ВЕСЛО С ЗУБЧАТЫМ СОЕДИНЕНИЕМ РУЧКИ И ДРЕВКА Российский патент 2005 года по МПК B63H16/04 

Известны весла с зубчатым соединением ручки и древка, позволяющим грести, сидя лицом к направлению движения, и с лопастью, которая занимает во время гребли постоянное положение, примерно перпендикулярное продольной плоскости лодки, путем поворота лопасти при помощи системы шарнирного параллелограмма, смонтированной на древке весла.

Особенностью описываемого весла является то, что шарнир, с помощью которого лопасть соединена с древком, расположен в верхнем углу лопасти. При этом ось шарнира не перпендикулярна продольной оси древка, а составляет с ней угол, при котором в заглубленном состоянии лопасти ось шарнира занимает вертикальное положение, а верхняя и нижняя кромки лопасти – горизонтальны. Ось полушестерни древка параллельна оси шарнира лопасти и при заглубленном состоянии лопасти также занимает вертикальное положение.

При таком выполнении весла уменьшаются отклонения лопасти от вертикального положения во время гребка, в результате чего уменьшается величина заглубляющей и выталкивающей составляющих силы реакции лопасти, т.е. повышается кпд лопасти.

Недостатки заключаются в следующем:

- довольно большое сплывание лопасти весла, потери не менее 4% от приложенной силы;

- возникают значительные растягивающие силы в тяге в результате крепления лопасти весла к рычагу-сошке;

- шарнирное закрепление лопасти весла к древку ограничивает увеличение площади лопасти и из-за ее консольности становится довольно массивным, тяжелым.

Целью изобретения является увеличение кпд (полезного дествия); уменьшение величины сплывания; увеличение площади лопасти весла; уменьшение силы, действующей на тягу; увеличение скорости движения.

Указанная цель достигается тем, что шарнирные соединения древка, рычага-сошки, тяги и планки-уключины, прикрепленной на борту лодки, представляют не параллелограммную шарнирно-сочлененную систему, а трапецеидальную, при которой ось тяги не параллельна оси древка, из-за большей длины между осями рычага-сошки, чем между осями на Г-образной поворотной планке крепления шестерни древка и тяги. Поэтому можно записать это неравенство, см. фиг.2, где а<в. Лопасть весла имеет прямоугольную форму с закруглениями в углах. Кроме того, лопасть выполнена выпуклой по двоякой кривизне со стороны хода лодки, а со стороны кормы – вогнутой поверхностью, имеющей на середине обтекающий горизонтальный гребень, который обеспечивает одновременно и дополнительную прочность. Лопасть симметрична и на оси симметрии выпуклой стороной крепится к вертикальной планке прикрепленной снизу перпендикулярно к оси рычага в непосредственной близости от шарнирного соединения с древком. Симметричное расположение лопасти на рычаге способствует теоретически уничтожению нагрузок в тяге, а трапецеидальная система, обеспечивает в начале гребка и в конце угол атаки, делает каждый гребок более мощным, полным без угловых потерь и потерь на сплывание.

Новым является то, что шарнирное соединение представляет не параллелограмм, а трапецию, в результате чего в первой половине гребка возникает угол атаки лопасти, постепенно затухающий по мере поворота в первой половине и постепенно возрастающий во второй. Лопасть имеет прямоугольную с закруглениями в углах форму, выпукло-вогнутой обтекаемой поверхностью и прикреплена к рычагу осью симметрии. Размеры осей крепления древка и тяги к рычагу-сошке больше, чем размер между осями крепления шестерни древка и тяги на планке, прикрепленной на уключине лодки.

На фиг.1 изображена академическая лодка с веслом с зубчатой передачей;

- на фиг.2 – весло в крупном плане, с углом атаки лопасти и трапецеидальной системы соединения древка, рычага и тяги с уключиной.

Лопасть 1 неподвижно прикреплена к рычагу 2, соединенному при помощи шарнира 3 с древком 4, другой конец которого выполнен в виде полушестерни 5, находящейся в зацеплении с полушестерней 6 ручки 7. Тяга 8, смонтированная под некоторым углом к древку, шарнирно соединена одним концом с рычагом 2, а другим – с уключиной при помощи оси 9, вследствие чего образуется трапецеидальная шарнирно-сочлененная система, поворачивающая лопасть в первой половине гребка, с максимального угла атаки и по мере поворота весла, доведением до нуля градусов, а на второй половине гребка - наоборот, постепенное, по мере поворота весла, увеличение угла атаки лопасти до максимума.

При одинаковой длине древка и тяги, вследствие их непараллельности, нет и теоретической, настоящей трапеции, т.к. размер между шарнирными соединениями древка и тяги на рычаге больше, чем размер полушестерни древка и крепления другого конца тяги на уключине.

Только из-за малого угла непараллельности древка и тяги, мы можем считать, что это трапеция и трапецеидальная система.

Ось 10 крепления полушестерни древка, ось 9 крепления тяги, а также ось 11 крепления полушестерни ручки 7 расположены на поворотной планке 12, прикрепленной на горизонтальной оси 13, смонтированной концами в упорных подшипниках 14 с крепежными лапками к борту лодки.

Весло с зубчатой передачей работает следующим образом:

садятся лицом в направлении движения лодки, независимо на банки академической лодки или на скамейки шлюпки;

глубину погружения лопасти выяснить практикой эффективности гребка начиная с нуля, т.е. верхнюю кромку лопасти держать на уровне воды, в последующем углубляя по сантиметру, выяснить наиболее выгодное заглубление;

выявить недостатки и достоинства нового весла, а также его кпд.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения заключаются в следующем:

- гребущий смотрит вперед в направлении движения лодки;

- уменьшаются потери на сплывание лопасти весла;

- аннулируются угловые потери гребка за счет поступательного движения;

- исчезают потери от поворота лопасти относительно оси симметрии;

- увеличивается коэффициент полезного действия;

- увеличится скорость лодки и станут более высокими спортивные достижения;

- более высокое морально-эстетическое восприятие окружающего мира в зоне отдыха, в спорте и на рыбной ловле, на охоте.

При разработке темы учтены все аналоги учебников “Гребной спорт”, выпуск 1966 г., под общей редакцией доцента С.К. Фомина и “Гребной спорт”, выпуск 1976 г., под общей редакцией И.Ф. Емчука. Москва, издательство “Физкультура и спорт”.

Авторское свидетельство №189324, кл. 65 с 11, 65 с 14, заявлено 03.11.1964 г.

Изобретение относится к спорту, а более конкретно к спортивному инвентарю, и может быть использовано для активного отдыха и туризма. Весло состоит из лопасти, неподвижно прикрепленной к рычагу, который при помощи шарнира соединен с древком, другой конец которого выполнен в виде полушестерни, находящейся в зацеплении с полушестерней ручки, тяги, смонтированной под углом к древку и шарнирно соединенной одним концом с рычагом, а другим - с планкой-уключиной при помощи оси. При этом образуется трапецеидальная шарнирно-сочлененная система, состоящая из древка, рычага, тяги и планки-уключины. Эта система позволяет осуществлять поворот лопасти в первой половине гребка с постепенным уменьшением угла атаки лопасти от максимального значения до нуля, а во второй половине гребка - с постепенным увеличением угла атаки лопасти от нуля до максимального значения. Технический результат заключается в увеличении коэффициента полезного действия и скорости движения лодки, а также в обеспечении возможности грести, сидя лицом по направлению движения. 2 ил.

Весло с зубчатым соединением ручки и древка, позволяющее грести, сидя лицом по направлению движения, и с лопастью, занимающей во время гребли постоянное положение, примерно перпендикулярное продольной оси лодки, путем поворота лопасти при помощи системы шарнирного четырехугольника, смонтированной на древке весла, отличающееся тем, что шарнирное сочленение древка, рычага, тяги и планки-уключины крепления осей полушестерен выполнено четырехугольной, близкой к трапецеидальной, формы, лопасть весла в развернутом виде имеет прямоугольную с закруглениями в углах форму, с одной стороны выпуклую по двоякой кривизне, а с противоположной стороны вогнутую и с горизонтальным гребнем посередине, с двух сторон которого выше и ниже выполнены обтекаемые корытообразные желобки, причем лопасть прикреплена по оси симметрии выпуклой стороной к вертикальной планке, прикрепленной снизу к рычагу в непосредственной близости от шарнирного соединения с древком.