Велосипед с приводом гребца - Infinity-Terra.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Велосипед с приводом гребца

Гребля на колёсах остановила педали под ногами

Кто придумывает новые велосипеды, если каждая следующая модель становится всё более нелепой и неуклюжей? Вероятно, те, кто хочет прославиться или просто чудаки. Другое дело, если за работу берётся изобретатель с мировым именем – тогда появляется RowBike.

В начале 1990-х годов изобретатель роликовых коньков американец Скотт Олсон (Scott Olson) загорелся очередной идеей: как бы соединить впечатляющую энергетику гребли со скоростью и управляемостью велосипеда.

Чтобы реализовать эту странную мысль, потребовалось бы потратить годы напряжённой творческой и инженерной работы, чем Олсон и занялся.

В результате – техническое новшество под названием RowBike, что можно перевести, как «Гребной велосипед».

«Идея RowBike появилась много лет назад, когда я занимался в спортзале на обычном гребном тренажере, — рассказывает Олсон. – Я хорошо понимал, какую получал пользу, но огорчало то, что тренироваться приходилось в закрытом помещении, сидя на одном и том же месте.

Тут-то я и задумался, как это фантастическое упражнение сделать таким же развлекательным, как, например, езда на лыжах, коньках или велосипеде. А значит, и пригодным для открытого воздуха».

Если посмотреть ролики (на сайте Олсона их можно отыскать более десятка) с презентациями разных моделей, то может сложиться впечатление, что RowBike не самый удобный способ передвижения (хотя, как видно, ни один из испытателей ни разу не упал).

Зато, какими бы ни были неудобства, всё компенсируется пользой для здоровья. Если верить информации официального сайта, «пользователь» RowBike при поездках сжигает примерно на 50% больше калорий, по сравнению с ездой на обычном велосипеде: сердце испытывает вдвое большие нагрузки, укрепляются мышцы всего тела, и даже приходит избавление от стресса.

Конструируя это нестандартное устройство, Скотт Олсон столкнулся с непростой проблемой: как предать усилие от подвижного руля, а не от педалей? Что сделать, чтобы использовать уже существующие достижения?

В подобных ситуациях говорят – чтобы не изобретать велосипед — но это, пожалуй, не тот случай.

Как и с роликовыми коньками, когда Олсон просто приделал колёса к ботинкам, так и в этот раз — решение оказалось несложным.

Когда вращается ведущая звёздочка обычного велосипеда, усилие передается на верхнюю часть велосипедной цепи.

Но во многих моделях нижняя часть цепи проходит через переключатель скоростей, который не только перебрасывает цепь с одной ведомой звёздочки на другую, но и за счёт встроенной пружины натягивает цепь, «выбирая» лишние звенья и «настраивая» длину цепи. Такая особенность переключателя и привлекла внимание изобретателя.

Если натянуть цепь, отведя её конец в сторону от колеса, то колесо будет поворачиваться: пока будет пружинить переключатель скоростей, он будет принимать на себя часть энергии, своим поворотом компенсируя изменение расстояния от оси ведомой звёздочки до точки приложения силы.

А это как раз то, что было нужно Скотту: точкой приложения можно сделать нижний конец силового рычага, закреплённого на раме, к которому сверху крепится «руль». Остальное — дело техники.

Поскольку цепь тут совершает лишь возвратно-поступательное движение – она не замкнута.

Делая петлю вокруг ведомой звёздочки, она возвращается к силовому рычагу, огибает ролик на его нижнем конце и заканчивается в жёстком креплении на раме.

Собрав свой первый RowBike, наш выдумщик поспешил запатентовать новые детали, ведь велосипеды с подвижным рулём уже давно завоёвывают всё большую популярность.

Один из наиболее «опасных» конкурентов детища Олсона — Rowingbike, созданный в 1983 году известным виндсёрфером, голландцем Дерком Тийсом (Derk Thijs).

Его машина отличается от «гребного велосипеда» Скотта наличием троса, заменяющего передающую цепь, проходящего через не очень удобную систему блоков. Однако некоторая аляповатость конструкции не повредила интересу спортсменов, аж с 1999 года участвующих в европейском чемпионате по гонкам на Rowingbike.

От передовых достижений не отстаёт другая маленькая страна – словенские выдумщики предпочитают собственные разработки: ScullTrack, Scadbike и Swing (эта модель позволяет сразу и «грести», и крутить педали), подходящие не столько для спорта, сколько для эксцентричных прогулок.

Читайте также:  Самый длинный велосипед

На Aviroute – французском аналоге RowBike – пока не устраивают гонок, зато он вполне подходит для прогулок как по городским улицам, так и по заброшенным сельским дорогам.

Итальянцы же свой изящный VogaBike (с итальянского voga можно перевести как «гребля» или «мода») называют «наукоёмким транспортным средством» – ни больше, ни меньше.

Все возможные модели VogaBike, так или иначе, стремятся выдержать элегантную ноту – будь то спортивный Vogabike-Recline или забавный трёхколёсный Vogatrike.

При знакомстве с разными моделями различных фирм интересно взглянуть, как сами изобретатели воспринимают свои нововведения. Вот любопытный пример – германские производители. Они своё детище зовут не иначе как «Fahrende Kardio-Maschine für Ganzkörpertraining» — «прогулочная кардиомашина для тренировки мышц всего тела»!

Но чем ни назови транспортное средство – авирутом, скаллтреком, вогабайком, скэдбайком, роубайком, роуингбайком или кардиомашиной – братья наши меньшие всегда узнают в нём привычный велосипед (смотрите видеоролик — 1,38 мегабайта, MPEG) и будут, как обычно, бегать за ним, пытаясь укусить за колесо.

АКВАПЕДЫ

То, что перемещаться по воде можно, сидя на бревне и отталкиваясь от воды первой попавшейся под руки палкой, известно уже много тысяч лет. За столь солидный исторический срок изобретательное человечество додумалось лишь выдолбить в бревне углубление, а коней палки обтесать в виде лопасти весла. И в наше время как техника, так и средства гребли остаются примерно такими же, что и во времена фараонов.

Что же это за таинственный процесс, с трудом поддающийся эволюции, и каковы основные принципы взаимодействия двигателя и движителя — человека и весла?

Архимедов рычаг — вот что представляет собой, по сути, весло. Рычаг, к одному из концов которого (вальку) гребец прикладывает свои не столь уж значительные усилия. Другой конец весла (лопасть) при этом перемещается в воде, и на нем появляется так называемый «упор», благодаря которому судно движется.

При гребле в работе активно участвуют мышцы рук, спины, плечевые мышцы. Поскольку наибольшее усилие могут развивать мышцы-сгибатели, то человек вынужден садиться в лодку спиной к направлению движения. Такая посадка не только неудобна, но и опасна для гребца.

Эти недостатки побуждали многих изобретателей к поиску новых конструктивных решений, которые позволили бы более полно использовать энерговооруженность человека, создали бы ему лучшие условия для гребли и управления.

При всем разнообразии запатентованных конструкций подавляющее большинство их имеет ножной привод. Здесь вместо рук в работу включаются существенно более сильные и выносливые ноги, а посадка гребца гарантирует прекрасный обзор.

Ножной привод, руль, педали — эти атрибуты так хорошо знакомого нам велосипеда, очевидно, и дали название виду судов с двигателем в одну человеческую силу — «водный велосипед» или «аквапед».

Аквапеды объединяют большую группу воднотранспортных средств, которые порою РОДНИ1 лишь ножной привод. Во всем остальном мысль изобретателей идет по самым различным направлениям.

В простейшем случае, не мудрствуя лукаво, прикрепляют к осям велосипеда на зажимах поплавки, а на заднее колесо устанавливают гребные лопатки. Конструкция подобного велосипеда, разработанная в 1934 году А Л. Поповым, изображена на рисунке 1. Устройство поплавков на велосипеде Попова весьма своеобразное. Они имеют треугольное сечение и мягкую обшивку, что позволяет складывать их в гармошку при передвижении по суше. В сложенном виде они занимают минимум места и лишь незначительно увеличивают габариты велосипеда. При трансформации в аквапед поплавки опускаются вниз, находящиеся в них пружины освобождаются и расправляют поплавки, придавая им необходимую форму.

Велосипед Попова прост по конструкции, легок и удобен в сухопутном варианте. Однако эти положительные качества сказываются только на суше. В воде же узкая «колея» поплавков в сочетании с высоко расположенным центром тяжести уменьшает устойчивость аквапеда, к тому же клиновидные поплавки обладают значительным сопротивлением движению.

Читайте также:  Почему едет велосипед

Если аквапед Попова был спроектирован в расчете на его преимущественное передвижение по суше, то водный велосипед, разработанный в 1939 году Л. А Овчинниковым (рис. 2), предназначен в основном для передвижения по воде Здесь для повышения остойчивости и снижения сопротивления движению используются широко разнесенные длинные поплавки обтекаемой формы. Большое удлинение поплавков, их цилиндрическая форма, обладающая минимальной поверхностью при заданном объеме, — все это позволяет развивать на воде более высокую скорость, чем на велосипеде Попова. Этому способствует и более совершенный движитель — гребной винт, кинематически связанный с задним колесом фрикционным роликом.

Близкий по конструкции аквапед запатентовали в США. Он передвигался по воде на двух поплавках, закрепленных на велосипедной раме (рис. 3). Его движитель такой же, что и у велосипеда Попова. Следует заметить, что аквапед не сможет развить на воде достаточно большой скорости из-за неудачно выбранного движителя, да и езда по суше на таком велосипеде вряд ли сможет доставить удовольствие из-за громоздких поплавков.

Вторая, наиболее интересная и многочисленная группа аквапедов — разнообразные «мускулоходы» с ножным приводом. Их отличает более низкая посадка аквапедиста. что, в свою очередь, снижает центр тяжести, а следовательно, и увеличивает остойчивость. Они обладают также большей скоростью и повышенной мореходностью по сравнению с амфибиями, что и сделало их более популярными, чем комбинированные водо-сухопутные велосипеды.

При знакомстве с такими аквапедами поражает разнообразие конструкций корпусов, движителей, приводных устройств. Рассмотрим только несколько проектов.

На рисунке 4 — простейшая конструкция гибрида обычной весельной прогулочной лодки и аквапеда. Коленчатый вал сделан из стального прутка, закрепленного в двух подшипниках на бортах лодки, на его концы насажены несколько лопастей (можно использовать обрезанные лопасти весел). На транец лодки навешивается руль, связанный гибкими или жесткими тягами с рулевым устройством. Переоборудовать любую весельную лодку под ножной привод несложно. В Англии, например, серийно выпускается набор деталей для трансформации популярной лодки «Спортиак» в аквапед.

Но все же наибольшее распространение получили многокорпусные мускулоходы. Объясняется это большей их остойчивостью и быстроходностью. Такое сочетание качеств получается из-за большой ширины аквапеда при сравнительно длинных и узких корпусах.

Многие, вероятно, неоднократно встречались на пляжах с педальным катамараном (он изображен на третьей странице обложки, рисунок 3). Это два заостренных спереди цилиндрических поплавка, объединенных в катамаран двумя сиденьями, расположенными рядом. Привод на гребные колеса осуществляется с помощью коленчатого вала и двух пар педалей. Управление своеобразное — каждое гребное колесо связано только со своей парой педалей, и изменение курса достигается за счет разницы скоростей вращения гребных колес. По устойчивости и быстроходности катамаран превосходит обычную прогулочную гребную лодку.

Несколько иначе выглядит двухкорпусной водный велосипед, разработанный в США (рис. 5). Ею монолитный корпус из термопласта или стеклопластика состоит из поплавков, палубы и кожуха для движителя. Движитель — бесконечная лента с гребными лопатками, перемещается двумя педалями велосипедного типа. Управляется аквапед обычным транцевым рулем.

Такая конструкция делает суденышко чрезвычайно удобным для рыбной ловли и прогулок по воде. Кожух защищает седоков от брызг, а широкая палуба позволяет удобно расположить вещи и имущество во время похода. Заполнение поплавков вспенивающимся материалом (пенопластом) делает водный велосипед непотопляемым. И наконец, принятая конструкция корпуса весьма технологична, что позволяет промышленности организовать крупносерийное производство. Подобный аквапед выпускается и в Канаде (рис. 4 на обл.).

Все рассмотренные конструкции имеют привод, подобный велосипедному. Однако ему свойствен крупный недостаток: большая часть сил аквапедиста тратится непроизводительно — на сжатие и растяжение шатунов, что не прибавляет скорости. Замена вращательного движения педалей поступательным (или близким к поступательному) позволяет полнее использовать затрачиваемую энергию. Альтернативой шатунному илн кривошипному приводу является рычажнотросовый привод (см. «М-К» № 7 за 1976 год), нашедший применение в «сухопутных» велосипедах. Не миновало это новшество и водные велосипеды.

Читайте также:  Настроить передние скорости на велосипеде

В 1929 году нашими соотечественниками А. И. Мееровым и К. С. Лопатиным был получен патент на двухкорпусный водный велосипед с тягами из стального троса (рис. 6).

В их машине много интересных конструктивных решений. Педали, расположенные на длинных рычагах (шатунах), связаны стальными гибкими тросами с гребным валом. Благодаря длине рычагов педали движутся по дуге большого радиуса, причем сила ног прикладывается почти по касательной к этой дуге, поэтому потери энергии минимальны. Педали работают независимо друг от друга, и работать ногами можно попеременно или одновременно.

Тросы связаны с гребным валом через барабаны с храповым механизмом. При нажатии на педаль трос начинает вращать барабан, который, в свою очередь, передает вращающий момент через храповой механизм на гребной вал. Одновременно трос натягивает возвратную пружину. Она возвращает педаль в исходное положение, как только с нее снимается усилие. В качестве движителя используется гребной винт, а для управлении — расположенный в носовой части руль.

Во Франции построили и трехкорпусные аквапеды (рис. 2 и 5 на обл.), состоящие из трех поплавков и рамы с установленными на ней приводом, движителем и рулевым устройством.

Движителем первого трехкорпусного аквапеда был гребной винт, приводимый во вращение шатунным приводом через редуктор. На втором — использовались гребные колеса.

Различны и способы управления обоими аквапедами: в одном случае рулем служил передний поплавок, во втором обычный руль, навешенный в кормовой части.

Даже скромный обзор показывает многообразие конструкций. Выбор той или иной будет зависеть от назначения велосипеда, от имеющихся материалов, района плавания.

Для автолюбителей и рыболовов хорош аквапед, показанный на рисунке 5. Он компактен, удобен для перевозки на крыше автомобиля, неприхотлив к условиям хранения. Такой велосипед может применяться и как прогулочное судно.

Для водного туризма рекомендуется аквапед-катамаран, собранный из двух байдарок (рис. 1 на обл.). Он отвечает основным требованиям, предъявляемым к туристскому судну: транспортабелен, имеет малый вес, прост по конструкции при достаточно высокой мореходности и остойчивости.

Туристский аквапед состоит из двух обычных разборных байдарок, двух гребных колес, кривошипа и рулевого устройства. Все основные элементы монтируются на раму, соединяющую корпуса между собой, которая крепится к бимсам байдарок. Такое решение позволяет обойтись без переделки корпусов.

Для уменьшения количества дополнительных деталей (в походе и иголка тянет!) максимально использованы узлы байдарок и элементы их оснащения: например, штатные рули байдарок — для управления, лопасти байдарочных весел для гребных колес…

Грести может один или несколько человек. В последнем случае целесообразно применить раздельный привод на гребные колеса каждого борта — это обеспечит аквапеду лучшую маневренность.

Движителем может служить гребной винт, однако для туристского варианта целесообразнее применить гребные колеса — для них не нужен редуктор, они ие боятся водной растительности и улучшают маневренность.

Рама собирается из деревянных реек, дюралюминиевых профилей или труб на болтах-барашках. В разобранном виде она не занимает много места и может быть быстро собрана.

Грузоподъемность такого гибрида в зависимости от типа байдарок может составить 4—6 человек и до 200 кг груза, который может быть размещен в корпусах и на мостике.

Разумеется, компоновка водного велосипеда может быть и другой — это зависит от конструктора.

Если вы хотите проводить свое свободное время на воде, то не покупайте моторную лодку и не стройте катер — шума вам хватает и в городе. Лучше засучите рукава и сделайте аквапед. Несколько часов иа воде — и ваши ослабевшие от городской жизни мышцы снова станут упругими, сердце начнет работать как мотор, а здоровый руминец на щеках вызовет зависть окружающих.

Ссылка на основную публикацию