

對於公升力

對於公升力我覺得可以等效成機翼的工作方式。水和低速狀態下的空氣都屬於不可壓縮流體,同時foilboard同時也擁有和機翼類似的設計,而且在運動的時候一般會具有迎角。迎角就是水平面和翼所形成的夾角,把下圖的空氣換成水就可以了。

牛頓第三定律

本質上迎角以及翼設計的形狀使得下表面的水流速度降低,在降低的過程中流體會對物體施加反作用力,如上圖所示。

同時根據伯努利公式,由於上表面的流速較快壓強就會較小,下表面的流速較慢壓強就會較大這樣也會提供乙個斜向上的力。綜上所示,這樣的設計在流體中會受到流體的公升力。具體的細節可以見這個答案飛機的公升力僅僅只是由於伯努利原理產生的嗎.

2.對於推力

這個和鳥向前飛行的原理是類似的。如果是普通的設計比如問題描述中那樣的在上下擺動並不能提供向前的推力。

可以依靠人力上下擺動前進的Foilboard的設計在側檢視(profile plane)會和鳥的翅膀類似,自然就可以像鳥扇動翅膀一樣的上下擺動來獲得向前的推力了。

如下圖。

可以pump的foil設計profile plane

bird flip wings to creat forward force

圖源自網路,侵刪

4樓:

如下圖,這裡只畫了水面以下的部分。滑板上的人向下一踩,滑板向下俯衝,獲得向前及向下的速度,然後滑板再向上一抬頭,獲得向上的公升力。有些類似於盪鞦韆。

@Gang Fang 我回答得對嗎?

這類似於鳥的飛行,鳥上下煽動翅膀(類似於這裡的人的上下運動),但鳥卻向前運動,並且保持高度。

人力飛行器

5樓:Gang Fang

淺見。向前傾晃動身體,使整體重心稍向前偏移產生慣性,使改變主水翼AOA至某特定角度達到最大公升力。三者相互配合。還有,得有付公狗腰。

6樓:王大可

水翼板的原理其實蠻好理解的,這個問題要拆解成兩個部分進行解釋:

1.水平速度的獲得

2.浮力的獲得

首先解釋水平速度是怎樣取得的,如果諸位有玩過Freeline/旱冰/滑冰的經驗,應該能夠比較輕易的理解。

Freeline滑板

滑冰它們的共同原理就是輪組、冰刀以及翼片切在所接觸的材質上,由於本身的結構限制,只能做接近平行於前進方向的運動(成乙個小角度),而此時如果對其施加乙個垂直於運動方向的力,那麼這個力會被轉移到運動方向形成推力。語言組織的稍微有點晦澀,無法理解的話看下面的例子就理解了:

斜面固定,物塊放置在光滑斜面上,給物塊乙個向左的推力,推力足夠大就會使物塊向上移動。

明白了水平速度是如何如何獲得的,再來解釋浮力的獲得:

浮力是通過伯努利原理獲得的:

飛機機翼就是使用了伯努利原理

對於同樣是流體的水而言,伯努利原理自然依舊生效:

反裝機翼實現的「水下飛機」,當高速狀態下,反裝的機翼會產生向下的壓力實現下潛。失去速度,壓力減小,浮回水面。是一種安全又簡易的潛艇型別。

水翼板就是依靠伯努利原理產生公升力實現的水上滑行。

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