Ricevo spesso domande sull’effetto di: “Ho difficoltà a stare al passo con i miei amici, quale kayak dovrei ottenere?”Tutti sanno che i kayak più lunghi sono più veloci, quindi ovviamente dovrei raccomandare i kayak più lunghi che ho a queste persone.
Ma è davvero vero? I kayak più lunghi sono veramente più veloci? Bene, come un sacco di cose, la risposta è: Dipende.
Per prima cosa dovremmo parlare un po ‘ di ciò che rende un kayak veloce o lento. Penseresti che se appendi un fuoribordo abbastanza grande alla fine, dovresti essere in grado di far decollare qualsiasi maiale. Entro alcuni limiti questo è vero. Ciò che determina veramente quanto velocemente vai è quanta potenza puoi applicare alla tua pagaia. Ma diverse barche stanno per andare diverse velocità quando si applica la stessa quantità di potenza. Ciò che differenzia le barche è “drag”.
La resistenza è quanta resistenza crea la barca per opporsi al potere che stai applicando per farlo andare. Drag varia con la velocità, in genere quando non si sta andando molto veloce non c’è un sacco di resistenza e come si va sempre più veloce, la resistenza di solito aumenta. Ciò che rende una barca lenta contro una barca veloce è quanto velocemente la resistenza aumenta all’aumentare della velocità.
La resistenza è creata da due forze diverse, la forza di attrito dell’acqua che cerca di scivolare oltre la barca e la forza necessaria per accelerare l’acqua lontano dalla forma dello scafo e viceversa mentre la barca si divide attraverso l’acqua. Questi sono chiamati rispettivamente” Resistenza di attrito “e” Resistenza di forma”. Il trascinamento del modulo è talvolta chiamato trascinamento “residuo”.
L’attrito con l’acqua viene creato ovunque la barca tocchi l’acqua in movimento. Più barca tocca l’acqua, più attrito. Questo è spesso indicato come superficie bagnata o area bagnata. Per i miei disegni è possibile trovare questo nella sezione Misure di ogni disegno o la pagina di confronto di progettazione. Come implicito, un’area bagnata più grande si tradurrà in più resistenza.
Il trascinamento del modulo è un po ‘ più difficile da capire. Come si sposta la barca attraverso l “acqua ancora, lo scafo deve spostare l” acqua fuori strada per fare spazio per la barca, e dopo che ha passato, l ” acqua deve tornare a riempire il buco dove la barca usato per essere. Ciò richiede di accelerare l’acqua verso il lato e poi di nuovo.
Con le barche larghe, è necessario spostare l’acqua a lungo verso il lato e le barche strette, non tanto è abbastanza facile capire perché le barche strette possono avere meno resistenza. Ma qual è l’effetto della lunghezza?
Pensa a sollevare un oggetto pesante ad una certa altezza. Puoi semplicemente afferrarlo e sollevarlo verso l’alto, o arrotolarlo su una rampa a quell’altezza. La maggior parte delle persone saranno d’accordo che rotolare su una rampa sarà più facile, e più lunga è la rampa, più facile è. Mentre entrambi compiono la stessa cosa, cercando di fare il lavoro tutto in una volta è più difficile che prendere un po ‘ più di tempo salendo la rampa.
Una barca più lunga funziona come una rampa più lunga. Accelera l’acqua più lentamente, in modo che l’acqua non deve muoversi più velocemente per uscire di strada, e allo stesso modo tornare insieme dopo che la barca passa.
Ciò che potrebbe non essere completamente chiaro è il motivo per cui spostare lentamente l’acqua rende più facile. Alla fine, tutto questo si riduce all’energia. Qualsiasi energia che si utilizza per spostare l’acqua fuori del modo della barca è energia che potrebbe essere utilizzata per spostare la barca in avanti. Ho intenzione di cadere un po ‘ di matematica su di voi, ma non essere troppo legato nell’equazione, lascia che ti mostri quali sono le implicazioni dell’equazione.
L’energia di un oggetto in movimento è chiamata Energia cinetica o KE. Il KE di un oggetto è correlato al suo peso o massa (m) e alla sua velocità o velocità (v). Viene calcolato con la seguente equazione:
KE = 1/2 m v2
Lascia ignorare il bit 1/2. Non importa. Invece diamo un’occhiata alle due cose che capiamo peso (m) e velocità (v). In questa equazione, il peso è di per sé solo, dove la velocità ha i due piccoli su di esso che significa “quadrato”. Quindi quando guardiamo il contributo della massa all’Energia Cinetica è solo la massa, ma quando guardiamo la velocità dobbiamo moltiplicare la velocità con se stessa. Vediamo come appare in un grafico:
Se guardiamo la linea blu per la massa, il contributo a KE è proprio qualunque sia la massa. Se raddoppi la massa, il KE è raddoppiato, dieci volte la massa, dieci volte il KE, ma con la curva di velocità arancione, è una questione completamente diversa. Raddoppiare la velocità significa quattro volte il KE, e 10 volte la velocità significa 100 volte il KE.
Quindi, se si prende la matematica fuori di esso basta ricordare che piccoli cambiamenti di peso significa piccoli cambiamenti nell’energia mentre, piccoli cambiamenti nella velocità possono provocare cambiamenti significativamente più grandi nell’energia.
Guardando la nostra barca corta contro una barca lunga supponendo che abbiano la stessa larghezza, se la barca pesa la stessa quantità e la persona che pagaia non cambia, il peso complessivo non cambia, il che significa che il suo contributo all’energia cinetica non cambia, ma con una barca lunga, la velocità con cui si muove l’acqua è minore perché lo stesso spostamento dell’acqua avviene lungo una lunghezza maggiore. Se la barca lunga fosse due volte più lunga della breve, avresti solo bisogno di circa un quarto dell’energia per spostare l’acqua. Le barche più lunghe significano che per qualsiasi velocità in avanti si pagaia la barca, si finisce per spostare l’acqua lateralmente più lentamente. Ciò si traduce in un risparmio nella quantità di energia utilizzata per spostare l’acqua.
Si noti che qualsiasi energia applicata al movimento dell’acqua intorno alla barca è visibile sotto forma di scia lasciata dalla barca. La scia barca è che l’energia si allontana e ha perso. L’atto del tuo arco che taglia le onde crea un’onda che continua dopo che la barca è passata, un’altra onda viene creata quando l’acqua scivola indietro dietro lo scafo. Queste onde create dalla barca che si muove attraverso l’acqua si combinano insieme per fare la scia.
Dato questo, sembrerebbe ovvio che le barche più lunghe sarebbero sempre più veloci. Se si sta mettendo meno sforzo in movimento l’acqua fuori strada, con una barca più lunga, che deve essere una buona cosa. Ma le barche più lunghe hanno un prezzo. Generalmente hanno una superficie più bagnata. La forma con la superficie più bassa è una forma rotonda o sferica, quando inizi ad allungarla mantenendo lo stesso volume, finisci per aumentare la superficie.
E ricorda che più superficie significa più resistenza all’attrito. Guardando il grafico della curva di velocità sopra, puoi vedere che sul lato sinistro dove i numeri sono bassi, la curva arancione impiega un po ‘ prima che inizi davvero a oscillare verso l’alto. Il risultato di questo lento avvio della curva è che a basse velocità il trascinamento del modulo non ammonta a molto finché la velocità non aumenta. A basse velocità la maggior parte della resistenza sulla vostra barca è il risultato dell’attrito dell’acqua sfregamento contro lo scafo.
Il grafico seguente mostra la resistenza del mio design Petrel. La curva arancione è il trascinamento della forma dal movimento dell’acqua, e il magenta è l’attrito dell’acqua che cerca di scivolare sulla superficie. L’area blu è da aggiungere questi due insieme. Si noti che fino a circa 3,5 nodi, quasi tutta la resistenza sta solo superando l’attrito e non è fino a quasi 6 nodi che la resistenza della forma residua diventa il fattore dominante.
Una conseguenza di ciò è che a velocità più basse le barche corte e larghe hanno meno resistenza a causa della superficie meno bagnata e a velocità più elevate le barche più lunghe e strette fanno meglio. Come esercizio per saperne di più su questo ho usato un programma chiamato Michlet che è un modellatore di trascinamento dello scafo con uno strumento per creare forme di scafo “ottimizzate” per una data velocità. Essenzialmente ho trovato una forma di lunghezza e larghezza ottimale per una data velocità, e poi ho modellato la resistenza per quella forma. Quindi, la linea blu mostra la resistenza di un disegno con la resistenza minima per 1 miglio all’ora. Ciò ha provocato una barca che era 3.3 piedi di lunghezza e 27.6 pollici di larghezza (a forma di un po ‘ come un limone, rotondo nel mezzo con alcuni punti ad ogni estremità).
Se si guarda attentamente il lato inferiore sinistro della curva si può solo capire che la linea blu appena sbircia fuori sotto tutte le altre curve. Scompare intorno 1.5 mph e poi si dirige a nord oltre 2 mph, ma a quel punto la forma magenta, 4.7 ‘x 24.6″ mostra sotto tutti gli altri. Se si dovesse prendere il numero di trascinamento in cui la curva magenta attraversa la linea 2 mph e far scorrere a sinistra dove quel livello attraversa il design verde ottimizzato per 7 mph si vedrà che per la quantità di sforzo necessario per rendere il 4.7′ barca lunga andare 2 mph il 17.7’ lungo 7-mph barca sarebbe solo andare circa 1.4 mph. La superficie bagnata inferiore della barca corta è sufficiente per compensare il fatto che farà una scia più grande a velocità più elevate.
Questo porta alla luce la situazione molto difficile da capire in cui la barca “lenta” è più veloce della barca “veloce” quando si va lentamente. Che cosa è più, notare che tutte le curve sono diretti verso l’alto, come si va a destra. Sì, i disegni brevi ottimizzati per il guadagno a bassa velocità trascinare più velocemente, ma non c’è evitare un guadagno in drag come si va più veloce. Ci possono essere piccoli difetti divertenti nella curva come il blu a 2.4 mph dove qualche strana interazione di forme d’onda scafo brevemente annullare per una finestra di velocità di resistenza leggermente ridotta, ma in generale, è tutto rapidamente aumentando la resistenza all’aumentare della velocità.
Queste dimensioni della barca potrebbero non essere pratiche, ma se sei nel design 16.1′ ottimizzato per 6 mph e ci vuole tutto ciò che hai fisicamente per farlo andare 6 mph, ottenere una barca 17.7′ non ti farà andare più veloce. Si può effettivamente rallentare. È necessario essere sostanzialmente più forte per ottenere il 17.7 ‘barca andando abbastanza veloce per avere un vantaggio rispetto al 16.1’ design.
Non esiste davvero un kayak veloce, ci sono solo canoisti forti e veloci. Appendere un motore abbastanza grande fuori la poppa, si può fare qualsiasi barca andare veloce. Ma, siamo generalmente guerrieri del fine settimana abbastanza deboli, cercando di ottenere il meglio dai nostri vecchi corpi flaccidi. Come facciamo?
Conclusioni
Le barche “ottimizzate” sopra non sono realistiche, se sei a tuo agio a navigare a 3 mph, ti sarà difficile trovare una barca lunga 8′ larga 20″. La maggior parte dei kayak sono più ampi di uno qualsiasi degli esempi di cui sopra, ma si spera che ti fa pensare a come si utilizza la vostra barca.
La curva sopra mostra la resistenza del mio Petrel vs my Petrel Play designs. Il Petrel è 17 ‘x 20″ e il Petrel Play è 14′ x 23″, ma la prima cosa da guardare è il confronto delle misure, notare che alla linea di galleggiamento le dimensioni sono 15’ x 19.9″ per il Petrel e 13.15 ‘x 22.75″ per il Petrel Play. A causa dell’arco più a piombo del “Gioco”, la differenza di lunghezza della linea di galleggiamento (la parte che conta) non è così netta. Il gioco Petrel ha anche meno superficie bagnata 18.7 sq ft vs 20.2 sq ft per il Petrel. E la superficie complessiva dell’intera barca è inferiore con il “Gioco”.
Puoi solo distinguere un po ‘ di blu che mostra sotto il viola sotto i 2,5 nodi, a 3 nodi c’è qualche divergenza ma non è eclatante. Se si sta remando il gioco Petrel in un gruppo tipico che in media circa 3 nodi (circa 3,5 mph o 5.6km / h) si sta davvero rinunciando a nulla per le barche lunghe 17 ‘ nel gruppo. Sì, se scelgono di sprint off si può lottare un po’, ma si guadagna qualcosa pure. La superficie totale inferiore del Petrel Play significa che non ha bisogno di tanto materiale da costruire, il che si traduce in una barca più leggera. Anche le barche più lunghe devono essere strutturalmente più forti, il che significa più peso. La barca più corta ha meno “peso oscillante” che significa meno inerzia quando si desidera girare, cioè è più reattiva e veloce. La lunghezza più breve si adatta meglio alla superficie dell’acqua instabile, quindi è più stabile.
Ho remato una versione composita del mio Petrel Play (realizzato da Turning Point Boatworks) molto recentemente. Si tratta di una copia esatta della striscia gioco costruito, appena costruito in fibra di vetro e Innegra invece di striscia di legno. Ho fatto 20 miglia a lunga distanza pagaie e un sacco di giocare in gare di marea e surf, pagaiare con gli amici in 17′ barche. Non sento di aver sofferto per la lunghezza più corta. E ‘ veloce per arrivare fino a velocità, facile da gestire un sacco di divertimento.
Dopo anni di guardare le persone pagaiare tutti i tipi di kayak, sono giunto alla conclusione che per la maggior parte dei canoisti 14′ di lunghezza è davvero tutto ciò di cui hanno bisogno. Pago molto anche barche lunghe da 17 ‘kayak da mare a 20′ + sci da surf. Ci vuole molta forza, resistenza e forma fisica per ottenere i potenziali vantaggi della velocità che le barche più lunghe offrono. Le barche corte tendono ad essere più larghe, il che aumenta la resistenza, ma se riesci a trovare una barca ragionevolmente stretta nella gamma 14’, è probabile che sarà veloce quanto ti sentirai a tuo agio a pagaiare. Costantemente alla ricerca di una barca più lunga per andare più veloce non vi farà nulla di buono se non anche trascorrere il tempo per allenarsi e aumentare la vostra forma fisica.
Una barca corta sarà più leggera, più reattiva, più facile da remare la maggior parte del tempo, oltre che più facile da caricare sulla tua auto e riporre nel tuo garage. C’è assolutamente un posto per le barche più lunghe, ma si può essere sorpresi di quanto felice si può essere con qualcosa di più breve.
