Октябрь 2011 г. — измерение сопротивлений байдарок

Этой осенью сотрудник Нижегородского политехнического колледжа Геннадий Москаленко провел ряд измерений сопротивления байдарок при буксировке самодельной аккумуляторной лебедкой (рабочий участок троса 50м.) в рамках проведения лабораторных работ со студентами при скорости 1,78 м/с (6,4 км./ч.). Результаты представлены в таблице:
 

Судно Вес лодки + Груз (кг) Длина, см Ширина, см Число мест Сопротивление, кгс
Щука-4 15.0 + 267 620 86 4 4.1
Каньон-Лагуна 11.5* + 267 480 96 2 (3*) 4.3
Хатанга-3 21.5 + 263 460 100 3 6.4

*Примечание: Число мест Лагуны, если вынуть сидения и положить герметичные рюкзаки, не 2, а 3. Вeс Лагуны указан в варианте с облегченным днищем — 650 г./м.2. Наиболее близкий аналог среди судов КБ Сталкер — Налим-300, отличающийся от Лагуны отсутствием концевых заострений (поэтому он на 40 см. короче), отсутствием штатных сидений (есть дополнительные, надувные), наличием носовой и кормовой деки с карманами-наплывами для груза, наличием плавного прогиба корпуса, наличием более толстого днища (800 г./м.2) и чуть меньшим весом (по разным данным на 0,5-2 кг.), чуть меньшим диаметром бортовых баллонов (на 3 см.) и полной шириной (на 3см) и чуть большей шириной кокпита (на 3 см.). Кроме того, на данный момент (2011 г.) мы используем несколько более надежную ПУ-ткань для надувных камер — «Ламкотек» (США), а не ТПУ (Тайвань или Ю.Корея).

Август 2008 г. Измерение скоростей Щук и Налимов
    В августовском походе были сравнены ходовые качества байдарок щ1, щ2, щ3 с разной загрузкой и с наличием/отсутствием жердей, проложенных вдоль корпуса под декой и сидениями для повышения жесткости судна (далее — «продолины»). Цель испытаний — оценить влияние размещения груза и жесткости корпуса на скорость. Также были исследованы удлинненные щ1 и щ2 с более обтекаемой формой корпуса (длина больше на 40 см.).
К сожалению, как и прежде (см. предыдущее сообщение), использовалась не слишком объективная методика — максимально интенсивная гребля. На этот раз измерялось время двух заплывов, а в случае различия результатов более 1% проводились дополнительные 1-2-3 заплыва.
Также, к сожалению, скорости были не «походными» (5 км/ч), а «гоночными» (7-8 км/ч). Фактически для каждого судна определялась «предельная» скорость, за которой сопротивление судна начинает резко расти (например, при удвоении мощности «двигателя» — подключение второго гребца — щ2 пошла всего на 12% быстрее, грубо говоря, каждый процент повышения скорости требовал повышения мощности на 5-10%). Предельная скорость важна для гонок, но не для похода.

Основные выводы:
— под человеком весом 100 кг. на незагруженной Щуке всегда (до давления 0.4 атм.) образуется излом корпуса,
— этот излом значительно снижает скорость судна,
— если сидеть на корме, излом меньше, скорость больше,
— продолины убирают излом и повышают скорость, особенно, если сидеть посередине (не нагружая корму)
— плавный прогиб («закаячка», «забананенность») корпуса повышает скорость по сравнению с прямыми жердями-продолинами,
— самый парадоксальный результат: удлинненная щ2 с грузом 100 кг. посередине (и заметным изломом корпуса) идет на 3-5% медленнее (!!!), чем щ2 с более равномерно распределенным грузом 170-180 кг. (при этом на больших скоростях возникает плавный прогиб всего корпуса). То есть выигрыш в скорости, связанный с хорошей формой корпуса, больше, чем проигрыш от удвоения груза. На обычной (неудлинненной) щ2 этот эффект не наблюдался — вероятно, из-за того, что относительно «туповатые» скулы обычной Щуки при большом грузе погружались под воду и сильно тормозили.
Для практики эти результаты не имеют большой ценности, поскольку ни на одной лодке в походе (пассажиры до 80 кг.) я изломов корпуса не замечал. То есть эта проблема актуальна только для тяжеловесов, причем и под ними излом возникает далеко не всегда (на нашем сайте висит фото груженой щ3, капитан которой весит 105кг, но провала под ним нет). Однако, при наличии излома с ним следует бороться. Возможные способы борьбы:
— повышение давления,
— прокладка продолин,
— вытачки до 4 см. с нижней стороны чехла баллона в месте излома (реально применено на моей байдарке Щука-4).
Впрочем, вывод о полезности плавного прогиба корпуса Щуки (и вообще любого надувного судна), важен и с практической стороны. Однако, делать Щуки с гарантированной плавным прогибом вдоль всего корпуса я не берусь.

Еще один результат:
— Байдарка Щука-1 при любой посадке и наличии/отсутствии продолин идет примерно одинаково: видимо, излом или тангаж портят ходовые качества так же, как и излишняя «прямизна» корпуса с продолинами. Было бы интересно сравнить эти результаты с щ1, имеющей плавный прогиб корпуса, но придать ей такую форму не удалось.

Ниже приведены результаты измерений скорости прохождения тестовых дистанций неустановленной длины (около 60-80 м.) в единицах скорости Байдарки Щука-1. Каковая скорость, судя предыдущим измерениям , составляет 6.8 км/ч. (100 м. за 53 с.). Список включает также июньские результаты испытаний Налимов  и майское сравнение обычной и удлинненной байдаркой Щука-1.
Напоминаю, что различие скорости в 1% для данных судов при данных скоростях может означать отличие сопротивлений судов на несколько процентов (очень жаль, что не было возможности померить непосредственно сопротивление).
Если не указано специально — на судне один человек весом 100 кг. Если не указано специально, гребет один человек. «щ1у», «щ2ум — удлинненные модификации.

86% — лодка н100
92% — лодка н150
96% — лодка н200 (н200 имел излишнюю закаячку (прогиб). При оптимальном прогибе он плыл бы быстрее, но и байдарка Щука-1 при отсутствии излома плыла бы быстрее, так что вопрос об первенстве «идеальных» щ1 и н200 остается открытым)
100% — байдарка щ1, посадка в любом месте без продолин (небольшой излом корпуса) или с продолинами (прямой корпус). Жаль, не удалось проверить щ1 с плавным прогибом корпуса — должен был получиться лучший результат.
105-110% — байдарка щ1у, (неточные измерения на неудобной дистанции в мае 2008vг.)
103% — байдарка щ2, 2 чел.=180 кг., плавный прогиб корпуса, отчасти связанный с разряжением под днищем на большой скорости.
106% — байдарка щ2у, посадка посередине, излом корпуса
106% — байдарка щ2, посадка посередине, излом корпуса
106% — байдарка щ3, давление 0.3атм., посадка посередине, излом корпуса
109% — байдарка щ3, давление 0.4атм., посадка посередине, слабый излом корпуса. Жаль, не провели испытания байдарки Щука-3 с продолинами (без излома) — должен был получиться рекордный результат.
109% — байдарка щ2у, 2 чел.=180 кг., плавный прогиб корпуса, отчасти связанный с разряжением под днищем на большой скорости
110% — байдарка щ2у, посадка сзади, слабый излом корпуса
110% — байдарка щ2у, 2 чел.=170 кг., продолины (прямой корпус). Уступает щ2у с плавным прогибом корпуса (след. строка)
111% — байдарка щ2у, 2 чел.=170 кг., плавный прогиб корпуса, отчасти связанный с разряжением под днищем на большой скорости
114% — байдарка щ2у, продолины (прямой корпус), посадка сзади. Для гребца до 80кг такой режим реализуется без продолин
119% — байдарка щ2у, продолины (прямой корпус), посадка посередине. Для гребца до 80кг такой режим реализуется без продолин
123% — байдарка щ2у, 2 чел.=170 кг., ОБА ГРЕБУТ!), чрезмерный прогиб корпуса, связанный с сильным разряжением под днищем — середина лодки на большой скорости выгибалась вниз на 15-20см.
(Строка «щ2у, 2 чел.» присутствует 2 раза с заметно разными результатами — 109 и 111%. Это отчасти связано с разным весом груза (180 и 170 кг.), но, главным образом, с тем, что испытания проводились в разные дни и на разных дистанциях (возможно, при разном давлении). Результаты измерений при обработке сшивались так, чтобы скорость байдарки щ1 всегда была 100%, но скорости «щ2у, 2 чел.» в разные дни при этом разошлись на 2%. Этот пример позволяет оценить погрешность измерений скорости.)

Последний вывод: на гонках одиночек выбор в качестве судна байдарку Щука-2 вместо Щуки-1 может дать выигрыш скорости 15-20% (при посадке посередине Щуки-2 и весе капитана до 80кг, либо при большем весе и использовании продолин). Если использование продольных элементов жесткости запрещено, то тяжеловесам рекомендуется сидеть на корме щ2 — это может дать выигрыш 6-10% по сравнению с байдаркой Щука-1.