często dostaję pytania na skutek: „mam problem z nadążaniem za przyjaciółmi, jaki Kajak powinienem dostać?”Każdy wie, że dłuższe kajaki są szybsze, więc oczywiście powinienem polecić tym ludziom najdłuższe kajaki, jakie mam.
ale czy to prawda? Czy dłuższy kajak jest naprawdę szybszy? Cóż, jak wiele rzeczy, odpowiedź brzmi: to zależy.
najpierw powinniśmy porozmawiać o tym, co sprawia, że kajak jest szybki lub wolny. Pomyślałbyś, że jeśli zawiesisz wystarczająco duży zaburtowy koniec, powinieneś być w stanie sprawić, że każda Świnia wystartuje. W pewnych granicach jest to prawdą. To, co naprawdę decyduje o tym, jak szybko jedziesz, to ilość energii, którą możesz zastosować do wiosła. Ale różne łodzie będą poruszać się z różnymi prędkościami, gdy zastosujesz tę samą ilość mocy. Co odróżnia łodzie jest”drag”.
Przeciągnij to, ile oporu tworzy łódź, aby przeciwstawić się mocy, którą stosujesz, aby ją uruchomić. Przeciągnij zmienia się w zależności od prędkości, zazwyczaj, gdy nie idziesz bardzo szybko, nie ma dużo przeciągania, a gdy idziesz coraz szybciej, przeciąganie zwykle wzrasta. To, co sprawia, że powolna Łódź kontra szybka łódź, to jak szybko opór rośnie wraz ze wzrostem prędkości.
opór jest tworzony przez dwie różne siły, siłę tarcia wody próbującej prześlizgnąć się obok łodzi i siłę potrzebną do przyspieszenia wody od kształtu kadłuba iz powrotem, gdy łódź przedziera się przez wodę. Są one nazywane odpowiednio „przeciąganiem Tarciowym” i „przeciąganiem formularzy”. Przeciąganie formularza jest czasami nazywane przeciąganiem „szczątkowym”.
tarcie z wodą powstaje wszędzie tam, gdzie Łódź dotyka poruszającej się wody. Im więcej łodzi dotyka wody, tym większe tarcie. Jest to często określane jako zwilżona Powierzchnia lub obszar zwilżony. W przypadku moich projektów można to znaleźć w sekcji pomiary każdego projektu lub na stronie porównania projektów. Jak sugerowano, większy zwilżony obszar spowoduje większy opór.
przeciąganie formularza jest nieco trudniejsze do zrozumienia. Gdy poruszasz łodzią po nieruchomej wodzie, kadłub musi usunąć wodę z drogi, aby zrobić miejsce dla Łodzi, a po jej minie, woda musi wrócić, aby wypełnić dziurę w miejscu, w którym kiedyś była łódź. Wymaga to przyspieszenia wody na bok, a następnie z powrotem.
z szerokimi łodziami musisz przesunąć wodę daleko na bok i wąskie łodzie, nie tak bardzo, więc dość łatwo jest zrozumieć, dlaczego wąskie łodzie mogą mieć mniejszy opór. Ale jaki jest efekt długości?
pomyśl o podniesieniu ciężkiego przedmiotu na pewną wysokość. Możesz po prostu chwycić go i podnieść prosto do góry, lub zwinąć na rampę na taką wysokość. Większość ludzi zgodzi się, że zwijanie rampy będzie łatwiejsze, a im dłuższa rampa, tym łatwiejsze. Podczas gdy obaj osiągają to samo, próba wykonania pracy na raz jest trudniejsza niż poświęcenie trochę więcej czasu wchodzeniu na rampę.
dłuższa Łódź działa jak dłuższa rampa. Przyspiesza wodę wolniej, więc woda nie musi poruszać się tak szybko, aby zejść z drogi, a także wraca do siebie po przepłynięciu łodzi.
to, co może nie być do końca jasne, to dlaczego powolne przemieszczanie wody ułatwia. W końcu wszystko sprowadza się do energii. Każda energia, której używasz, aby usunąć wodę z drogi łodzi, to energia, którą można wykorzystać do poruszania łodzi do przodu. Rzucę na Was trochę matematyki, ale nie mieszajcie się zbytnio w równanie, tylko pozwólcie, że pokażę wam, jakie są implikacje tego równania.
energia poruszającego się obiektu nazywana jest energią kinetyczną lub ke. KE obiektu jest związany z jego masą lub masą (m) i jego prędkością lub prędkością (v). Jest on obliczany za pomocą następującego równania:
KE = 1/2 m v2
zignorujmy bit 1/2. Nieważne. Zamiast tego spójrzmy na dwie rzeczy, które rozumiemy Waga (m) i prędkość (v). W tym równaniu, waga jest sama w sobie po prostu, gdzie prędkość ma małe dwa nad nim, co oznacza „do kwadratu”. Więc kiedy patrzymy na udział masy W energii kinetycznej, jest to po prostu masa, ale kiedy patrzymy na prędkość, musimy pomnożyć prędkość samą sobą. Zobaczmy, jak to wygląda na wykresie:
jeśli spojrzymy na niebieską linię masy, wkład do KE jest taki sam jak masa. Jeśli podwoisz masę, KE podwoi się, dziesięć razy masa, dziesięć razy KE, ale z pomarańczową krzywą prędkości, to zupełnie inna sprawa. Podwojenie prędkości oznacza cztery razy KE, a 10 razy prędkość oznacza 100 razy KE.
więc jeśli wyciągniesz z tego matematykę, pamiętaj, że małe zmiany masy oznaczają małe zmiany energii, podczas gdy małe zmiany prędkości mogą skutkować znacznie większymi zmianami energii.
patrząc na naszą krótką Łódź vs długą Łódź zakładając, że mają tę samą szerokość, jeśli łodzie ważą tyle samo, a osoba wiosłująca nie zmienia się, całkowita waga nie zmienia się, co oznacza, że jej wkład w energię kinetyczną nie zmienia się, ale w przypadku długiej łodzi prędkość, z jaką poruszasz wodą, jest mniejsza, ponieważ to samo przemieszczenie wody dzieje się na większej długości. Jeśli długa Łódź byłaby dwa razy dłuższa niż krótka, potrzebowałbyś tylko około jednej czwartej energii, aby wyprzeć wodę. Dłuższe łodzie oznaczają, że przy każdej określonej prędkości do przodu wiosłujesz łodzią, w końcu poruszasz się wolniej na boki. Skutkuje to oszczędnością energii zużywanej do przenoszenia wody.
zauważ, że każda energia zastosowana do poruszania się wody wokół Łodzi jest widoczna w postaci czuwania pozostawionego przez łódź. Łódź budzi się, że energia oddala się i stracił. Akt przecięcia łuku przez fale tworzy falę, która kontynuuje się po przepłynięciu łodzi, kolejna fala powstaje, gdy woda ślizga się z powrotem za kadłubem. Te fale stworzone przez łódź poruszającą się po wodzie łączą się ze sobą, aby obudzić.
biorąc to pod uwagę, wydaje się oczywiste, że dłuższe łodzie zawsze będą szybsze. Jeśli wkładasz mniej wysiłku w przenoszenie wody z drogi, z dłuższą łodzią, to musi być dobra rzecz. Ale dłuższe łodzie mają swoją cenę. Na ogół mają bardziej zwilżoną powierzchnię. Kształt o najniższej powierzchni ma kształt okrągły lub kulisty, gdy zaczniesz go rozciągać, zachowując taką samą objętość, w końcu zwiększysz powierzchnię.
i pamiętaj, że większa powierzchnia oznacza większy opór tarcia. Patrząc na wykres krzywej prędkości powyżej, widać, że po lewej stronie, gdzie liczby są niskie, pomarańczowa krzywa zajmuje trochę czasu, zanim zacznie się obracać w górę. Wynikiem tego powolnego rozpoczęcia krzywej jest to, że przy niskich prędkościach przeciąganie postaci nie jest zbyt duże, dopóki prędkość nie wzrośnie. Przy niskich prędkościach większość oporu na łodzi jest wynikiem tarcia wody o kadłub.
Poniższy wykres pokazuje opór mojego projektu Petrela. Pomarańczowa krzywa jest formą przeciągania się wody, a magenta jest tarciem wody próbującej przesuwać się po powierzchni. Niebieski obszar jest od dodania tych dwóch razem. Zauważ, że do około 3,5 węzła, prawie cały opór pokonuje tarcie i dopiero prawie 6 węzłów, opór resztkowy staje się dominującym czynnikiem.
konsekwencją tego jest to, że przy niższych prędkościach krótkie szerokie łodzie mają mniejszy opór ze względu na mniej zwilżoną powierzchnię, a przy wyższych prędkościach dłuższe węższe łodzie robią lepiej. Aby dowiedzieć się więcej na ten temat, użyłem programu Michlet, który jest modelerem przeciągania kadłuba z narzędziem do tworzenia „zoptymalizowanych” kształtów kadłuba dla danej prędkości. Zasadniczo znalazłem optymalny kształt długości i szerokości dla danej prędkości, a następnie modelowałem opór dla tego kształtu. Tak więc Niebieska linia pokazuje opór konstrukcji z minimalnym przeciągnięciem na 1 milę na godzinę. W rezultacie powstała łódź, która miała 3,3 stopy długości i 27,6 cala szerokości (w kształcie nieco przypominającym cytrynę, okrągła w środku z kilkoma punktami na każdym końcu).
jeśli uważnie przyjrzysz się lewej dolnej stronie krzywej, zauważysz, że niebieska linia ledwo zagląda pod wszystkie inne krzywe. Znika około 1.5 km / h, a następnie kieruje się na północ Ostro przez 2 km / h, ale w tym momencie magenta, 4.7 'x 24.6″ kształt pokazuje poniżej wszystkich innych. Gdybyś wziął numer przeciągania, w którym krzywa magenta przecina linię 2 mph i przesuń w lewo do miejsca, w którym poziom przecina zielony projekt zoptymalizowany dla 7 mph, zobaczysz, że za wysiłek potrzebny do tego, aby łódź o długości 4,7′ jechała 2 mph, ty łódź o długości 17,7′ 7 mph jechałaby tylko około 1,4 mph. Niższa zwilżona powierzchnia krótkiej Łodzi jest wystarczająca, aby zrekompensować fakt, że będzie ona większa wake przy większych prędkościach.
to ujawnia bardzo trudną do pojęcia sytuację, w której” wolna „Łódź jest szybsza niż” szybka ” łódź, gdy jedziesz wolno. Co więcej, zauważ, że wszystkie krzywe kierują się w górę, gdy idziesz w prawo. Tak, krótkie projekty zoptymalizowane pod kątem powolnego przyrostu prędkości przeciągają się szybciej, ale nie ma unikania wzmocnienia w przeciąganiu, gdy idziesz szybciej. Mogą być zabawne małe usterki w krzywej, takie jak niebieski na 2.4 mph, gdzie niektóre dziwne interakcje fal kadłubowych na krótko anulują się dla okna prędkości o nieco zmniejszonym oporze, ale ogólnie rzecz biorąc, wszystko to gwałtownie rośnie opór wraz ze wzrostem prędkości.
te wymiary łodzi mogą nie być praktyczne, ale jeśli jesteś w projekcie 16.1′, który jest zoptymalizowany dla 6 mph i zajmuje wszystko, co fizycznie musisz, aby przejść 6 mph, uzyskanie łodzi 17.7′ nie sprawi, że pojedziesz szybciej. To może cię spowolnić. Musisz być znacznie silniejszy, aby Łódź 17.7′ poruszała się wystarczająco szybko, aby miała przewagę nad konstrukcją 16.1′.
tak naprawdę nie ma czegoś takiego jak szybki Kajak, są tylko mocne i szybkie wiosła. Powieś wystarczająco duży silnik na rufie, aby każda łódź płynęła szybko. Ale generalnie jesteśmy dość słabi weekendowi wojownicy, starając się wydobyć to, co najlepsze z naszych starych, zwiotczałych ciał. Jak to robimy?
wnioski
„zoptymalizowane” łodzie powyżej nie są realistyczne, jeśli wygodnie pływasz z prędkością 3 mph, będziesz ciężko znaleźć 8′ długą łódź o szerokości 20″. Większość kajaków jest szersza niż którykolwiek z powyższych przykładów, ale mam nadzieję, że to sprawia, że myślisz o tym, jak korzystać z Łodzi.
powyższa krzywa pokazuje opór projektów My Petrel vs My Petrel Play. Petrel ma 17 'x 20″, A Petrel Play ma 14 'x 23″, ale pierwszą rzeczą, na którą należy spojrzeć, jest porównanie pomiarów, zauważ, że na linii wodnej wymiary to 15′ x 19,9″ dla Petrela i 13,15′ x 22,75 ” dla Petrela. Ze względu na bardziej pionowy łuk „gry”, różnica długości linii wodnej (część, która ma znaczenie) nie jest tak poważna. Petrel Play ma również mniej zwilżoną powierzchnię 18,7 stóp kwadratowych vs 20,2 stóp kwadratowych dla Petrela. A ogólna powierzchnia całej Łodzi jest mniejsza z „grą”.
można po prostu zauważyć trochę niebieskiego pokazującego poniżej fioletowego poniżej 2,5 węzła, przy 3 węzłach jest jakaś rozbieżność, ale to nie jest skandaliczne. Jeśli wiosłujesz Petrel Graj w typowej grupie, która średnio około 3 węzłów (około 3,5 mph lub 5.6km / h) naprawdę nic nie rezygnujesz z 17 ’ długich Łodzi w grupie. Tak, jeśli zdecydują się na sprint, możesz trochę walczyć, ale także coś zyskujesz. Mniejsza całkowita powierzchnia Petrela Play oznacza, że nie potrzebuje on aż tyle materiału do zbudowania, co przekłada się na lżejszą Łódź. Dłuższe łodzie muszą być również silniejsze konstrukcyjnie, co oznacza większą wagę. Krótsza łódź ma mniejszą „wagę huśtawki”, co oznacza mniejszą bezwładność podczas skręcania, tj. jest bardziej elastyczna i szybka. Krótsza długość lepiej pasuje do powierzchni wzburzonej wody, dzięki czemu jest bardziej stabilna.
ostatnio często używam wersji kompozytowej mojego Petrela Play (wykonanej przez Turning Point Boatworks). Jest to dokładna kopia paska zbudowanego, zbudowanego z włókna szklanego i Innegry zamiast paska z drewna. Robiłem wiosła na dystansie 20 mil i dużo grałem w wyścigach pływów i surfingu, wiosłowałem z przyjaciółmi w 17-calowych łodziach. Nie czuję, że cierpiałem na krótszą długość. Jest szybki, aby uzyskać na bieżąco, łatwe do obsługi wiele zabawy.
po latach oglądania ludzi wiosłujących wszelkiego rodzaju kajakami, doszedłem do wniosku, że dla większości wiosłarzy długość 14′ to naprawdę wszystko, czego potrzebują. Często wiosłuję długimi łodziami, od 17 'kajaka morskiego do 20′ + nart surfingowych. Potrzeba dużo siły, wytrzymałości i sprawności fizycznej, aby uzyskać potencjalne korzyści prędkości, które oferują dłuższe łodzie. Krótkie łodzie wydają się być szersze, co zwiększa opór, ale jeśli można znaleźć dość wąską Łódź w zakresie 14′, są szanse, że będzie tak szybko, jak będzie wygodne wiosłowanie. Ciągłe szukanie dłuższej łodzi, aby płynąć szybciej, nie przyniesie ci nic dobrego, jeśli nie poświęcisz również czasu na trenowanie i zwiększenie kondycji.
krótka łódź będzie lżejsza, bardziej elastyczna, łatwiejsza do wiosłowania przez większość czasu, a także łatwiejsza do załadowania samochodu i przechowywania w garażu. Jest absolutnie miejsce na dłuższe łodzie, ale możesz być zaskoczony, jak szczęśliwy możesz być z czymś krótszym.
