Сравнение различных лопастей весла

Новый метод измерения центра давления на лопасти, разработанный ранее (НБГ 2020/10), был применен для сравнения различных типов лопастей весла компании Concept2: Smoothie (без vortex, 88/288), Fat2 (с vortex 88/282) и новых Comp (с vortex, 88/288). Три пары парных весел этих типов (Рис.1) были оборудованы четырьмя датчиками изгиба каждое, как это было описано ранее. Планировалось тестирование лопастей в одновременном заезде трех одиночников, но из-за болезни, лишь один смог участвовать (1.84м, 85кг, U23 международный уровень), который выполнил три отрезка по 1000м со ступенчато возрастающим темпом (20, 24, 28, 32, 38гвм), меняя весла после каждого отрезка.

Тестирование прошло успешно и в приемлемых погодных условиях (слабый ветер, дождь): темп гребли (Таб.1) и кривые усилий (Рис.2,а) были почти идентичными со всеми тремя типами лопастей. Мощность гребли, скорость и другие основные индикаторы гребли были также близки (Таб.2,3) при несколько более высокой мощности и скорости в первом отрезке с лопастями Smoothie.

Работа весла была одинакова со Smoothie и Comp, но несколько мельче с Fat2 (Рис.2,b). Это можно соотнести с отзывом гребца, что «Fat2 были наиболее неудобные весла для гребли, создающие проблемы с накрытием и удержанием весла в воде».

Центр Давления (CP) на лопасти был примерно на одинаковом расстоянии, 11-12см от внешней кромки у Smoothie и Comp, но располагался намного ближе внутрь лопасти у Fat2 – 17-18 см (Рис.1, 2,d. Таб.3). Измеренный Центр Силы (CF) на рукоятке располагался на одинаковом расстоянии 8см от края у всех весел. В сочетании с более коротким внешним рычагом у Fat2 (1.94м по сравнению с 2.00м у Smoothie и Comp), это приводит к гораздо более легкой действующей передаче 2.13 (действующие внешний/внутренний рычаги) у Fat2 по сравнению с 2.28 у Smoothie и 2.25 у Comp. Это подтвердилось и анализом HDF, который был намного «легче» у Fat2 (104) в сравнении со Smoothie (114) и Comp (112). Это означает, что лопасть Fat2 не требует более короткого внешнего рычага и длины весла, как это полагали ранее. Из-за более внутреннего расположения центра давления, Fat2 должны иметь аналогичные настройки с другими типами лопастей. Интересно, что действующая передача по центру давления была значительно (на 7-8%) тяжелее, чем ранее использовавшаяся на основе геометрического центра лопасти.

Конечно, наиболее интересный вопрос: какая лопасть более эффективна и обеспечивает наименьшие потери энергии на сплывание и наивысшую скорость гребли. К сожалению, невозможность протестировать весла одновременно и устранить влияние случайных погодных условий не позволяет сделать финальное заключение. Однако, используя анализ КПД весла на основе измерений движения лодки и весла (НБГ 2018/05-7), возможно оценить качества лопастей. Fat2 показали наивысший средний КПД лопасти (76.5%) в сравнении с Comp (75.7%) и Smoothie (74.9%). Fat2 были более эффективны в первой половине проводки (Рис.2,с,1), а Smoothie имели более высокий КПД «после оси» (2), с каким-то странным «провалом» перед захватом (3). КПД лопасти подтвердилось анализом Коэффициента Сопротивления DF лопасти: он был самый высокий для Fat2 (296 кг/м), ниже для Comp (243 кг/м) и самый низкий для Smoothie (229 кг/м). Сплывание лопасти в нормальном к оси весла направлении было также самым коротким для Fat2 (0.66м) в сравнении с Comp (0.74м) и Smoothie (0.77м).

Рис.3 ниже иллюстрирует вышеприведенные данные с помощью графического представления траектории центра давления на проводке. Кривые синхронизированы в начальной точке по оси Х (в направлении скорости лодки), но у Fat2 координата Y была ниже из-за более короткого действующего внешнего рычага. В конце проводки, CP лопасти Fat2 оказался примерно на 0.2м впереди Smoothie и Comp, которые закончили почти в одной точке.

В заключение, на основании имеющихся ограниченных данных, можно предположить, что лопасти Fat2 имели самый высокий КПД среди протестированных типов. Новые лопасти Comp показали несколько лучшие результаты в сравнении с традиционными Smoothie и были достаточно удобны для гребли. Эти предварительные выводы требуют дополнительных экспериментов и анализа для устранения случайного влияния погодных условий. Также, следует изучить влияние накладки Vortex. Хотя лопасти Fat2 выглядят более эффективными, они ощущались наиболее неудобными для гребли, поэтому возможно дальнейшее совершенствование их формы.

Благодарим компанию Concept2 Inc. и лично Дика Дрессигакера за проявленный интерес и поддержку этого исследования.

©2020 Валерий Клешнев