Реферати українською » Физкультура и спорт » Теоретичне обгрунтування оптимального темпу в академічної греблі


Реферат Теоретичне обгрунтування оптимального темпу в академічної греблі

Кандидати технічних наук О.Ю. Бингелис, І.М. Данишявичюс, Литовський інститут фізичної культури

Видовищність рухів веслярів, пульсує рух і кільова хитавиця академічної човна у такт із частотою гребків приховують від спостерігача деякі немалозначні явища, властиві даному виду спорту. Вивчення і цих явищ можуть сприяти поліпшенню успіхів у академічної греблі. До цих питанням належить виявлення причин, зумовлюючих вибір економічного, ефективного чи оптимального темпу гребли. У літературних джерелах відсутня тенденція виявлення таких причин, рекомендації за вибором найкращого темпу гребли грунтуються на інтуїції, на практичних випадках, статистичних даних різних змагань. Деякі конкретні дані за такого підходу наведені у огляді [3].

Мета нашої статті - з урахуванням законів фізики теоретично показати залежності ефективності (економічності) роботи екіпажу від темпу гребли. Почати з аналізу вертикальних рухів носа і корми академічної човнів протягом гребка. На рис. 1 показані результати досліджень, які проводив Венцель Джостэн [1]. Крива 1 зображує вертикальне рух носа, а крива 2 - корми. З першого погляду видно досить виражені противофазные вертикальні руху носа і корми. Обидва руху свідчить про примусову кільову хитавицю човни. Проте з кривим 1 і 2 розрахований вертикальне рух миделя (приблизно центру маси) човни (крива 3) показує його присутність серед загальному вертикальному русі складової вертикальної качки із частотою більшої, ніж частота гребків. Ця частота є частотою вільної вертикальної качки човни зустрів і залежить від темпу гребли. За підсумками цього виникає ідея - обчислити значення темпу гребли, у якому узгоджені між собою процеси гребли і вертикальної качки дозволили б найкращий результат.

Рис. 1 Вертикальні руху окремих точок (крива 1 - носа, крива 2 - корми, крива 3 - миделя) академічної човнів протягом гребка

Вертикальну хитавицю комплексу човни (човен + весла + екіпаж) при греблі викликає імпульс сили, діючий на банку у прикінцевій стадії проводки. Цей імпульс збільшує осадку човни. Після закінчення цього імпульсу відбувається загасаюча вільна хитавиця човни. У цьому періодично змінюються осаду і тим самим смачиваемая поверхню човни. Поєднуючи момент максимальної сили проводки з моментом мінімального опору води (при мінімальної площі смачиваемой поверхні), можна отримати роботу найбільш економічну чи ефективну греблю.

При що встановилася темпі гребли процес вертикальної качки комплексу човни можна описати вираженням зміни сумарного збільшення опади (t)от часу

(t)=u[t-(i-1)Tz]·[t-(i-1)Tz],

де m - обраний кількість гребків (m >= 4);

Tz -період гребка u[t-(i-1)Tz] - одинична функція (u=0 при t<(i-1)Tz і u=1 при t >= (i-1)Tz; [t-(i-1)Tz]) - зміни збільшення опади під впливом одиночного имульса сили, чинного на банку після моменту часу t>(i-1)Tz.

Вислів зміни збільшення опади визначається результаті рішення неоднорідного диференціального рівняння другого порядку, описывающего процес вертикальної качки комплексу човни [2] під впливом одиночного імпульсу сили на банку.

Математичне опис цього імпульсу грунтується на кусочно-линейной апроксимації кривих, отриманих під час тестування веслярів на спеціальному гребному эргометре. Використовувані в обчисленнях значення кутовий частоти качки -, коефіцієнта гасіння - вертикальної качки, статичної опади Т залежно від навантаження D (чи маси D/g) комплексу човни обчислюються по теоретичним кресленням човнів чи визначаються експериментально для конкретних випадків.

На рис. 2 показаний загальний вигляд встановлених процесів вертикальної качки комплексу академічної одинаки, вирахуваних з допомогою ЕОМ в різних темпах гребли: SF<SFopt (рис. 2,а), SF=SFopt (рис. 2,в), SF>SFopt (рис. 2, з). Вихідними для розрахунку прийнято обчислені дані (Т, D/g, n, v) човни [4, 5], виготовленої Рижским заводом спортивних судів, й одержують результати тестування реального весляра (тривалість tD і амплітуда імпульсу сили FD проводки, параметри форми, тривалість tS і затримка tV імпульсу сили FS, діючої на банку). При обчисленнях спрощення допущено сталість вихідних даних в усьому діапазоні темпу гребли. Форма імпульсу сили FD проводки, діючої на ручці весла, аппроксимирована позитивним полупериодом синусоїди.

Рис 2. Загальний вид встановлених процесів вертикальної качки комплексу академічної одинаки в різних значеннях темпу гребли

Для кількісної оцінки ефективності гребли вводиться коефіцієнт ефективності ЄК. Його розмір приймається рівної 1 за оптимального темпі греблі, що забезпечує саме економічне використання сили FD на ручці весла.

,

У основу розрахунку береться відносна величина де t0 - час, у якому збігаються максимальна сила FDmax на ручці весла і мінімальна осаду, (t0) по складової вертикальної качки.

ЄК при i-м гребку дорівнює

,

де t1 = (i-1)TZ - tV; t2 = t1+tD; t3 = t0-tD/2 = (i-1)TZopt-tV; t4 = t0 + tD/2 = t3 + tD.

Отже обчислені залежності ЄК від темпу гребли SF представлені на рис. 3, а академічної одинаки 1х і рис. 3,в для академічної двійки 2х(2-). Для обчислення графіків рис. 3,а використані параметри по [4, 5] комплексу одинаки 1х: D/g = 106 кг; Т = 99 мм; n = 8,0 1/с; v = 0,8 1/с; результатів тестування весляра: tD = 0,74 з; tV = 0,54 з, tS = 0,34 з; імпульс сили FS = 77,8 Нс (крива 1); 126 Нс (крива 2); 156 Нс (крива 3). Для обчислення графіків рис. 3,в використані параметри по [5, 6] комплексу двійки 2х(2-): D/g = 207 кг; Т = 119 мм; - = 7,3 1/с; - = 1,41 1/с; результатів тестування веслярів: tD = 0,74 з; tV = 0,54 з; tS = 0,34 з; імпульс сили FS = 2х77,8 Нс (крива 1); 2х126 Нс (крива 2); 2=156 Нс (крива 3). Результати обчислень в різних масах комплексів човнів (тобто. різних екіпажах із загальної масі) дозволили скласти емпіричні висловлювання до розрахунку оптимального темпу залежно від безлічі комплексу: для одинаки 1х SFopt = 49,7-0,12 D/g, для двійки 2х(2-) SFopt = 43,4-0,05 D/g.

Рис. 3 Теоретична залежність коефіцієнта ефективності EK від темпу SF гребли для академічної одинаки (чи двійки 2х чи 2- (б)

Аналіз теоретичних залежностей ЄК = f(SF) дозволяє робити такі висновки:

1. Значення оптимального темпу практично лінійно збільшується із зменшенням навантаження (маси) комплексу човни.

2. Зменшення зусиль веслярів розширює діапазон значень оптимального темпу. Втомлений екіпаж має більші можливості змінювати темп.

3. Найбільш економічний спосіб досягти хороших успіхів у греблі - підтримати оптимальний темп; ефективність можна досягти збільшенням зусиль під час проводки.

4. Завдяки більшого значенням коефіцієнта гасіння досліджувана двійка 2х(2-) виявляється менш чутливої до відхилення від оптимального темпу гребли, ніж одинак 1х. Оптимальний темп гребли на двійці менше, ніж одиночці.

5. Для академічних човнів інших класів розрахунки аналогічні. У цьому використовуються сумарні показники екіпажів й формує відповідні характеристики човнів.

Результати досліджень, і додаткові інформацію про деяких академічних човнах, випущених Рижским заводом спортивних судів, розширять кругозір спортсменів і фахівців, котрі займаються академічної веслуванням.

Список літератури

1. Академічна веслування (частина 1).- Л. ЛНИИФК, 1989.

2. Дробленков В.Ф. та інших. Довідник з теорії корабля.- М.: Воениздат, 1984.

3. Зациорский В.М., Вершинскас Р.С. Биомеханика академічної гребли.-Вильнюс, Респ. кабінет методики спорту, 1987.

4.Одиночка гоночна. Теоретичний креслення 7520.00.00ТЧ.

5. Судна спортивні гребні. Загальні технічні умови ОСТ 62-159-86.

6. Судно спортивне гребное з склопластику. Академічна двійка распашная без рульового і двійка парна 7606.00.00ТЧ.

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту http://lib.sportedu.ru

Схожі реферати:

Навігація