Физика и техника заброса  
 
 
 Глава 2.  Работа оснащённого удилища    
 
 
 
Кольца и леска
 
Кольца
 
Что нагружает бланк на забросе? Тюльпан?  -   Да, если вместо удилища кол  (стержень).  Или, если удилище несёт глухую оснастку. То есть, собственно, тогда и колец на нём нет либо они не используются  (фото 1 и 2).
 

 
Где приложена сила, так изгибающая удилище на забросе?  (фото 3). Где приложена её бóльшая часть?  А так?  (фото 4).  И как повлияет расстановка колец по "3" и "4" на траекторию приманки при разгибе из этого положения?
 
Многие сборщики расставляют кольца так, чтобы при статическом нагружении леска не касалась бланка нигде между ними, и считают, что, тем самым, задача выполняется. Наверно, некая равномерность нагружения достигается. Но всегда ли равномерность работает на максимальную дальность?  -  В принципе такого быть не может. Уже потому, что техника заброса разная, значит и участие колец в нагружении и разгружении удилища должно отличаться.
Безусловно, опыт веков изготовления удилищ не оставляет сомнений в том, что "в среднем" всё делается оптимально. В среднем... А мы разные, и дисперсия наших разностей в смысле заброса уж никак не меньше разницы температур по больнице. Хотелось бы знать, как подогнать эту среднюю расстановку именно под себя, может быть на 3, а может и на 13 процентов от "среднего".
Похоже,  никто  в настоящее время  не знает  законов правильной расстановки колец для достижения максимальной дальности броска. В том числе, выдающиеся спортсмены-метатели, рекордсмены. Кольца приматывают скотчем и периодически шаманствуют, переставляя их методом тыка. Всё, что смог сказать на этот счёт самый знаменитый на сегодня метатель,  Danny Moeskops,  это то, что на свои 15-17-футовые удилища он обычно ставит 6 колец и тюльпан, больше или меньше - хуже. В частности, при меньшем количестве колец, у него бывают поломки удилищ. То есть, при любом шаманстве, меньше семи колец недостаточно для распределения нагрузок при забросе, - при той мощности, которую он вкладывает, как он её вкладывает, и в какое удилище.
 
Нам пока нечего добавить для прояснения вопроса. Специально изготовлением спортивно-кастинговых удилищ не занимались. На своих рабочих количество и расстановку колец выбираем по статическому нагружению, но, по возможности, поменьше числом, полегче весом, но не мелкие, и строгим конусом от тюльпана до входного кольца, - так, чтобы центр основания конуса попадал на глазок лесоукладчика катушки в среднем положении. Никаких  New Concept,  Spiral Wrap.  -  Подчёркиваем, это не рекомендация, а личные предпочтения, с некоторым "перекосом" в приоритет лёгкости заброса, причём эти эксперименты пока ещё далеко не обеспечивают репрезентативную статистику.
 
Леска и лидер
 
Требования к леске очевидны:  круглое сечение, минимальный диаметр, максимальная гладкость и минимальный коэффициент трения поверхности, минимум жёсткости и памяти, максимум прочности - при постоянстве всех этих качеств по всей длине. Удельная масса чем меньше, тем лучше.  Всё остальное есть выбор в пользу тех или иных из перечисленных качеств, то есть технические компромиссы, что не является предметом обсуждения в данной главе. С точки зрения  физики заброса,  имеет смысл обратить внимание на условия, при которых происходит разрыв лески.
 
Есть две причины возможных отстрелов приманки, они связаны с характером её разгона и с характером отпускания лески.
Предположим, что мы разгоняем приманку массой 20г из неподвижного состояния до скорости 60м/с. Если мы делаем это равномерно на большом пути, например, на 5м  (длинное удилище, большая дуга),  - сила, натягивающая леску, равна 0.24н. На 1 метре - 1.2н. Но это если действительно равномерно, практически надо умножать на 5...10.
Если мы теперь не отпустим леску, происходит обратный процесс, торможение приманки со скорости 60м/с до нуля. Тут опять нагрузки на леску определяются путём и, соответственно, ускорением  (теперь отрицательным).  В данном случае путь зависит от растяжимости лески и "податливости" рук с удилищем. Можно даже с плетёной леской успеть парировать свою ошибку своими же "мягкими" руками, но далеко не всегда. А при "жёстких" руках и удилище, смотрящем в направлении заброса  (то есть, не участвующем в парировании),  всё определяется растяжимостью лески. Если это 4% и длина лески от приманки до катушки 2.5м, путь торможения 10см и сила, соответственно, 12н. Если же есть возможность сдемпфировать руками/удилищем ещё хотя бы 20см, и мы её используем, уже легче, 4н. Но, напоминаем, для оценки запаса прочности снасти числа здесь надо умножать на 5...10, поскольку разрушают что-либо пиковые значения силы, а мы приводим средние.
Когда мы отпускаем шпулю бейткастинговой катушки, тоже происходит частичное торможение приманки. Например, со скорости 60м/с до 45м/с  (подробнее см.  Шпуля и дальность заброса приманки).  В худшем случае, при запоздалом и резком отпускании шпули, тоже может иметь место ударное нагружение лески, при этом сила определяется инерционностью шпули:  шпуля с леской массой 40г может "ударить" по леске с силой 20н и более.  Спининговой снасти это тоже касается, здесь тоже могут быть ударные нагрузки, хотя и значительно меньшие.
 
В любом случае, чтобы приманки не отстреливались, при силовом забросе, тем более с бэйткастинговой снастью, надо использовать более прочные лески, особенно если они нерастяжимые  (плетёные).  Наш выбор:  прочность плетёнки в фунтах равна массе приманки в граммах. Либо надо применять шок-лидер.
Полноценный шок-лидер это достаточно прочная и/или растяжимая леска суммарной длиной:  расстояние от катушки до тюльпана плюс длина свеса плюс 5-10 оборотов на шпуле. Только такой лидер позволяет применять основную леску практически любой толщины, предохраняя самое слабое место, узел между лесками, от ударных и вообще больших нагрузок.
 
 
Катушка и баланс снасти
 
Для ужения в целом удобнее установка катушки на некотором расстоянии от комля. При проводке и вываживании держим удилище одной рукой и риагрип обеспечивает упор под предплечьем или в корпус.
Статический баланс - тоже полезное качество. Меньше утомляемость руки на проводках, выше чувствительность при поклёвках, быстрее реакция и темп подсечки. Однако не надо путать баланс в статике, динамический баланс  (чего бы то ни было)  и динамику собственно удилища.
Динамический баланс, динамическая балансировка удилища -  миф.
Удилище не тело вращения в смысле его работы, вращение не суть его работы. То, что оно при забросе движется по криволинейной траектории  (пусть - "вращается")  совсем не означает какую либо полезность какой либо динамической балансировки. Строго наоборот, любая специальная балансировка  (и статическая тоже)  ухудшает работу удилища на забросе.
 
Молоток
 
Представим себе, что держим в руке молоток массой  100г  за самый конец длинной тонкой ручки, допустим, в  1м.  Держать не то, чтоб тяжело, но не комфортно. Отбалансируем систему, статически.
Поскольку нам длина "спереди" в  1м  нужна, нарастим ручку сзади и закрепим там противовес. Можно нарастить тоже  1м  и добавить противовес в  100г.  Можно  0.5м,  но тогда придётся добавлять  200г,  0.25м  и  400г,  и т.д. Хотя вес системы много вырос, держать удобнее в любом случае.
Попробуем ударять по гвоздю этими молотками. Для простоты считаем удар чисто кистевым, круговым, ручку считаем пренебрежимо малой массы, при этом абсолютно жёсткой и достаточно прочной. Энергия удара молотка определяется его скоростью, а скорость, при равных затратах нашей энергии, определяется моментом инерции разгоняемого тела  (обратная зависимость).  Поскольку удар кистевой и кулак практически в центре вращения, его инерцией можно пренебречь. Остаются как источники инерционности - собственно молоток и противовесы. Их моменты инерции определяются по формуле
I = m R2
Момент инерции собственно молотка всегда  0.1кгм2.  Момент инерции противовеса  100г  на  1м  тоже  0.1кгм2.  Однако при других длинах рычага моменты инерции противовесов отличаются  (напомним - несмотря на то, что статический баланс они обеспечивают одинаково):  200г  и  0.5м  - 0.05кгм2;  400г  и  0.25м - 0.025кгм2.
А теперь главное:  момент инерции такой системы из молотка и противовеса есть  сумма  моментов инерции её частей. Таким образом, если принять инерционность собственно молотка за единицу, инерционность статически сбалансированной системы всегда оказывается больше, а именно:
-  противовес  100г/1м  - в  2  раза  (0.2кгм2);
-  противовес  200г/0.5м  - в  1.5  раза  (0.15кгм2);
-  противовес  400г/0.25м  - в  1.25  раза  (0.125кгм2).
Таким образом, мы сейчас имеем полное основание добавить к известному:  инерционность снасти определяется её распределёнными массами и удалениями их от центра вращения  (в квадрате),  - следующий важный тезис:  независимо от положения относительно центра вращения  (вниз, вверх по удилищу или в сторону от него - неважно).
 
Основание безусловно имеем. Реальная снасть не ось с двумя шарами на концах, но разница с нашим простым примером только количественная. Хотя задача точного просчёта снасти на инерционность весьма сложная.
Первая сложность - система непрерывно распределённая, требуется дифференциальное счисление - в принципе. Изменения параметров в связи с изменением геометрии  (изгибом)  тоже требуют учёта. Вторая сложность - "чисто" кистевым бросок практически никогда не бывает, это вообще скорее экзотика в практике, на самом деле геометрию  (изменяющуюся)  и распределение масс тела метателя и его частей никак нельзя не учитывать. Наконец, при забросе не бывает постоянного центра вращения, перемещение в метательной системе суть комплекс бесконечного множества мгновенных плоскопараллельных и круговых движений, каждое из которых имеет иной центр вращения как в пространстве вообще, так и относительно удилища. И всё это прямо зависит не только от "генетики" метательной системы, снасти и тела метателя, но и техники заброса вообще и нюансов каждого броска в частности.
По всему по этому мы можем говорить и будем говорить в дальнейшем о "центрах вращения", "распределениях масс" и так далее только приблизительно и усреднённо. Насколько это приблизительное и усреднённое близко к конкретным вариантам и примерам - только здравый смысл пишущих и читающих может оценить и принять или не принять. А чтобы сказанное сейчас было нагляднее, тот же пример рассмотрим ещё раз при изменённой технике "броска".
 
Всё то же самое, только удар не кистевой, а плечевой. То есть, держим  100г  молоток за метровую ручку, но кисть и локоть зафиксированы, линия ручки совпадает с линией руки, движение круговое вокруг плечевого сустава. Примем длину руки за  50см.
Инерционность частей тела теперь не учитывать никак нельзя. Интегрировать дифференциальное распределение масс руки по длине не будем, ограничимся оценкой на уровне здравого смысла:  0.3...0.4кгм2.  Это много. С другой стороны, эта добавка к инерционности метательной системы суть константа, она никак не влияет на статический баланс и результаты той или иной балансировки. И работают теперь другие мышцы, которым привычно "учитывать" свою собственную инерционность, это их данность. То есть, инерционность своей тяжёлой руки, действительно большую, мы не замечаем, а  10г  в руке ощущаем как заметный вес... В общем, инерционность подключаемых к процессу заброса частей тела обязательно надо учитывать при выборе техники броска, в зависимости от инерционности собственно снасти и приманки прежде всего, но в данных примерах не учитываем. Поскольку мы здесь рассматриваем только связи статического баланса снасти и её инерционности, а массы тела на это не влияют.
Вот что получается  (кто будет пересчитывать, не забывайте, центр вращения переместился на  0.5м  и длины рычагов теперь другие, не те, что в первом примере):
-  без противовеса  (статически несбалансированная система)  -  0.225кгм2;
-  противовес  100г/1м  - 0.25кгм2;
-  противовес  200г/0.5м  - 0.225кгм2;
-  противовес  400г/0.25м  - 0.25кгм2.
Из этих двух простейших примеров видно в числах всё то же - независимо от техники броска:  а) статическая балансировка всегда ухудшает динамику;  б) чем ближе балансировочный груз к центру вращения, тем меньше это ухудшение,  независимо от массы балансира.
 
Катушка
 
Приблизим пример к рыболовной практике, а именно: как данность есть ещё один источник веса и инерции, существенно влияющий на баланс  -  катушка.
Наверно, всем уже понятно, что установка катушки высоко по ручке ухудшает всё, и статический баланс, и инерционность. На графике ниже приведены зависимости балансировки и момента инерции при установках катушки массой  200г  в разные позиции, через  25см,  начиная от  25см  выше комля "ручки молотка"  (то есть места хвата  основной рукой)  до  50см  ниже хвата. Для плечевого броска кривые красные, для кистевого синие. На рисунке можно видеть и места установки дополнительных балансировочных грузов, и их массы:  дробь  XXX/YYY  указывает массу груза и полную массу снасти в этом случае.
Все кривые, кроме бледно-синей, соответствуют точно статически сбалансированной снасти. Бледно-синяя кривая соответствуют случаю без специальной балансировки. Бледно-красной кривой нет, поскольку она совпадает со случаем "противовес в  -0.5м".
 
Как видим, при плечевом броске катушку во всех смыслах лучше устанавливать как можно ближе к плечу:  Зона А,  минимум момента инерции и полный статический баланс без необходимости специальной огрузки, общий вес снасти также минимально возможный...  Можно ли такую схему использовать на практике, с установкой катушки на  25-50см  ниже "главной" руки? - Почему бы нет. Сафкастингисты так и делают:  катушка в самом низу, где и "неглавная" рука, а "главная" рука на существенной части заброса фактически крутит удилище вокруг комля. Роль "плеча" в данном случае играет "неглавная" рука, но это для кинематики неважно. Мудрые нахлыстовики вообще только так и делают, причём с одноручным забросом. Но у них техническая фора: не надо контролировать катушку в момент освобождения лески. То есть контроль требуется, но не в начальный момент, а в средне-конечной стадии заброса, это совсем другое дело, это обязанность второй руки, для которой место установки катушки на удилище несущественно.
 
При кистевом броске тоже лучше устанавливать катушку ниже руки, на  10-20см.  Если учесть, что комель реального удилища всё же существенно тяжёлый, далеко не "пренебрежимо малой массы", да катушкодержатель добавляет вес, и всё это само по себе при такой композиции работает как "естественный" противовес, именно в  Зоне Б  мы получим минимум момента инерции при полном или приемлемом статическом балансе без каких-либо дополнительных грузов-противовесов. Проблема в том, что надо таки контролировать катушку в момент освобождения лески, тем более, если катушка бейткастинговая.
Нет решения, кроме ныне типового, далеко не хорошего ни в смысле статического баланса, ни для динамики броска? - Были и будут такие композиции.
 
◄   Whirl  away  - промчаться вихрем. Случайный слоган или осмысленно отражен минимум затрат энергии на преодоление инерции?.. Ведь именно по такому принципу должна строиться оптимальная одноручная снасть:  и быстрая, и сбалансированная.
Здесь катушка спинингового типа, но могли бы использовать и бейткастинговый, тем более, что были уже конструкции с удержанием/торможением шпули кнопкой на рукоятке через рычаг (Hurd SuperCaster и другие)

 

Всё хорошо в смысле кинематики. Но рычаг как средство контроля шпули в момент освобождения лески не идеальное решение. То есть, кого-то может устраивать, кого-то нет. Впрочем, не всех, наверно, устроят и катушки с автоматизированным управлением процессом передачи энергии от разогнанной приманки к разгоняемой шпуле. В любом случае, такие катушки, когда они появятся, будет иметь полный смысл ставить значительно ниже того места, где катушки устанавливаются ныне. Ждать, скорее всего, недолго. Когда будет полноценная система цифрового контроля, то есть, с оптоэлектронной системой слежения за натяжением лески с отрицательной обратной связью на тормоз, автоматически будет решена и задача отпускания шпули без участия большого пальца. Скорее всего, это произойдёт в ближайшие пару лет, а лет через пять процесс начнёт завоёвывать массы.
 
У низкого расположения катушки есть дополнительные преимущества. Хорошее и правильно используемое удилище работает как пружина всей длиной, а высоко расположенная катушка очевидно мешает пружине, ухудшает её динамику. При двуручном забросе роль верхней руки особенно важна, она и сильнее, и работает активнее, а ещё и контроль за катушкой на неё возлагать - очевидно мешать ей, главной на забросе. Нижняя рука тоже выполняет сложные движения, но их амплитуды в наиболее ответственной, второй половине броска, намного меньше  (амплитуды меньше - скорости меньше - развиваемая мощность меньше).  Во второй половине заброса она фактически только удерживает комель  (с катушкой)  на месте, в то время как верхняя рука крутит снасть вокруг неё, как точки опоры и точки вращения, с максимальной скоростью, с максимальной отдачей мощности...  Мы забежали вперёд, это тема следующей главы.
 
 
 

2007-2008