СПОСОБ ГРЕБЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК B63H16/10 B63H16/20 B63H16/08 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано на гребных судах - шлюпках, катерах, лодках.

Известен классический, повсеместно применяемый в мировой практике способ гребли, включающий использование гребного орудия - весла, выполненного в виде штока с соосными рукояткой на одном конце и лопастью на другом, попеременный перенос лопасти по воздуху в сторону носа судна, опускание лопасти в воду, отталкивание лопастью от воды движением лопасти в сторону кормы путем тянущего на себя за рукоятку движения гребца в сторону носа с одновременным упиранием ногами в конструкцию судна в направление кормы и опиранием средней части весла на шарнир в виде уключины. При этом способе гребец сидит лицом в сторону кормы, а весло является рычагом.

Известен также способ гребли на байдарке и каноэ, при которых гребец расположен лицом в сторону носа. При этом весло находится в руках гребца, и при гребке одной рукой другая рука служит опорой веслу.

Недостатком указанных способов является неполное использование мускульной энергии гребца для движения судна, что иллюстрируется (применительно к первому из указанных способов) на фиг.1, где
- сила воздействия гребца 1 на рукоятку весла 2;
- эквивалент - сила воздействия весла 2 на воду;
- сила реакции рукоятки весла 2 на гребца 1;
- эквивалент - сила реакции воды на весло 2;
- сила упора гребца 1 ногами в корпус судна 3;
- сила реакции корпуса судна 3 на гребца 1;
- сила опоры весла 2 на судно 3 через уключину 4, создаваемая гребцом 1;
- сила реакции судна 3 на весло 2.

При рассмотрении весла в виде рычага с точкой опоры, находящейся между точками приложения сил (фиг.2), имеем равенство

где создаваемая гребцом 1, является силой, приводящей судно 3 в движение. При этом (фиг.1), также создаваемая гребцом 1, расходуется только на обеспечение упора, а тоже создаваемая гребцом 1, расходуется на компенсацию и не позволяя за счет сместиться гребцу 1 в корму вследствие действия
Рассматривая же весло в виде рычага, в котором точки приложения сил находятся по одну сторону от точки опоры (фиг.3), имеем равенство

В этом случае силой, приводящей судно 3 в движение, является (фиг.1). При этом расходуется на обеспечение упора, а выполняет ту же роль, что и в первом случае. И так как создаются едиными мускульными усилиями гребца 1, в обоих вариантах рассмотрения действующих сил только половина мускульной энергии гребца используется на приведение судна 3 в движение.

Рассмотренный способ гребли принят за прототип, так как другие известные способы (в том числе гребли на байдарке и каноэ) не содержат операции гребка тянущим на себя движением обеими руками с упором ног в корпус судна. При гребле на каноэ и байдарке мускульная энергия только одной руки используется на движение судна. Мускульная энергия другой руки расходуется на создание упора веслу.

Задачей настоящего изобретения является полное использование мускульной энергии гребца для обеспечения движения судна.

Предложенный способ состоит в том, что гребец усаживается на сиденье лицом в нос судна, использует в качестве гребного орудия шток с установленными на нем перпендикулярно оси штока рукояткой и плицей, отталкивается от воды путем движения штока вдоль его оси в направление кормы тянущим на себя движением и одновременно упирается в корпус судна в направление носа судна.

На фиг. 4 представлена система сил, действующих в предложенном способе гребли:
- сила воздействия гребца 1 на шток 2;
- эквивалент - сила воздействия плицы 3 на воду;
- сила реакции штока 2 на гребца 1;
- эквивалент - реактивная сила, определяющая воздействие на судно 4 вследствие отталкивания гребцом 1 штока 2 в сторону кормы;
- сила упора гребца 1 в корпус судна 4;
- сила реакции судна 4 на гребца 1.

В отличие от известного способа, в котором часть сил, создаваемых мускульной энергией гребца, действует в замкнутой системе, в предложенном способе все силы действуют в разомкнутой системе. Гребец 1 упирается ногами в корпус судна 4, проталкивая его вперед, а руками, через орудие гребли, отталкивается от воды. По закону равенства сил действия и противодействия являющаяся эквивалентом приводит судно 4 в движение также в направление вперед. Таким образом, составляющие единые мускульные усилия гребца 1, используются суммарно и полностью на поступательное движение судна 4, чем достигается поставленная цель изобретения.

Кроме упомянутого выше устройства гребли, применяемого во всемирно используемом способе гребли, известны гребные устройства со штоком, расположенным вдоль оси судна и загребающим элементом, закрепленным на конце линии штока, например, по патенту Германии 2306794, МКП: В 63 Н 16/10, 1974 г. Однако шток указанного устройства состоит из массивной трубы, заканчивающейся зубчатой рейкой, которая входит в зацепление с шестерней, управляющей механизмом поворота гребного элемента. В целом устройство представляет собой громоздкий механизм, функции и формы исполнения которого не могут обеспечить достижения результата, являющегося целью заявленного изобретения.

За прототип принято устройство, состоящее из весла, уключины, сиденья и упора для ног, как наиболее близкое к предложенному устройству по эргономике.

Задача устройства состоит в обеспечении оптимальной эргономики при использовании мускульной энергии гребца в основных режимах гребли.

Частный случай выполнения примитивного устройства для осуществления предложенного способа, приведенный для пояснения сущности изобретения и подтверждения правильности выбора прототипа, показан на фиг.5.

Это устройство состоит из штока 1 с установленными на нем перпендикулярно его оси плицей 2 и рукояткой 3. Шток пропущен через направляющий подшипник скольжения 4, установленный на корме судна.

При гребле гребец, удерживая руками рукоятку 3, совершает ею круговые движения "вверх-назад-вниз-вперед", подобные движениям при гребле веслом. При этом шток совершает скользящие и качающие движения, опираясь в подшипнике 4, а плица совершает круговые движения "вниз-назад-вверх-вперед", подобно движению лопасти весла, загребая воду и отталкивая ее назад. При этом гребец упирается ногами в упор 6 и проталкивает судно вперед. На фиг.5 показаны два гребных устройства, которыми могут пользоваться один гребец одновременно двумя или два гребца каждый одним.

Развитие и уточнение совокупности признаков изобретения-устройства показано на фиг.6.

На отростке 7, который закреплен на конце штока 1, установлена горизонтально ось 8, на которой шарнирно установлена плица 2 с возможностью отклонения назад и ограничением отклонения вперед до положения плицы 2, перпендикулярного оси штока 1, что обеспечено установкой ограничителя 9 на отростке 7. В носовой части судна установлен еще один подшипник скольжения 4 и шток 1 пропущен через оба подшипника. На переднем конце штока 1 установлена стопорная шайба 10. Шток 1 в его переднем положении выступает из подшипника скольжения 4 на длину хода рукоятки от заднего до переднего положения штока при гребле. Количество сидений 5, упоров для ног 6, а также рукояток 3 на штоке 1 установлено в зависимости от штатного количества гребцов на судне соответствующего класса, а рукоятки 3 установлены на штоке 1 в местах, обеспечивающих гребцам удобство пользования ими. При этом на устройстве для правого борта рукоятки 3 установлены на левой стороне штока 1, на устройстве для левого борта - на правой стороне штока 1, а для нейтрального устройства, устанавливаемого в диаметральной плоскости судна, как показано на фиг.8 и 10, рукоятки 3 установлены с обеих сторон штока 1.

При гребле гребцы, удерживая руками рукоятки 3, совершают возвратно-поступательные движения штока 1. При движении штока 1 назад плицы 2 поворачиваются набегающим потоком воды в положение, перпендикулярное оси штока 1, обеспечивая упор для отталкивания воды (дальнейшему повороту плиц 2 препятствует ограничитель 9). При движении штока 1 вперед плицы 2 поворачиваются набегающим потоком воды во флюгерное положение, обеспечивая минимальное сопротивление как усилиям гребца (гребцов), так и движению судна.

Следующие частные случаи выполнения устройства также представлены на чертежах (в этих частных случаях действия гребцов и работа устройства аналогичны предыдущему частному случаю):
на фиг. 7 и 8 показана установка отростков 7 с осями 8 и плицами 2 на средней части штока 1. При этом на заднем конце штока 1, как и на переднем, установлена стопорная шайба 10, а количество отростков 7 с плицами 2 установлено исходя из нагрузки на гребцов для каждого класса судна. Отростки при исполнении устройства для правого и левого бортов выполнены отогнутыми вниз и установлены с соответствующих сторон штока, а при нейтральном исполнении устройства выполнены прямыми и установлены на нижней стороне штока;
на фиг. 9 и 10 показана установка оси 8 вертикально (в виде продолжения отростка 7) и установка на этой оси двух полуплиц, поворачивающихся в разные стороны.

На судне может быть установлено от одного, как показано на фиг.8 и 10, до трех (на катамаране, не показано) гребных устройств.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано на гребных судах - шлюпках, катерах, лодках. В предложенном изобретении осуществляют посадку на сиденье судна лицом в сторону носа судна, использование орудия гребли в виде штока с рукояткой и гребным элементом, загребание воды путем тянущего на себя движения руками, удерживающими рукоятку, с одновременным упиранием ногами в элемент корпуса судна в сторону его носа. Причем шток располагают вдоль судна, рукоятку устанавливают перпендикулярно оси штока, гребной элемент устанавливают шарнирно на вертикальной или горизонтальной оси, закрепленной на штоке. Изобретение позволяет обеспечить оптимальную эргономику при полном использовании мускульной энергии гребца при движении судна. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ гребли, включающий посадку на сиденье судна, использование орудия гребли в виде штока с рукояткой и гребным элементом, загребание воды путем тянущего на себя движения руками, удерживающими рукоятку, с одновременным упиранием ногами в элемент корпуса судна, отличающийся тем, что посадку на сиденье осуществляют лицом в сторону носа судна, шток располагают вдоль судна, рукоятку устанавливают перпендикулярно оси штока, гребной элемент устанавливают шарнирно на вертикальной или горизонтальной оси, закрепленной на штоке, а упираются в элемент корпуса судна в сторону его носа. 2. Устройство для осуществления способа гребли по п.1, содержащее орудие гребли в виде, по меньшей мере, одного штока с гребным элементом и рукояткой, опорный элемент для орудия гребли, сиденье и упор для ног, отличающееся тем, что гребной элемент выполнен в виде плицы, шток расположен вдоль судна в двух опорных и одновременно служащих направляющими элементах, которые выполнены в виде подшипников скольжения и установлены в оконечностях судна, а количество рукояток на штоке установлено по количеству штатных гребцов в местах, удобных для пользования ими гребцами, рукоятки установлены на штоке перпендикулярно его оси, при этом плица установлена шарнирно на закрепленной на штоке вертикальной или горизонтальной оси, имеющей ограничитель поворота плицы на угол не более 90^o, шток в его переднем положении выступает из подшипника на длину максимального хода рукоятки от заднего до переднего положения штока при гребле, а на переднем конце штока установлена стопорная шайба, при этом устройство может быть выполнено со штоками, расположенными побортно, или с одним штоком, расположенным по оси судна с рукоятками, установленными по обе стороны штока. 3. Устройство для осуществления способа гребли по п.2, отличающееся тем, что плица выполнена в виде двух створок, установленных на одной оси с возможностью расхождения их концов друг от друга.