Новое явление – большие лопасти

Курс Обучения по Программе Развития FISA –Уровень 3
Раздел 1 - Новое явление – большие лопасти
Автор: Клаус Фильтер(GER)
Новая конструкция лопасти весла появилась в мире гребли весной этого
года.* Их называют "большие лопасти" и они были разработаны концерном
Concept II Соединенных Штатов (Рис.1).
Рисунок 1 Типы лопастей, сверху – традиционная, снизу – большая
(топорообразная)
Идея этих лопастей витала в воздухе уже давно, но никто не смог
усовершенствовать дизайн и внести необходимые коррективы в конструкцию
модернизированного весла.
Следующий текст представляет собой резюме исследования,
проведенного братьями Дрейссигаккер (Dreissigacker) осенью 1991 года.
Теория А. Пусть внешний рычаг (плечо) распашного весла или парного
укорочен, а вынос уключин остается тем же. Мы все знаем из опыта, что это
приведет к более легкой нагрузке на рукоятке (Рис. 2).
Рисунок 2 Зависимость усилия на лопасти парного весла от изменения
длины внешнего плеча (при стандартной нагрузке на рукоятке)
1
Теперь предположим, что площадь лопасти увеличивается до тех пор, пока
стандартная нагрузка снова почувствуется на рукоятке. Из-за короткого
внешнего рычага, та же сила и скорость на рукоятке теперь будет генерировать
большую силу и меньшую скорость на лопасти. Эта большая сила на лопасти
будет двигать лодку быстрее. Замедление скорости лопасти означает, что
лопасть меньше «сплывает» в воде. Другими словами, больше работы
производится и передаётся лодке и меньше работы производится в воде поэтому, теоретически, имеем более эффективные весло.
*имеется в виду весна 1992 года
Однако, этот подход применим до тех пор, пока отрицательные факторы не
перевешивают положительные. Некоторые из этих отрицательных или
ограничивающих факторов приводим ниже:
1. Ширина лопасти стала слишком большой и неудобной в работе. Лопасти не
должны создавать таких проблем.
2. Лопасти с трудом извлекаются из воды при нажиме на рукоятку весла.
Это может регулироваться лишь сокращением длины лопасти.
3. Возможно увеличение воздушного сопротивления при заносе. Это частично
компенсируется за счет уменьшения внешнего плеча весла.
4. Возможно нарушение балансировки весла из-за утяжеления лопасти. Это
также частично компенсируется укорочением внешнего плеча весла.
C. Есть и другие переменные весла, которые специально не изменялись для
того, чтобы не усложнять оценку результатов испытаний. Следующие области,
безусловно, достойны изучения, но не рассматривались в данном тестировании:
1 Общая нагрузка - только весла с равными характеристиками (размеры,
жёсткость) были сопоставлены во всех тестах.
2. Вынос уключин и углы захвата-окончания гребка – вынос уключин и
соотношение плеч вёсел были одинаковыми во всех тестах.
3. Кривизна лопастей и угол атаки – есть много возможных регулировок, но,
тем не менее, наши предварительные тесты не показали никакого улучшения.
Реализация
A. После некоторых предварительных испытаний с быстро созданными
прототипами, мы остановились на общей форме и размерах лопасти, которые,
надо надеяться, отвечают следующим требованиям:
1. Установлена максимальная ширина без ущерба для управляемости.
2. Укорочение лопасти такое, которое не приводит к большим потерям
площади.
3. Площадь лопасти максимальна с учётом ограничений по длине и ширине.
После этого мы приступили к эксперименту по следующей схеме:
1. Отобрали вёсла с одинаковой площадью больших лопастей и длиной
внешнего плеча.
2
2. В ряде тестов мы изменяли либо размер лопасти или внешнее плечо так,
чтобы нагрузка на рукоятке ощущалась такой же, как с веслом стандартным
(без изменения выноса уключин или внутреннего плеча).
3.Работали на отрезках дистанции, чередуя новые образцы и стандартные весла.
4. Если прототип не показывал значительное увеличение скорости,
возвращались к пункту 1 и пробовали немного уменьшить лопасть и увеличить
внешнее плечо.
5. Если прототип показывал заметное увеличение скорости (приблизительно
равное предполагаемому расчётному увеличению скорости), то затем делались
новые опытные образцы и отправлялись на новый круг испытаний.
C. Этот процесс дал следующие размеры для распашных и парных лопастей:
. 1 Ширина: Большая лопасть Standard Blade
Парные:
21.5см
17см
Распашные:
25,5 см
20см
2. Общая длина:
С большой лопастью Standard Blade
Парные вёсла:
290-292 см
298cm
Распашные вёсла:
376cm
383.5cm
3. Площадь:
Площадь распашных лопастей: прибл. на 20% больше стандартных,
Площадь парных лопастей:
прибл. на 15% больше стандартных.
В полевых условиях (испытания на воде):
А. Одной из проблем при
тестировании является трудность выделения
переменной, которая проходит испытания. Приводим следующие шесть факторов,
которые могут повлиять на результаты испытаний, наряду с некоторыми из
предлагаемых процессуальных средств защиты:
1. Сравнение - а) проходить равное количество отрезков в одной лодке на разных
вёслах; или б) ходить отрезки на разных лодках но с одинаковыми комплектами
сменяемых вёсел, при условии, что в одной (эталонной) лодке будет неизменный
комплект вёсел. Сравнить все времена отрезков в эталонной лодке с результатами
в других лодках на том же отрезке.
2. Погода и состояние воды – тесты проводить в безветренные дни в стоячей воде.
3 Учёт утомления – один экипаж должен проходить не менее четырёх отрезков
со сменой вёсел после каждого.
4. Контроль мощности за счет установки на приложение субмаксимальных
усилий - Убедиться, что отрезки достаточно коротки, чтобы их можно было
преодолевать со 100% усилий.
5.Привыкание к инвентарю - а) все отрезки начинать с гоночного старта,
б) обязательно чередовать применение экспериментальных и стандартных весел в
первом тестировании каждый день, в) повторный тест проводить через две недели,
используя только новые весла в тренировках.
6. Другие факторы, влияющие на результаты испытаний (в том числе
нагрузка, усталость, высота, вес весла и т.д.) - убедитесь, что все факторы
настройки инвентаря соблюдены.
Примеры первых результатов тестирования большой лопасти
3
А. Результаты Concept II - тестов: CII* тестирование в двойке без
рулевого. Большие лопасти протестированы с вёслами 12'7" и 12'6"
(футы+дюймы= 376 и 378.5см). В общей сложности пройдено двенадцать 500 –
метровых отрезков в темпе 32 в течение трех дней.
Результаты: Большая лопасть была в среднем на 2,4% быстрее (измеряли с
помощью Скоростемера).
B. Лучший результат: Легкий гребец Петр Haining (GB) испытывал Большую
Лопасть с вёслами длиной 298 см, преодолев 12 х 250 м в темпе 32, меняя вёсла
через каждые три отрезка.
Результаты: Среднее время на 250 метров с большой лопастью - 52 секунды.
Среднее время на 250 метров с веслом 298 см и стандартной лопастью - 56сек.
Большая лопасть была на 7% быстрее.
C. Худшие результаты: Одиночник Брайан Sweenor прошёл 2 х 1000 м с
большой лопастью, затем 2 х 1000м со стандартными лопастями от 4х в темпе
32-33 ударов в минуту. По времени, Большая лопасть была на 3% медленнее;
по створу, Большая лопасть была на 1,25% медленнее.
D. Для сравнения приводим результаты, полученные не-CII*: Колледж
Дартмут (США) прошли 4 х 5 минут в двух четверках со сменой весел после
каждого отрезка. Большие лопасти всегда выигрывали.
Princeton сделал 2 х (2 длинных мерных отрезка 700м и 500м) в двух четверках
со сменой вёсел между стартами. Большие лопасти всегда выигрывали.
CII*- сокращение Concept II
Корректировал текст «машинного переводчика PROMT» к.п.н., змс А.П.Ткачук
4