Co powiedziałby Napier o równoległości płóz?

. Witold Kurski – były zawodnik bojerowy

   CO  POWODUJE ZAKŁÓCENIA RÓWNOLEGŁOŚCI OSTRZY PŁÓZ  W  CZASIE  RUCHU  ŚLIZGU LODOWEGO

Przygotowane na Kursokonferencję Środowiskową w 2011 r.

Wstęp 

Za naruszenie równoległości ostrzy płóz w czasie ruchu ślizgu odpowiedzialnych jest wiele efektów, ale żaden z nich  samodzielnie tej równoległości nie naruszy. Dopiero wystąpienie dwóch lub więcej efektów równocześnie, skutkuje łącznie naruszeniem równoległości płóz.

Te  przyczyny to równoczesne  wystąpienie obrotów płozy w zawieszeniu o kąt   f względem jej obsady i   odchylenie  płozy od pionu o kąt p oraz bezwzględna prawdziwość wzorów Nepera.

Na rysunku 1 pokazano, że kąt f  ma trzy składowe:

• Zmiany nachylenia kadłuba o kąt  f1 do płaszczyzny lodu wskutek zmian ugięcia płozownicy.
• Skręcenie końców płozownicy o kąt   f2  jako zjawisko towarzyszące gięciu płozownicy.
• Obrót o kąt f3  nachylonej do powierzchni lodu płozy wokół jej sworznia przy pokonywaniu nierówności.

Na rysunku 2 pokazano jak powstaje kąt p.

Zmiany kątów ugięcia końców płozownicy skutkują odchyleniem od pionu płaszczyzny płozy o kąt p. W wyniku ugięcia środka płozownicy jej końce nachylają się do powierzchni lodu o kąt p1. Wyliczenie tego kąta dla inżyniera nie przedstawia jakiejkolwiek trudności.

Żeglarzowi jednak znacznie łatwiej będzie obciążyć ślizg i posłużyć się prostym chyłomierzem, należy go tylko ustawić prostopadle do położenia gdy mierzono kąty skręcenia końców płozownicy.

Analiza fotografii ślizgów podczas regat wykazuje, że osiąganie kąta ugięcia p1 na poziomie sześciu stopni nie jest niczym nadzwyczajnym.

Obrót linii styku ostrzy płóz bocznych w czasie ruchu ślizgu

Wydawałoby się że jakakolwiek analiza zmian kątów musi być bardzo skomplikowana. Tak nie jest bowiem pomocne są wzory trygonometrii sferycznej. Trudniejszym problemem jest oszacowanie wartości wejściowych do analizy.

Na rys.3 pokazano poglądowo, że równoczesne zaistnienie kąta obrotu  f i zmiany nachylenia płaszczyzny płozy od pionu o kąt p skutkuje zmianami odległości przodu i tyłu płozy od płaszczyzny symetrii  ślizgu, a więc obrotem ostrza płozy po powierzchni lodu.

Ten kąt obrotu  linii styku ostrza płozy bocznej można wyliczyć z trójkąta sferycznego patrz rys.4, którego boki i kąty powstają z płaszczyzn: lodu, płozy i kąta obrotu  f. Ostatecznie kąt z obrotu linii styku ostrza płozy z powierzchnią lodu jest:

                                              Z  =  p · f            

Kąty  p i  f trzeba wyrazić w radianach, wtedy kąt z otrzymamy też w radianach.

 Dla f=2 stopnie = 0.035 radiana  i  p =3 stopnie  =  0.052 radiana  kąt obrotu ostrza płozy wynosi  z = 0.105 stopnia = 0.00182  radiana co zakłóca równoległość płóz o  2.56 mm patrz rys. 5. Jest to wartość bardzo duża biorąc pod uwagę, że staramy się zachować równoległość płóz z dokładnością do 0.1 mm.

Zmiany w równoległości ostrzy płóz w ruchu ślizgu

Każde odstępstwo od równoległości płóz w ruchu  ślizgu skutkuje przyhamowaniem ślizgu. Biorąc po uwagę, że żeglując na kursach bejdewind płoza nawietrzna jest odciążona to nawet niewielkie błędy w równoległości płóz nie eliminują zawodnika. Natomiast na kursach baksztagowych płozy naciskają na lód równomierniej i najmniejsza nierównoległość skutkuje przyhamowaniem ślizgu.

Wniosek: Ustawiając równoległość płóz należy to robić przy takim ugięciu płozownicy jakie występuje na kursach baksztagowych.

Wnioski końcowe

Zmniejszenie do minimum obrotów końcowych przekrojów płozownicy oraz utrzymanie prostopadłych do powierzchni lodu płóz to warunek konieczny  do zminimalizowania zakłóceń równoległości płóz w ruchu ślizgu.

Ponieważ  pomysłowość ludzka jest nieograniczona pozostaje zwrócić się do braci żeglarskiej o wysiłki w celu znalezienia rozwiązania z wykorzystaniem podanej zasady.

Praktyczny sposób postępowania osiągnięcia równoległości ostrzy płóz w ruchu ślizgu, bez konieczności taklowania ślizgu jest opisany przez J.Gougeona. W sposobie tym J.Gougeon stara się spełnić wszystkie powyższe warunki, jednakże opisana przez niego realizacja w artykule ,,Iceboat Runner Blades”- Strona www.idniyra.org/articles  pozwala na spełnienie powyższych warunków jedynie w sposób przybliżony ale dla praktyki w zupełności wystarczający.

                                                                                         Skorygowano  20 czerwca 2017 

Opracował na blogu Paweł Kurski - fan żeglarstwa lodowego.