Детали передачи усилий через рукоятку
Мы продолжаем обсуждение передачи усилий через рукоятку, начатую в предыдущем НБГ 2021/12. Рассмотрим влияние двух факторов: 1) темпа гребли, 2) типа лопасти. Данные были получены с использованием датчика 4D рукоятка BioRow в М1х в степ-тесте (1мин х 20, 25, 30 и 35гвм), повторенном с тремя типами лопастей: Comp, Fat2 и Smooth.
Не было обнаружено различий в горизонтальном XY угле тяги на различных темпах, поскольку осевая сила растет пропорционально с нормальной силой. Однако, были найдены различия между типами весел: Fat2 имели значительно более острый угол, чем Comp и Smooth. При одинаковом внутреннем рычаге 88см, размахе 160см и других параметрах настройки (кроме длины весла, которая была 288 для Comp и Smooth, и 282см для Fat2), механика этих различий в угле тяги пока не ясна.
Вертикальная сила на рукоятке (Рис.2,а) значительно возрастает с темпом гребли: при 35 она становится почти в два раза больше, чем при 20 гвм. Поэтому, вертикальный XZ угол тяги направлен более вверх при высоких темпах (b), что требуется для быстрейшего погружения лопасти. При высоком темпе, важно прикладывать к рукоятке короткое усилие вверх после захвата (1), для быстрого ввода лопасти без увеличения промашки.
Сравнивая типы лопастей, наиболее пологий угол тяги был выявлен у Comp (Рис.3), а Smooth имели эту тягу направленную наиболее вертикально.
Вращающий момент на рукоятке возрастает с темпом гребли (Рис.4,а) пропорционально усилию (b). Для его оценки, был определен действующий радиус RMh равный отношению момента Mh к усилию на рукоятке Fh:
RMh = Mh / Fh (1)
Действующий радиус можно интерпретировать, как рычаг от центра рукоятки до точки, где усилие на рукоятке создает измеренный момент. Этот радиус оказался независим от темпа (Рис.4,с). После захвата, он почти равен радиусу рукоятки (это значит усилие прикладывается к ее поверхности), затем снижается во второй половине проводки.
Однако, усилие на рукоятке не прикладывается к какой-либо одной точке, а передается через трение между ладонью гребца и рукояткой, которое действует во всех точках контакта тангенциально к поверхности. Трение – основной и наиболее эффективный способ тянуть рукоятку, поскольку прямое приложение усилий к ее центру требует значительного напряжения мышц и затрат энергии. Трение помогает хватке во всех видах спорта: например, в гимнастике и тяжелой атлетике применяется тальк, а в гребле мы используем резиновые рукоятки. Момент на рукоятке уравновешивается, в основном, на уключине, и возможно, на лопасти, предотвращая ее пере-накрытие.
У весел Comp и Smooth, момент на рукоятке был почти одинаков, но у Fat2 он был намного меньше, поэтому и радиус RMh короче (Рис.5). Это может быть связано со спецификой геометрии и гидродинамики лопастей, которые пока нам полностью не ясны.
Благодарю компанию Concept2 Inc. и лично Дика Дрессигакера и Алекса Данна за проявленный интерес и поддержку этого исследования.
©2022 Валерий Клешнев
