Передача и КПД различных типов лопастей

Мы продолжаем анализ различных типов лопастей, использую те же данные, что и в НБГ 2021/09, полученные в М1х с лопастями Smooth (88/288см, 34.8гвм), Comp (88/288см, 35.2гвм) и Fat2 (88/282см, 34.5гвм), и постараемся ответить на следующие вопросы:

• Как укороченный внешний рычаг в Fat2 влияет на КПД и результат?
• При одинаковой настройке Smooth и Comp, каковы различия в их эффективности?

Нормальные усилия на рукоятке (Рис.1а, Таб.1(2)) были наивысшими в первом прохождении с лопастями Smooth, а затем снизились на 2% во втором с Comp, и на 5% - в третьем с Fat2. Скорость рукоятки была наивысшей с Fat2, особенно перед концом проводки (Рис.1,1), и ее средняя величина за проводку (Таб.1(3)) была на 0.7% ниже у Smooth и Comp, что есть первое свидетельство более легкой передачи у Fat2.

Другим свидетельством более легкой передачи была самая высокая нормальная сила на лопасти с Fat2 (Рис.1b, Таб.1(4)), средняя величина которой за проводку была на 3.7% выше, чем у Comp и на 5.1% выше, чем у Smooth. Передаточное отношение определенное через внешний/внутренний рычаги (Рис.1,d) хорошо соответствовало обратному отношению усилий на рукоятке/лопасти (е): первое было на 3.9% и второе – на 3.0% ниже-легче у Fat2 (Таб.1(5-6), среднее от -50о до 0о угла весла). «Нагрузочный фактор» HDF был самым тяжелым у Smooth 110 кг/м, немного легче 109 кг/м у Comp и самым низким 101 кг/м с Fat2, что означает – гребля кажется значительно легче с этими лопастями. Анализируя пропульсивные силы, Fat2 давали намного более высокие Х силы на лопасти в первой половине проводки (Рис.2а, Таб.1(7)), так что пропульсивная (динамическая) передача (б, отношение нормальной силы на рукоятке к Х продвигающей силе на лопасти) было значительно ниже – легче. Однако, это достигалось за счет уменьшения скорости ЦД (центра давления) на лопасти относительно лодки (Рис.2с-1, Таб.1(8)), что есть следствие укороченного внешнего рычага у Fat2.

В результате, пропульсивная мощность лопасти (Рис.2d, Таб.1(9)) оказалась наивысшей у Comp, ниже на 2.7% у Smooth и ниже на 3.4% у Fat2.

Сравнивая пропульсивные силы созданные лопастью (Таб.1(10), средние за цикл) и их перенос на систему гребец-лодка (11), наивысший КПД был обнаружен у Comp (12), что подтверждалось близким отношение мощностей система/лопасть (13). Это может свидетельствовать, что более длинные лопасти Fat2 и Smooth потребляют больше энергии на вращение в воде при проводке.

Отвечая на вопросы выше:

• Укороченный внешний рычаг весел Fat2 делает передачу легче, силы на лопасти выше, но за счет снижения скорости лопасти, так что общая пропульсивная мощность и КПД оказались ниже.
• При одинаковой настройке, Comp показали наивысший КПД передачи мощности от лопасти к системе гребец-лодка, что можно объяснить укороченной длиной – меньшими потерями на вращение в воде и сниженными осевыми силами.

©2021 Валерий Клешнев