Определение мощности гребли

Мощность гребли – важнейший индикатор успешности в нашем виде спорта, и результаты наших недавних исследований работы весла помогают уточнить алгоритмы используемые в гребной электронике и улучшить точность обратной связи по мощности. В измерительной системе NK EmPower, сила Fg измеряется на оси уключины, затем усилие на рукоятке Fh рассчитывается по формуле:

Fh = Fg Lout / Loar = Fg Lout / (Lin + Lout)                   (1)

где Lout и Lin – действующие внешний и внутренний рычаги, и Loar - их сумма равная действующей длине весла Loar. Действующие рычаги должны измеряться до точек приложения усилий на рукоятке, оси и лопасти. Ранее, предполагалось, что эти силы приложены к центрам рукоятки и лопасти (Рис.1).

Наши недавние эксперименты показывают, что эти предположения должны быть уточнены, чтобы сделать оценку силы и мощности гребли более адекватной. Было выявлено, что точка приложения усилий (ТПУ) на рукоятке находится несколько дальше от ее конца, чем центр (НБГ 2020/10-11). В среднем в парной гребле, ТПУ расположен примерно в 8 см от конца рукоятки, вместо ранее предполагаемых 6 см, что делает действующий внутренний рычаг короче и передачу тяжелее. Возможно, что это была лишь особенность протестированных гребцов, но по нашим наблюдениям, большинство парников имеют похожую тенденцию держать рукоятку дальше внутрь от ее центра, так что 8см можно использовать для расчетов. Для распашных весел, данные по ТПУ пока не были получены, поэтому используется действующий стандарт 15 см.

ТПУ на уключине зафиксирован в ее центре, который находится в 2см от внешней поверхности каблука. Поэтому, это расстояние нужно прибавлять для действующего внутреннего рычага и вычитать - для внешнего.

Было найдено, что ТПУ на лопасти расположен дальше от уключины, чем ее геометрический центр, примерно в 10-12см от ее внешней кромки. Это делает действующий внешний рычаг длиннее и передачу тяжелее. Передача определенная по отношению измеренных сил (GF = Fh / Fbl) оказалась на 9-13% тяжелее, чем передача по рычагам (GL = Lout / Lin) на основе геометрических центров (НБГ 2021/10 и Табл.1).

Эти данные предполагают, что коэффициент конверсии усилий на уключине в усилия на рукоятке RF = Fg/Fh выше, чем определенный выше по геометрии весла RG= Loar/Lout: на 3.8% для Smooth, на 2.9% для Comp и на 4.1% для Fat2, что означает величины мощности, вычисляемые в системе NK EmPower, следует увеличить в среднем на 3.6%. Это повлияет на следующие индикаторы: максимальное и среднее усилие, работа за гребок и мощность гребли, которые будут пропорционально выше. "Промашка" в захвате и "сплывание" в конце могут стать незначительно короче после коррекции, поскольку увеличение усилий позволит достигать заданных порогов несколько быстрее. Другие индикаторы (углы весла, точка пика усилий) останутся без изменений.

Важно помнить, что эти выводы можно использовать лишь при гребле в лодке на воде, но не в гребном бассейне и на Свингуляторе. Недавно, была опубликована статья (1), где различные электронные системы проверялись и сравнивались в эксперименте на Свингуляторе. В этом случае, при одинаковых усилиях на рукоятке, усилия на уключине становятся почти в два раза выше таковых в лодке, поскольку внешний рычаг намного короче на Свингуляторе (62.5см) чем в лодке (около 260см). Например, при максимальных усилиях на рукоятке в 100кг, сила на уключине в лодке будут около 140кг, а на Свингуляторе – 270кг. Уключина EmPower разрабатывалась для гребли в лодке, выполнена на основе легкого алюминия для уменьшения веса, поэтому на Свингуляторе, этот датчик работает за пределами своего диапазона сил. Данные выше предела усилий могут просто теряться, или быть нелинейными и неправильными, что делает результаты приведенного исследования ложными. На другие системы использованные в статье, эта особенность Свингулятора не влияла, поскольку измерялись усилия на рукоятке напрямую (система WEBA).

Это было не единственным недостатком исследования: авторы не дали информации о конфигурации электроники SpeedCoach соединенного с EmPower, затем, расчеты мощности в их эталонной системе были противоречивы и некорректны. Вся механическая энергия произведенная гребцом передается через трос Свингулятора на присоединенный эргометр, поэтому расчеты должны бы были быть ясны и понятны – мощность является произведением измеряемых силы и скорости троса. Однако, вместо этого все в статье "перемудрили", перепутали какими-то поправками на углы уключины, причины которых неясны и не были объяснены. Эта "работа" – пример слабой и некорректной информации, претендующей на научность, но не удовлетворяющая самым базовым критериям научной публикации, поэтому эта неадекватная и вводящая в заблуждение статья не должна была быть допущена к печати редакторами.

Литература: 1. Holt AC, Hopkins WG, Aughey RJ, Siegel R, Rouillard V and Ball K (2021) Concurrent Validity of Power From Three On-Water Rowing Instrumentation Systems and a Concept2 Ergometer. Front. Physiol. 12:758015. doi: 10.3389/fphys.2021.758015.

©2022 Валерий Клешнев