Новости Биомеханики Гребли
Выпуск 9 No.95 Новости Биомеханики Гребли Февраль 2009
Валерий Клешнев, к.п.н., с.н.с. Вопросы и ответы
Вопрос:Роджер Мур, старший тренер школы Пембрук в Аделаиде, Южная Австралия спрашивает: «Есть ли у Вас какие-либо цифры относительно влияния веса рулевых на скорость лодки, в частности восьмерки? Нам скоро предстоят важные гонки, а наш рулевой имеет 11 кг лишнего веса.»
Другой тренер задает аналогичный вопрос: «Возможно ли использовать какую-либо формулу для определения влияния веса лодки на ее скорость, в частности, рассчитать скорость в рульной четверке на основе времени на 2000 м того же экипажа в безрульной. Другими словами: аналогична ли рульная четверка с безрульной плюс 55 кг багажа для сопротивления?»
Ответ: Есть три разнонаправленные компонента влияния дополнительного веса лодки на ее скорость:
1. Больший коэффициент сопротивления в связи с большей массой всей системы и ее большим водоизмещением.
2. Большие инерционные потери, которые снижают полезную мощность, поскольку гребцы должны тратить энергию для движения более тяжелой массы лодки вперед и назад.
3. Меньшие потери энергии, вызванные колебаниями скорости лодки.
Первый компонент может быть оценен с помощью эмпирических уравнений зависимости коэффициента сопротивления (DF) от массы гребцов (НБГ 2007/07). Этот коэффициент зависит от массы вытесненной воды, которая равна общей массе системы. Поэтому мы можем прибавить дополнительный вес лодки к весу гребцов, а затем рассчитать две величины коэффициента DF1 и DF2 для каждой массы (без и с дополнительным весом), используя уравнения в Табл.1 НБГ 2007/07. Используя уравнение P = DF * V3 и полагая мощность P постоянной, мы можем вывести пропорцию соотношение скоростей:
V1 / V2 = (DF1 / DF2)1/3
Сопротивление дополнительного 1 кг на каждого гребца снижает скорость лодки на 0,061% или 0,21с за 2 км гонку при времени 5 мин 40 сек.
Второй компонент – инерционные потери могут быть определены с использованием математического моделирования с синусоидальным перемещением двух известных масс относительно друг друга. Мы определили, что при темпе 36 гр/мин и относительном перемещении масс 0,6 м каждый дополнительный 1 кг массы лодки на гребца снижает ее скорость на 0,33% или 1,13 сек за 2 км гонку. Эта величина зависит от техники гребли и может быть снижена за счет переноса части кинетической энергии в пропульсивную энергию на лопасти при правильном выполнении конца гребка (НБГ 2006/10). Используя анализ реальных измерений мы приняли эту величину 0,24% или 0,81 сек за 2 км.
Аналогично был смоделирован третий компонент и мы нашли, что каждый 1 кг дополнительно веса лодки на гребца сделает скорость лодки более равномерной и увеличит ее среднюю величину на 0,11% или на 0,37 сек за 2км гонку. Нам представляется, что это – максимальное значение, которое можно лишь ухудшить плохой техникой, когда гребцы «дергают» лодку на подъезде и этим увеличивают колебания ее скорости (НБГ 2007/10).
Таблица ниже суммирует приведенные величины при условии хорошей техники гребли:
Можно видеть, что 1 кг дополнительного веса лодки на каждого гребца снижает скорость на 0,19%, что значит 0,7 сек медленнее при 2 км гонке за 6:00.
Если мы отнесем эти данные ко второму вопросу, то можем определить, что 55 кг дополнительного веса в четверке (13,75 кг на гребца) сделают лодку медленнее на 9,5 сек при 2 км гонке за 6:00. Аналогичный анализ для двойки (27,5 кг на гребца) даст 21,3 сек проигрыша при 2 км гонке за 6:40.
(Продолжение следует)