Василий  Пилипчук  (Эвристик)  

 
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ
 
 
Мультипликаторная катушка была изобретена в 1810 году в США Джорджем Снайдером, а запатентована через сто лет в Англии. Уже в 20-е годы прошлого века лучшие образцы американских катушек имели полностью отключаемую шпулю, лесоукладыватель и регулируемый осевой тормоз.
Новым стимулом для широкого распространения мультипликаторных катушек стало применение центробежного тормоза (механического). Впервые его показал в модели Record Ambassador 5000 Гётт Боргстрем, основатель фирмы "Abu Garcia". Это было на Всемирной ярмарке 1954 года в Нью-Йорке.
Центробежный тормоз позволяет значительно снизить риск запутывания лески при забросе и используется до сих пор.
 
 
Для того, чтобы понять, почему центробежный тормоз оказался столь эффективным, рассмотрим механику процесса заброса - в "первом приближении".
 
В начальной стадии приманку разгоняют до скорости Vр и отпускают шпулю. Приманка разгоняет шпулю, а сама теряет скорость. Наступает момент, когда скорость приманки и линейная скорость верхнего витка лески на шпуле становятся равными. Это и есть начальная скорость собственно броска Vo.
Инертность шпули можно выразить через некоторую эквивалентную массу, равную моменту инерции, деленному на квадрат радиуса намотки. Такая масса называется приведённой. Величина приведенной массы шпули для мультипликаторов среднего размера равна 12-20 грамм (отметим, что вклад лески в этот параметр весьма существенный).
Предположим, что приведенная масса для некой катушки равна 15 грамм и нам удалось разогнать приманку до Vр = 60 м/с. В табл.1 показана зависимость начальной скорости броска Vo от массы приманки. Для наглядности в третьей строке приведена дальность, которую мы могли бы получить, если б не мешали силы сопротивления. На практике эта дальность значительно ниже и зависит от формы приманки.

  Масса приманки, гр.  40    30    20  105
  Нач. скорость Vo, м/с  43,640342415
  S теор. макс., м194163119  59    23  
 
 
В момент, когда скорости приманки и верхнего витка сравнялись, начинается полет приманки как тела, брошенного под углом к горизонту. Из всех сил, тормозящих приманку, выделим три: трение лески о кольца удилища, сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Действие этих сил приводит к тому, что приманка быстро теряет скорость.
Для того, чтобы предотвратить запутывание лески и получить максимальную дальность заброса, необходимо согласовать вращение шпули и движение приманки. Лучшее устройство для торможения шпули – большой палец мастера. Но для того, чтобы стать мастером забросов, как и в любом другом деле, необходима длительная практика и настойчивость.
Чтобы облегчить процесс управления шпулей и сделать его доступным для начинающих, в мультипликатор встраивают тормоза разных типов.
 
Первый - осевой фрикционный. Он позволяет компенсировать действие сил тяжести и трения лески о кольца. Дело в том, что величину действия этих сил на участке траектории от начала до наивысшей точки можно приблизительно считать постоянной. Именно на этом факте основан остроумный способ регулировки силы осевого тормоза. Напомню, он сводится к тому, что удилище располагают горизонтально и отпускают приманку свободно падать, подбирая величину торможения такой, чтобы приманка опускалась с максимальной скоростью, но при этом не возникала "борода".
Способ эффективен, если масса приманки близка к приведенной массе шпули. Если приманка легче, необходимо затягивать сильнее и наоборот. Имейте в виду, что после нескольких забросов узлы трения нагреются и сила трения уменьшится. Поэтому сначала лучше немножко перетянуть.
 
Но уравнять силу аэродинамического сопротивления без потери дальности так просто не удастся. Причина в следующем.
Если скорость уменьшится в два раза, то сопротивление среды уменьшится в четыре раза. Такую зависимость называют квадратичной (графически это парабола). Следовательно, тормозить шпулю необходимо по квадратичному закону. Путём анализа или интуитивно Гётт Боргстрем применил центробежный тормоз, но он, что называется, попал в точку. Сила, с которой центробежный тормоз действует на шпулю, тоже квадратично зависит от скорости.
Благодаря этому свойству центробежного тормоза появляется возможность согласовать скорости движения шпули и приманки на восходящем участке траектории. Мы рассматриваем восходящий участок траектории потому, что после прохождения наивысшей точки приманка снова начинает ускоряться. И дальше, почти до самого приводнения приманки, тормозить шпулю вредно. А вот перед самым приводнением приманки шпулю надо остановить. Таковы условия оптимального заброса "вообще". Но всё же наиболее важно автоматизировать подтормаживание именно на восходящем участке, далее намного проще "помогать" пальцем.
 
Наряду с достоинствами, доказанными многолетней практикой, центробежный тормоз имеет ряд недостатков, а именно:
  •  Как правило, регулируется ступенчато (*), что не позволяет настроить катушку наилучшим образом.
  •  Как правило, для регулировки тормоза катушку приходится вскрывать (*). Что делать под дождем или в темноте не только неудобно, но и вредно для механизма - вовнутрь корпуса могут попасть песок и влага, которые впоследствии приведут к отказу катушки.
  •  Величина силы торможения сильно зависит от состояния поверхности, по которой скользят грузики. Попадание в место трения влаги или масла приводит к отказу центробежного тормоза и, как следствие, - запутыванию лески.
     
    (*) Известны попытки сделать центробежный тормоз плавно регулируемым, причём внешней ручкой настройки: у Ryobi система Flaing Arm и у Abu Garcia система IVCB. Эти попытки не получили существенного развития (фирма Ryobi как "голубая фишка" более не существует) и не стали массовыми. Предположительно - из-за нестабильной работы при повышенных требованиях к техпроцессам в производстве.
     
     
    Кроме механической и центробежной, сейчас применяют ряд иных систем подтормаживания шпули. У них есть свои достоинства и недостатки, но сравнительный анализ всех систем выходит за рамки данной статьи. На сегодня центробежно-механическая система: а) наиболее близка по своим характеристикам к квадратичной; б) массово применяется, - поэтому мы её и рассмотрели здесь в качестве альтернативного варианта нашему  аэродинамическому тормозу.
     
    Как говорили древние: "Подобное излечивается подобным". Чтобы уравнять действующую на приманку силу сопротивления воздуха, шпулю можно тормозить тоже сопротивлением воздуха. Для реализации этого способа торможения необходимо заставить шпулю вращать турбину. Тогда поток воздуха, создаваемый турбиной, будет отнимать энергию у шпули и тем самым её тормозить. Причем по требуемому квадратичному закону.
    Как настраивать такой тормоз? - Необходимо регулировать поток на входе или выходе турбины при помощи заслонок. Вот и все.
     
    Конструктивно устройство состоит из трех деталей: крыльчатки, соединенной со шпулей, и двух дисков со сквозными отверстиями (возможны и другие решения). Один из дисков при помощи вынесенной за пределы корпуса рукоятки поворачивается относительно другого, изменяя площадь сечения, через которое проходит воздушный поток, - это и есть настройка тормоза. Собственно тормоз малогабаритен, лёгок и прост, он может быть встроен в любую мультипликаторную катушку без существенных изменений её конструкции. Детали тормоза можно изготавливать из термопластов, качества материала здесь несущественны.
     
    Рассмотрим вкратце общие принципы конструирования и работы аэродинамического тормоза.
     
    Устройство включает связанные между собой: а) элемент, приводимый во вращение шпулей и создающий при вращении воздушный поток, и б) средства создания регулируемого сопротивления указанному воздушному потоку. Конструктивно эти детали могут быть выполнены по-разному.
    В качестве одного из предпочтительных вариантов элемента, создающего воздушный поток, может быть совокупность лопаток, закрепленных на общем диске, приводимом во вращение шпулей. Лопатки создают воздушный поток, ориентированный в-основном в плоскости вращения, поэтому такую конструкцию можно называть "центробежная крыльчатка".
     
    Другим возможным вариантом выполнения элемента, создающего воздушный поток, является совокупность лопаток в виде воздушного гребного винта - "винт". Воздушный поток, создаваемый винтом, ориентирован преимущественно параллельно оси вращения винта.
    Форма выполнения средств, создающих регулируемое сопротивление воздушному потоку, также может быть различной. Обязательным условием является наличие перемещаемой или поворотной заслонки, расположенной на пути потока. Заслонка может быть расположена в произвольном месте потока.
    Воздушный поток может быть открытым, то есть поступать из атмосферы и возвращаться в неё, или циркулировать внутри кожуха, закрывающего тормозное устройство.
     
    На рисунках показан "открытый" вариант с винтом.
    Устройство состоит из элемента, создающего воздушный поток, в виде винта 1, соединенного общим валом со шпулей инерционной катушки 2, и средства создания сопротивления воздушному потоку, выполненного в виде стакана 3 с прорезями 4 и поворачиваемого вокруг оси диска 5 с прорезями 6. Поворотом диска 5 относительно стакана 3 изменяют площадь перекрытия прорезей 6 и 4, вследствие чего обеспечивается изменение сопротивления воздушному потоку 7 и, соответственно, изменение формы параболы (коэффициента при квадратном члене) в зависимости силы торможения шпули от скорости её вращения.
     

     
     
     
     

    Оптимизировано для IE5+ 800x600
    Вывешено 11.03.07

     
     
    Установлены 2-4.01.2006 Fishing Topsites
    image linking to 100 Top Bait and Tackle Sites Vote for Us at The Outdoor Lodge's Top Fishing Sites Rambler's Top100 Click Here to Visit!