РЫБАЛКА - ОБРАЗ ЖИЗНИ
Лунный календарь
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Фидеры Zemex Grand
8000р.
Продам
Фидеры Zemex Grand Б/У
Подсак
600р.
Продам
Подсак Б/У
Куртка Norfin Discovery 3XL
5000р.
Продам Maver Skyline 13FT
9000р.
Продам
Продам Maver Skyline 13FT Б/У

Поведение кормушки в воде при ее выматывании

Арчилыч

Дата записи в блоге: 21.08.2015
Дата добавления записи в блоге: 21.08.2015

Текст
Дневник
Координаты
Видео
Трофеи

Игорь Плиев (Aka Арчилыч)

 

Поведение кормушки в воде при ее выматывании

В теме «Вертлюжок на фидерных оснастках» завязался серьезный разговор о кормушках - какая лучше всплывает, как влияют подвижное и неподвижное водило на всплытие, как влияет на всплытие плоское водило увеличенной площади и т.д.

Захотелось самому разобраться в этом вопросе, причем без сложных формул гидродинамики, на уровне уравнений о равновесии сил и моментов, если получится. Хотя рассмотрение движения кормушки в воде при ее выматывании представляет собой весьма непростую теоретическую задачу из - за большого количества факторов, влияющих на этот процесс. Тут, главное, составить правильную схему действующих сил (рисунок 1). Начнем анализ с рассмотрения пластиковых кормушек.

 

Обозначения действующих сил:

Тв - сила, действующая на кормушку со стороны фидера (лески) при выматывании; зависит от скорости выматывания, положения кормушки в воде, массы кормушки,  ее конструкции;

Gк - сила тяжести кормушки, приложенная к ее центру масс (т. О); на кормушку в воде действует также выталкивающая сила, направленная в противоположную сторону от силы тяжести, но ввиду ее малости при пустой кормушке мы ей пренебрежем для простоты рассуждений.

Обе силы выделены красным цветом.

Все силы, действующие на кормушку со стороны воды, можно разложить на две составляющие (выделены синим цветом) - полная гидродинамическая сила  Fкп, действующая на нижнюю поверхность кормушки в точке ее центра масс (т. О) и направленная перпендикулярно продольной оси кормушки,  и сила сопротивления воды Fкс, действующая параллельно  оси кормушки.

При небольших скоростях, когда за телом, двигающимся в воде, нет вихревых потоков (ламинарное течение, идеальное обтекание) сила сопротивления Fкс обуславливается только вязкостью жидкости. Сила сопротивления Fкс складывается из силы, связанной с трением воды о продольные элементы кормушки, и силой, связанной с давлением воды на поперечные элементы кормушки, имеющие площадь. Трение воды о продольные элементы кормушки можно привести к силе сопротивления, приложенной по оси кормушки. Сила, связанная с давлением воды на поперечные элементы, действует, прежде всего, на груз (в значительно меньшей степени на пластмассовый срез с торца кормушки), поэтому итоговая равнодействующая сила  Fкс сместится ближе к грузу и будет действовать на расстоянии hс от нижней поверхности кормушки.

 Таким образом:

Fкп - полная гидродинамическая сила, действующая на кормушку со стороны воды при ее выматывании; приложена к центру масс кормушки  и направлена перпендикулярно ее продольной оси; зависит от скорости выматывания, площади нижней поверхности кормушки, положения кормушки в воде.

Fкс - сила сопротивления воды, действующая параллельно продольной оси кормушки; зависит от скорости выматывания, конструкции оболочки кормушки, размеров и формы груза.

Обозначения геометрических параметров:

Lк - длина кормушки;

dк - диаметр кормушки;

Lв - длина неподвижного водила;

hс - расстояние до линии действия силы сопротивления воды;

α - угол действия усилия со стороны фидера;

β - угол расположения кормушки в воде.

Для начала рассмотрим уравнение моментов относительно т. С (см. рисунок 1):

Fкп (Lк/2 +Lв) - Gк (Lк/2 +Lв)cos β - Fкс hс = 0                                    плачет1)

Решив уравнение относительно Fкп, получим:

Fкп = Gк cos β + Fкс hс/(Lк/2 +Lв)                                                          (2)                       

Таким образом, увеличение Gк и уменьшение угла β (cos β при этом растет) должно привести к увеличению полной гидродинамической  силы, иначе равенство в уравнении соблюдаться не будет.

Наличие  Lв (находится в знаменателе) приведет к уменьшению Fкп, причем, чем больше Lв при той же длине кормушки Lк, тем меньше Fкп. При подвижном водиле, когда Lв = 0, полная гидродинамическая сила Fкп при той же длине кормушки Lк будет больше.

Увеличение длины кормушки Lк при том же Lв также приведет к уменьшению полной гидродинамической  силы Fкп. А при Lв = 0,  по сути дела, увеличение длины кормушки аналогично использованию кормушки с неподвижным водилом.

Увеличение скорости выматывания приведет к увеличению Fкс и, значит, к росту полной гидродинамической  силы Fкп.

В нашем случае, hс˂dк/2 всегда. При уменьшении диаметра кормушки уменьшается как  hс, так и Fкс -  значит, уменьшается и Fкп.

То есть, для увеличения полной гидродинамической  силы Fкп надо использовать подвижное водило, и уменьшать, до определенных пределов, длину кормушки. Увеличение скорости выматывания и увеличение диаметра кормушки при сохранении неизменными остальных параметров также приведут к росту полной гидродинамической  силы Fкп.

 

Если рассмотреть силы, стремящиеся поднять кормушку к поверхности воды (рисунок 1), то это проекции двух сил на ось у:   Fкпу = Fкп cos β        и

Тву =  Тв sinα. При этом Fкп cos β  связана с действием на кормушку воды при ее выматывании, а Тв sinα - с манипуляциями фидером.

Рассмотрим уравнение сил относительно вертикальной оси у (см. рисунок 1):

Тв sinα + Fкп cosβ -  Gк - Fкс sinβ = 0                                                     (3)

Уравнение можно записать в виде:

Тв sinα + Fкп cosβ = Gк+ Fкс sinβ                                                           (4)

Левая часть уравнения представляет как раз сумму подъемных сил и образует подъемную силу кормушки в целом - чем больше левая часть, тем раньше кормушка поднимется на поверхность. Мы уже рассмотрели, отчего зависит увеличение Fкп при выматывании кормушки.  Уменьшение угла β (cos β при этом растет) также должно привести к увеличению подъемной силы, действующей на кормушку  со стороны воды Fкп cosβ. Подъемная сила со стороны фидера  Тв sinα увеличивается при увеличении скорости выматывания (увеличивается Тв), и при увеличении угла α, что связано с подъемом вершинки фидера.

Рассмотрим правую часть уравнения. Увеличение Gк должно быть компенсировано увеличением сил в левой части уравнения. Увеличение скорости выматывания увеличивает Fкс, что приведет и к росту подъемных сил кормушки. Уменьшение угла β (как в левой части) уменьшает значения sinβ, но при этом значительно увеличивается сила сопротивления воды Fкс, то есть произведение Fкс sinβ увеличится.

В итоге получаем, что кормушка раньше (дальше от берега) поднимется на поверхность воды, если у нее будет больше полная гидродинамическая  силы  Fкп,  меньше угол расположения кормушки в воде β, выше скорость выматывания (растет Тв), увеличенный угол α (подъем вершинки фидера на большую высоту) при остальных неизменных параметрах.

 

В заключение  рассмотрим, при каких условиях  угол α будет равен углу β, то есть сила Тв будет направлена параллельно продольной оси кормушки. Если рассмотреть уравнение  моментов относительно т. О (см. рисунок 1), то мы получим:

Тв (Lк/2 +Lв) sin (β - αподмигивание - Fкс hc = 0                                                         плачет5)

Решим его относительно Тв :

Тв = Fкс hc/((Lк/2 +Lв) sin (β - αподмигивание)                                                           плачет6)

Из уравнения следует, что наличие неподвижного водила Lв приводит к уменьшению силы Тв, то есть тянуть кормушку будет легче. Но, как выяснилось ранее, всплывать она будет ближе к берегу.

Использование подвижного водила (Lв=0) приведет у увеличению силы Тв, но кормушка будет всплывать дальше от берега.

При увеличении угла α (угла действия усилия со стороны фидера) уменьшается sin (β - αподмигивание, сила Тв растет, и при α → β, когда    sin (β - αподмигивание → 0 тянущая сила Тв стремится  к   бесконечности. Получается, что мы никогда не достигнем состояния, чтобы сила Тв была  направлена строго параллельно продольной оси кормушки. Какой-то небольшой угол (около  5 - 10 градусов) всегда будет сохраняться. А вот кормушки - пули можно вытягивать таким образом, что усилие от фидера  будет совпадать с осью кормушки.

Был рассмотрен  процесс  выматывания пластиковых кормушек (типа «Open End Feeder» от «Korum», Groundbait Feeder от «Drennan»,  «Чеборюковка», самодельных кормушек от Д. Салапина и др.). Наличие отверстий в контейнере может привести к изменениям в поведении кормушек, но незначительным.

Применительно  к металлическим кормушкам, в частности, к кормушкам - клеткам (сеткам), можно сказать, что при той же массе полная гидродинамическая   сила, действующая на них со стороны воды, будет меньше из-за меньшей площади  свинцовой пластинки (клетки  в создании полной гидродинамической силы практически не участвуют). Значит, на поверхность воды они будут выходить ближе к берегу. Следует отметить, что кормушки одинаковой массы, но с увеличенной нижней поверхностью свинцовой пластинки, будут всплывать лучше. Но они будут хуже держать дно.

Дополнительные крылья на кормушке («Vegas», «FiderSport») должны увеличить полную гидродинамическую силу, а значит, и подъемную силу, то есть, кормушка должна всплывать дальше от берега (раньше).

Неоднозначно влияние  плоских неподвижных водил на  всплытие кормушки. С одной стороны, увеличивается полная гидродинамическая сила Fкп из-за добавления в процесс подъема площади водила, с другой стороны, увеличивается длина водила Lв, которая уменьшает полную гидродинамическую силу. Здесь важно соотношение площади водила к ее длине.

Использование кормушек с днищем приведет к резкому увеличению Fкс и, соответственно, к приложению больших усилий при выматывании.

 

Заключение

1.  Пластиковая кормушка поднимется на поверхность воды раньше (дальше от берега) при остальных неизменных параметрах, если у нее будет больше полная гидродинамическая сила Fкп, зависящая от конструкции кормушки,  меньше угол расположения кормушки в воде β, выше скорость выматывания (рост тянущей силы Тв) и увеличенный угол α (подъем вершинки фидера на большую высоту).

2.  Для увеличения полной гидродинамической силы Fкп надо использовать подвижное водило, и уменьшать, до определенных пределов, длину кормушки. Увеличение диаметра кормушки при сохранении неизменными остальных параметров также приведет к росту полной гидродинамической силы Fкп.

3. В то же время, использование подвижного водила (Lв=0) приведет к увеличению тянущей силы Тв, хотя всплывать она будет дальше от берега.. Наличие неподвижного водила Lв приводит к уменьшению силы Тв, то есть тянуть кормушку будет легче. Но, как выяснилось, всплывать она будет ближе к берегу.  То есть,  выигрывая в одном, мы проигрываем в другом.

4. При имеющихся конструкциях пластиковых кормушек  мы не сможем достичь такого положения при выматывании, чтобы сила Тв была  направлена строго параллельно продольной оси кормушки. Какой-то небольшой угол всегда будет сохраняться.

5. Результаты теоретических исследований совпадают, в основном, с экспериментальными исследованиями И. Чеборюкова самодельных кормушек собственной разработки, прозванных среди рыболовной братии «чеборюковками» (автор уже вошел в историю), что говорит об их приемлемой для практики достоверности.

6. Дополнительные крылья на кормушке увеличивают полную гидродинамическую силу, а значит, и подъемную силу, то есть, кормушка всплывет дальше от берега.

7. Неоднозначно влияние  плоских неподвижных водил на  всплытие кормушки. С одной стороны, увеличивается полная гидродинамическая сила Fкп, с другой стороны, увеличивается длина водила Lв, которая уменьшает полную гидродинамическую силу. Здесь, видимо,  важно соотношение площади водила к ее длине.

8. Применительно  к металлическим кормушкам, в частности, к кормушкам - клеткам (сеткам), можно сказать, что при той же массе полная гидродинамическая, а значит, и подъемная сила, действующая на них со стороны воды, будет меньше из-за меньшей площади  свинцовой пластинки (клетки в создании полной гидродинамической силы практически не участвуют). Значит, на поверхность воды они будут выходить ближе к берегу, если активно не манипулировать фидером. Следует отметить, что кормушки одинаковой массы, но с увеличенной нижней поверхностью свинцовой пластинки, будут всплывать лучше. Но они будут хуже держать дно. 

 
Смотрите также:
19.08.2015 С фидером на Десне. С рыбалкой по жизни! Фидер - английская донка! // Осипенко Олег (Oleg68)
20.08.2015 Хорошо когда ловится. // Dalexer (Dalexer)
21.08.2015 ЧР 2015 по ловле на фидер // Кривоносов Алексей (KO1dun)
21.08.2015 С фидером на Днепре! С рыбалкой по жизни! Фидер - английская донка! // Осипенко Олег (Oleg68)
Рисунок 1. Силы, действующие на кормушку в воде при ее выматывании
Просмотров
26
 
Зарегистрируйтесь или войдите под своим именем, чтобы прокомментировать
21.08.2015 22:41:19
Sr. Jois Заключение, как и всю статью, читать не стану, пока. Люблю Арчиловские научные изыски читать с карандашом в руке и чистым листом бумаги. Оставлю на сладкое, на понедельник-вторник. Прочту на работе под утренний кофе. Посмакую. Предвижу нечто интересное и неожиданное. Судя по комментариям я не далек от истины. Думаю будут вопросы, хотя я физик еще тот... хохот
21.08.2015 23:26:57
Арчилыч Володя! Умеешь ты вокруг себя создать комфортную атмосферу!
21.08.2015 15:51:42
Starnak А я вот все-таки на практике наблюдаю, что при подвижном водиле и нормальной скорости выматывания напором набегающей воды на лыжу кормушку все равно "кладет" в прямую линию с водилом. Как это вписывается в твою теорию?
22.11.2015 21:47:21
Egor Дима! Ты не прав! Всё в точности до наоборот! Чтобы последний раз переубедить тебя, возьми кормушку с НЕПОДВИЖНЫМ водилом длиной 10-15см и проверь ее. С таким НЕПОДВИЖНЫМ рычагом она в лучшем случае всплывет в нескольких метрах от берега и будет идти под водой строго по линии натяжения основной лески. Это конечно утрированный вариант, но он докажет тебе, что НЕПОДВИЖНОЕ водило враг всплываемости и враг удерживающих свойств кормушки на дне. Ну поверь мне, пожалуйста.подмигивание
21.08.2015 17:24:21
Арчилыч Дмитрий! Если трение воды о стенки стаканчика кормушки в осевом направлении существует, то оно при вытягивании кормушки должно создавать силу сопротивления, которая будет стремиться кормушку чуть развернуть. Угол будет небольшим. Не думаю, что можно отследить при выматывании угол в 3-5 градусов.
21.08.2015 15:46:48
Nicky Не думал, что я так слаб в физике - потому либо не понял, либо все спорно. не понялулыбка
Не понимаю что такое Фкп. Не понимаю почему Фкс (сила сопротивления воды) обязательно направлена вдоль угла бета - угол расположения кормушки и угол траектории ее движения (в равновесии сил) не обязаны совпадать, Фкс д.б. перпендикулярна углу траектории ..
Удивителен вывод (п.1), что уменьшение бета дает лучшую всплываемость. Если я утоплю кончик фидера в бассейн (на всю длину палки), кормушка всплывет в нем быстрее? вопрос
Вообще, все как-то с ног на голову. Изначально известны вес и размеры кормушки. Поскольку рассматривается равновесие сил, можно считать заданной также скорость подмотки кормушки. И все. Остальное должно считаться.
Игорь, извини за критику, любя. Не написал бы - ты бы упрекнул за молчание. улыбка
21.08.2015 15:48:29
Nicky Правда, на доступном языке, что такое полная гидродинамическая сила?
21.08.2015 15:49:24
Nicky Если она полная, почему есть еще и сила сопротивления воды?
21.08.2015 18:15:41
Арчилыч Николай! Ну куда же я без тебя?
Полной гидродинамической силой называют силу, действующее на крыло судна на воздушной подушке, или, например, на пластину, двигающуюся в воде под углом, по аналогии с полной аэродинамической силой, действующей на крыло самолета. Эта сила раскладывается на вертикальную (подъемную) и горизонтальную (силу сопротивления движению). Не стал придумывать новые названия. На этом можно было бы остановиться, но что-то не срасталось. Ведь кормушка имеет внутреннюю полость, через которую при выматывании перемещается вода. Чего нет в крыльях. Вот я и рискнул добавить в схему эту силу. И сразу все срослось. Ты ведь знаешь, что взаимно перпендикулярными силами можно описать практически любое воздействие на тело.
При той же Фкп уменьшение бета дает лучшую всплываемость - подъемная сила будет больше. Вот о чем речь. Если ты опустишь кончик фидера в бассейн, но обеспечишь за счет новой конструкции кормушки прежнее значение Фкп, то кормушка всплывет быстрее.
Обрати внимание, что у меня нет формул для гидродинамического расчета сил Фкп, Фкс. У меня все рассуждения на уровне - что получится, если... И пришел к каким-то выводам, которые можно, конечно, оспаривать. Это ведь тянет всего на "шнобелевскую" премию!хохот
21.08.2015 10:46:45
Фидерал Не силён в физике, поэтому прочитал только заключение. хохот Примерно так и полагал.

 
К началу
к началу