Дата записи в блоге:
Дата добавления записи в блоге:
Игорь Плиев (aka Арчилыч)
«В старой крепости его надо было через трубу брать!»
Сухов. «Белое солнце пустыни»
На сайте Д. Салапина «Рыбалка - образ жизни» появилась статья В. Федорова «Поплавки для рыбалки. Физика и геометрия». Предназначалась статья для молодежи и в преамбуле было сказано о желании коротко рассмотреть основные характеристики поплавков, на которые следует обращать внимание при осознанном выборе.
Статья вызвала неоднозначную реакцию со стороны читающей публики из-за определенной предвзятости автора, полностью уверенного в своей правоте. Хотя ряд авторских положений не подтверждались ни многолетним опытом использования тех или иных поплавков на любительской рыбалке со стороны завсегдатаев сайта, ни опытом их применения в спортивной рыбалке на соревнованиях.
Не считал себя крупным специалистом в области поплавков, хотя многие годы ловлю на маховую удочку и болоньез. Для себя давно решил, что при ловле карася на стоячих водоемах поплавок с одной точкой крепления с телом в виде «оливки» или «веретена» вполне себя оправдывает, а для ловли на канале им. Москвы, где присутствует течение разного направления, использую для маховой удочки спортивные поплавки с килем с формой тела в виде «капли» или «оливки» разной грузоподъемности и диаметра, которые неплохо себя ведут на течении и лучше показывают поклевку на подъем. На рисунке 1 представлен мой запас поплавков для маха и болоньеза (значительная часть поплавков находится уже на оснащенных мотовильцах).
Что еще хочу сказать! Если человек не чужд аналитике, многие годы рыбачит и общается с другими рыболовами, то, конечно, он приходит к каким-то выводам. И они не могут быть все неправильными, для этого надо сильно постараться. Безусловно, с частью положений В. Федорова можно согласиться, но есть некоторые моменты, которые требуют более детального рассмотрения.
Рисунок 1 - Мой запас поплавков для маховой удочки и болоньеза
Для выяснения истины одними рисунками поплавков и рассуждениями на тему не обойтись. Попробуем смоделировать движение поплавка в воде.
Схема сил, действующих на поплавок на течении, представлена на рисунке 2. Ловля на течении является одной из определяющих при сравнении поплавков с различными формами тел. На рисунке показан поплавок, слегка отклонившийся от вертикальной линии на угол α под действием течения. Поплавок находится в свободном проплыве и потяжка лески со стороны рыболова отсутствует. Поплавок огружен под основание вершинки и находится в равновесном состоянии. Любое изменение силы тяжести (веса) какого - либо элемента поплавка приведет к изменению силы тяжести (веса) грузил Fлу и поплавок опять будет огружен под основание вершинки, то есть течение на вершинку поплавка не действует.
Рисунок 2 - Схема сил, действующих на поплавок на течении
На рисунке приведены следующие обозначения:
Fвп - выталкивающая сила, действующая на тело поплавка;
Gп - сила тяжести (вес) тела поплавка;
Fтп - сила воздействия со стороны течения на тело поплавка;
Fвк - выталкивающая сила, действующая на киль поплавка;
Gк - сила тяжести (вес) киля поплавка;
Fтк - сила воздействия со стороны течения на киль поплавка;
Gв - сила тяжести (вес) вершинки поплавка;
Fл - сила воздействия на поплавок со стороны лески, идущей к крючку;
Fлх - горизонтальная составляющая силы воздействия со стороны лески;
Fлу - вертикальная составляющая силы воздействия со стороны лески;
Lцп - смещение центра тяжести поплавка;
Lп - длина тела поплавка;
hв - высота вершинки поплавка;
Lк - длина киля поплавка;
α - угол отклонения киля и тела поплавка от вертикальной линии.
Напишем уравнение сил по осям х и у и уравнение моментов относительно т. А:
Fлх = Fтп + Fтк (1)
Fлу = Fвп + Fвк - Gв - Gп - Gк (2)
ƩМа = Fвп · (Lк+Lцп) · sin α + 0,5 · Fвк · Lк · sin α -
- Gв · (Lк + Lп + hв/2) · sin α - Gп · (Lк + Lцп) · sin α -
- 0,5 · Gк· Lк · sin α - Fтп · (Lк + Lцп) · cos α -
- 0,5 · Fтк · Lк · cos α = 0 (3)
Объединим ряд членов уравнения и разделим на cos α:
ƩМа = (Fвп - Gп) · (Lк +Lцп) · tg α +
+ 0,5 · (Fвк - Gк) · Lк · tg α - Gв · (Lк + Lп + hв/2) · tg α -
- Fтп · (Lк + Lцп) - 0,5 · Fтк · Lк = 0 (4)
В дальнейшем это уравнение станет основным при анализе поплавков.
Остойчивость поплавка на течении - это его способность сопротивляться действиям сил, пытающихся его наклонить. В качестве таких сил выступают гидродинамические силы от действия течения, которые воздействуют на тело поплавка и его киль, Fтп и Fтк (см. рисунок 2).
Для оценки влияния на остойчивость поплавков отдельных его параметров рассмотрим поплавок с определенными характеристиками.
Для простоты рассмотрения в качестве тела поплавка выбран «шар» с диаметром 2,0 см; объем шара 4,19 см3; площадь поперечного сечения 3,14 см2; смещение центра тяжести Lцп = 1,0 см; плотность материала поплавка 0,15 г/ см3.
Длина киля 10,0 см; толщина киля 0,1 см; плотность материала киля 4,0 г/см3. Высота вершинки 4,0 см, толщина вершинки 0,3 см, плотность материала вершинки из бамбука 0,4 г/см3.
Грузоподъемность поплавка при этом 3,21 г.
Принимаем скорость течения воды, которая оказывает давление на поплавок, Vт = 0,25 м/с. Здесь надо уточнить некоторые моменты. Скорость течения воды в ее верхних слоях равна Vтеч, а поплавок из-за сопротивления лески и грузил имеет скорость Vп, то есть меньше скорости течения. Разница скоростей Vт = Vтеч - Vп как раз и будет той скоростью, при которой течение будет воздействовать на поплавок. Если Vтеч - Vп = 0, то вода относительно поплавка не перемещается, и, значит, сила гидродинамического воздействия на поплавок со стороны течения отсутствует. Если Vп = 0 (поплавок заякорен грузом), то Vт = Vтеч.
Для обеспечения равновесного состояния поплавка с вышеуказанными параметрами подбираем значение его угла наклона α = 10, 675 град. В этом случае ƩМа = 0. При этом cos α = 0,983, то есть при расчетах сил гидродинамического воздействия на поплавок можно считать, что он у нас стоит вертикально, погрешность будет мизерная.
Согласно уравнений гидродинамики сила гидродинамического воздействия на тело поплавка равна:
Fтп = 1/2· Cd · Sп ·r · Vт 2, (5)
где:
Cd – безразмерный коэффициент сопротивления от воздействия течения, который зависит от формы тела, его ориентации по отношению к потоку и от числа Рейнольдса; Cd шара = 0,45;
Sп - площадь проекция тела поплавка на плоскость, перпендикулярную направлению движения, м2;
r - плотность воды, r = 103 кг/м3;
Vт - скорость, при которой течение будет воздействовать на поплавок, м/с.
Формула (5) справедлива и для силы гидродинамического воздействия на киль поплавка. Cd киля = 1,2.
Результаты расчетов получаем в ньютонах, а затем пересчитываем их в граммы.
Число Рейнольдса – безразмерная величина, которая равна
Re = Vт · A /ν, (6)
где:
А - характерный размер тела, например, диаметр для шара, м
ν – вязкость воды, ν = 1,002·10-6 м2/с.
При изменении каких-либо параметров поплавка по сравнению с базовым вариантом будем рассматривать изменение уравнения (4) для ƩМа - оно станет больше или меньше нуля. При повышении остойчивости поплавка по сравнению с поплавком с заданными выше характеристиками ƩМа > 0, при уменьшении остойчивости поплавка ƩМа ˂ 0. Объяснение простое. При составлении уравнения моментов со знаком «+» рассматривались моменты, действующие против часовой стрелки - они как раз повышают остойчивость поплавка. По часовой стрелке у нас моменты со знаком «-», они способствуют большему наклону поплавка, то есть снижают его остойчивость.
В заблуждение при анализе уравнений движения поплавка иногда вводит фраза «при сохранении остальных параметров неизменными». Дело в том, что, например, увеличение длины киля поплавка одновременно приводит к увеличению силы тяжести (веса) киля, увеличению его подъемной силы, увеличению силы давления со стороны течения. Поэтому рассматриваем остойчивость поплавка с учетом одновременного изменения и других взаимосвязанных параметров.
Расчетная программа составлена в электронной таблице Excel и позволяет оперативно манипулировать изменением параметров поплавка с мгновенным получением результатов.
Рассмотрим влияние на остойчивость поплавков отдельных его параметров.
Сначала рассмотрим влияние на остойчивость параметров киля поплавка:
- увеличение диаметра киля поплавка до 0,15 см приводит к снижению грузоподъемности поплавка до 2,92 г и уменьшению остойчивости по сравнению с базовым вариантом. ƩМа = - 1,233 г·см. По углу наклона поплавка: поплавок с 10,675 град. наклонится до 12,615 град., то есть на 1,940 град.
- увеличение массы киля за счет использования металла с плотностью 7,8 г/см3 при сохранении его диаметра и длины приводит к снижению грузоподъемности поплавка до 2,91 г и уменьшению остойчивости поплавка.
ƩМа = - 0,281 г·см. По углу наклона поплавка: поплавок с 10,675 град. наклонится до 11,120 град., то есть на 0,445 град.
Изменения, в принципе, незначительные и на них можно не обращать внимание.
Рассмотрим чуть подробнее влияние на остойчивость поплавка длины его киля. Будем проверять изменение остойчивости при длине киля от 1,0 см до 25,0 см. Речь идет о конкретном поплавке с телом в виде шара с диаметром 2,0 см. Скорость, при которой течение будет воздействовать на поплавок - 0,25 м/с. Грузоподъемность поплавка при изменении длины киля меняется.
Результаты исследований приведены на рисунке 3. График показывает, что с увеличением длины киля от 1,0 см до 25,0 см остойчивость поплавка на течении линейно уменьшается от 8,0 град. до 16,0 град. Это связано с увеличением силы воздействия на киль поплавка со стороны течения Fтк, которая сравнима с силой воздействия на тело поплавка Fтп, а начиная с длины киля в 12,0 см даже превышает ее. Обе эти силы направлены на уменьшение остойчивости поплавка.
Длина киля будет способствовать повышению остойчивости поплавка на волне, поэтому для течения и волны надо выбирать «золотую» середину.
Рисунок 3 - Изменение остойчивости поплавка в зависимости от длины киля
Далее рассмотрим влияние на остойчивость изменение параметров тела поплавка в виде «шара» за счет увеличения его диаметра. Рассматривать изменения будем при увеличении грузоподъемности поплавков.
При увеличении диаметра «шара» (тела) поплавка от 2,0 см до 3,2 см и соответствующем увеличении грузоподъемности поплавка от 3,21 г до 14,23 г его остойчивость значительно повышается - от угла наклона 10,675 град. до угла наклона 5,250 град. (см. рисунок 4). Скорость течения осталась прежней - 0,25 м/с, плотность тела поплавка осталась прежней - 0,15 г/см3.
Такая тенденция сохранится и при увеличении объема тела поплавка любой формы, только углы будут другими.
Рисунок 4 - Влияние на остойчивость грузоподъемности поплавка за счет увеличения объема его тела
При уменьшении плотности тела поплавка до 0,05 г/см3 и соответствующем увеличении грузоподъемности поплавка до 3,63 г при сохранении диаметра «шара» 2,0 см его остойчивость повышается. ƩМа = 0,868 г·см. По углу наклона поплавка: поплавок с 10,675 град. выпрямится до 9,500 град., то есть на 1,175 град. Такая же тенденция сохранится у поплавков с увеличенными диаметрами «шара», а также у поплавков с другими телами. Увеличение остойчивости, правда, незначительное, и на него можно не обращать внимание.
Принимаем следующие размеры поплавков:
- шар: диаметр - 2,0 см; объем шара - 4,19 см3; площадь поперечного сечения - 3,14 см2; смещение центра тяжести Lцп - 1,0 см;
- оливка (сфероид): объем оливки - 4,19 см3; диаметр средней части - 1,0 см; длина 8,0 см; площадь поперечного сечения - 6,28 см2; смещение центра тяжести Lцп - 4,0 см;
- капля (состоит из конуса и половины шара, состыкованных друг с другом): объем капли - 4,19 см3; наибольший диаметр - 1,74 см; общая длина - 8,0 см; площадь поперечного сечения - 7,39 см2; смещение центра тяжести Lцп - 1,89 см;
- обратная капля: объем капли - 4,19 см3; наибольший диаметр - 1,74 см; общая длина - 8,0 см; площадь поперечного сечения - 7,39 см2; смещение центра тяжести Lцп - 6,11 см.
Параметры, общие для всех поплавков:
Vк = 0,25 м/с - скорость, при которой течение будет воздействовать на поплавок;
pп = 0,15 г/см3 - плотность тела поплавка;
pв = 0,4 г/см3 - плотность вершинки поплавка;
рк = 4,0 г/см3 - плотность киля поплавка;
Fвп = 4,19 г - выталкивающая сила, действующая на тело поплавка;
Gп = 0,63 г - сила тяжести (вес) тела поплавка;
Lк = 10, 0 см - длина киля;
dк = 0,1 см - диаметр киля;
Fвк = 0,079 г - выталкивающая сила, действующая на киль;
Gк = 0,31 г - сила тяжести (вес) киля;
Fтк = 0,382 г - сила воздействия со стороны течения на киль поплавка.
Сравнивать будем с поплавком, имеющем форму тела в виде шара. Он находится в равновесном состоянии при угле α = 10,675 град и имеет ƩМа = 0. Если при замене тела поплавка на другое ƩМа > 0, то его остойчивость лучше по сравнению с базовым образцом. Если ƩМа ˂ 0, то остойчивость поплавка будет хуже. По величине ƩМа можно расставить поплавки по уровню остойчивости. Все получившиеся расчеты сведены в таблицу 1.
Согласно получившихся расчетов наилучшую остойчивость имеет поплавок с телом в виде шара. Это объясняет приверженность к таким поплавкам со стороны спортсменов при сложных условиях ловли - значительное течение, волны, или то и другое вместе.
Таблица 1 - Остойчивость поплавков с различной формой тела
|
№ п/п |
Форма тела |
Rе попл. |
Cd попл. |
Sп, см2 |
Lцп, см |
ƩМа, г·см |
Уровень ост - ти |
|
1 |
Шар |
6·103 |
0,45 |
3,14 |
1,0 |
0 |
1 |
|
2 |
Оливка |
3·103 |
0,6 |
6,28 |
4,0 |
- 10,32 |
2 |
|
3 |
Капля |
3·103 |
0,7 |
7,39 |
1,89 |
- 14,44 |
3 |
|
4 |
Обр. капля |
3·103 |
0,7 |
7,39 |
6,11 |
- 18,66 |
4 |
У всех остальных поплавков значения ƩМа ˂ 0, что говорит о том, что остойчивость их хуже. То есть, поплавки с другими телами, отличными от шара, если бы они оказались в воде под углом в 10,675 град., с разной интенсивностью продолжали наклоняться бы дальше. Достигнув определенного угла наклона, они бы пришли в равновесное состояние и дальше двигались уже под этим углом наклона. При этом наименьшие значения ƩМа по абсолютной величине у поплавка с телом «оливка», больше - с телом «капля», еще больше с телом «обратная капля». То есть у поплавков с тремя видами тел, кроме «шара», наилучшая остойчивость у поплавка с телом «оливка». В правом столбце таблицы поплавки расставлены по уровню остойчивости.
На рисунке 5 показано влияние длины тела поплавка трех разных форм на изменение остойчивости при сохранении объема поплавков. Из графика видно, что все поплавки при увеличении длины их тела при одинаковой длине киля остойчивость снижают (то есть будут увеличивать угол наклона поплавка) по сравнению с базовым образцом с телом «шар». При этом в большей степени остойчивость снижается у поплавка с телом «обратная капля».
Рисунок 5 - Влияние длины тела поплавка трех разных форм на изменение остойчивости
При том же объеме и увеличении диаметра «оливки», «капли» и «обратной капли» при соответствующем уменьшении длины их тела все поплавки все более приближаются по форме к шару, то есть их остойчивость повышается.
Что еще вызвало большие сомнения, так это влияние формы поплавка на его чувствительность. Однозначная убежденность автора статьи в том, что поплавок в форме капли при одинаковых остальных параметрах имеет наибольшую чувствительность, подтверждалась только упоминанием о форштевнях судов, корпусах подводных лодок и поперечных сечениях их рулей.
То есть при потяжке насадки вниз рыба, по мнению автора, будет испытывать наименьшее сопротивление со стороны поплавка в форме «капли», большее - при форме поплавка в виде «оливки», еще большее - при форме поплавка в виде «обратной капли». Представить себе, что в последний момент рыба успевает подумать: «Неужели на «обратную каплю» напоролась!» - это было выше моих сил.
В Интернете встречается информация о влиянии формы тела объекта на его сопротивление при движении в воде, и там, действительно, «капле» отдают предпочтение, но речь идет, как правило, о телах крупных размеров и приличных скоростях движения. Решить этот вопрос теоретически по формуле для силы гидродинамического воздействия через использование безразмерного коэффициента сопротивления невозможно - такие исследования для малых тел и малых скоростей движения не проводились.
Долго думал, как разрешить свои сомнения. И придумал - надо провести натурный эксперимент. Не расчетный, а именно натурный. У меня в хозяйстве оказались поплавки с двумя видами тел - «капля» и «оливка» одного и того же производителя на 0,5 г и 2,0 г (см. рисунок 6).
Алгоритм эксперимента следующий:
- выбираю непрозрачную пластиковую трубу для сантехники (лучше прозрачную, но в ближайшем магазине такой не оказалось) длиной около 1,0 м и внутренним диаметром 5,0 см;
- для фиксации касания килем поплавка дна при его погружении в нижней части трубы закрепляю прозрачную емкость, обеспечив отсутствие протекания воды (на прозрачной трубе можно было просто установить дно); дополнительно фиксирую емкость тремя деревянными накладками;
- огружаю поплавки таким образом, чтобы над водой находилась примерно половина вершинки;
- добавляю еще дополнительный груз и с положения, при котором расстояние от киля до дна у поплавков одинаковой грузоподъемности будет одинаковым, отпускаю поплавок, засекая секундомером время до момента касания дна килем; дополнительный груз для поплавков одинаковой грузоподъемности должен быть одним и тем же;
- замеры с каждым поплавком провожу несколько раз, затем вычисляю среднее арифметическое значение и сравниваю результаты.
Рисунок 6 - Поплавки для проведения эксперимента грузоподъемностью 2,0 г и 0,5 г
Поплавок, у которого чувствительность выше, должен быстрее достигать дна при одинаковой загрузке, то есть у него скорость будет выше. Поплавка с телом «обратная капля» у меня не оказалось, не ловлю на них из-за плохой видимости поклевки на подъем. Решил при испытаниях превратить «каплю» в «обратную каплю», развернув поплавок на 180 градусов и закрепив груз на вершинке.
На рисунке 6 показаны положения одного и того же поплавка в огруженном состоянии на вершине трубы и с дополнительным грузом на дне. Изогнутый киль на дне емкости - это результат его объемного искажения в воде. Скорости погружения поплавков можно сравнивать только у поплавков одной грузоподъемности, так как сила тяжести (вес) грузил у больших и малых поплавков разные.
Результаты замеров сведены в таблицу 2 и они оказались достаточно неожиданными - при грузоподъемности и 0,5 г, и 2,0 г лучшая чувствительность оказалась у поплавков с телом «оливка». «Капли» достигали дна ощутимо дольше. Разница в скорости погружения поплавков составила 19,4% - 24,0 %. При этом, если у «капли» и «обратной капли» разница в скоростях была в пределах точности измерений, то у «оливки» она была явно больше - случайность тут исключена.
Рисунок 7 - Исследовательская труба для проведения замеров
Объяснение этому явлению, видимо, состоит в том, что максимальный диаметр «оливок» был меньше максимального диаметра «капель». То есть увеличенное поперечное сечение тела поплавка приводило к увеличенному гидродинамическому сопротивлению при опускании. И никакие вихреобразования за телом поплавка здесь ни причем. Чувствительность поплавков с телом «капля» и «обратная капля» оказалась практически на одном уровне в пределах погрешности измерений.
Таблица 2 - Результаты замеров чувствительности поплавков с разными формами тела
|
Форма поплавка |
Мах. диам., мм |
Грузо- подъемность, г |
Время погружения, с |
|
|
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Сред. зн - е |
Глуб., см |
Скор.,см/с |
|||
|
Оливка |
10,0 |
2,0 |
2,88 |
3,25 |
3,20
|
3,16 |
3,16 |
3,13 |
95,5 |
30,5 |
|
Капля |
13,5 |
2,0 |
4,00 |
3,62 |
4,07 |
3,70 |
4,16 |
3,89 |
95,5 |
24,6 |
|
Обр. капля |
13,5 |
2,0 |
3,89 |
3,67 |
3,60 |
4,05 |
3,94 |
3,83 |
95,5 |
24,9 |
|
Оливка |
5,5 |
0,5 |
3,10 |
3,06 |
3,07 |
3,00 |
3,14 |
3,07 |
102,5 |
33,3 |
|
Капля |
7,9 |
0,5 |
3,76 |
3,83 |
4,06 |
3,68 |
3,66 |
3,80 |
102,5 |
27,0 |
|
Обр. капля |
7,9 |
0,5 |
3,62 |
3,70 |
3,60 |
3,70 |
3,74 |
3,67 |
102,5 |
27,9 |
Приближение тела поплавка к телу «шар» по аналогии с вышеприведенным экспериментом должно привести к некоторой потери чувствительности при поклевке на утоп (увеличение поперечного сечения тела при том же объеме поплавка) из-за увеличения гидродинамического сопротивления воды.
Зато у таких поплавков повышается плавучесть и их можно успешно использовать не только при ловле в проводку на сильном течении и волне, но и при осуществлении проводки «впроволочку».
При поклевке на утоп с дальнейшим бросанием насадки рыбой лучшую чувствительность будут иметь поплавки с телом «оливка» - при одинаковой грузоподъемности с поплавками «капля» и «обратная капля» и одинаковыми вершинками они будут быстрее подниматься вверх. Это вытекает из эксперимента по их погружению - гидродинамическое сопротивление у «оливки» меньше. Предполагаю, что поплавок с телом «шар» из-за увеличенного гидродинамического сопротивления достигнет поверхности воды последним (при одинаковой грузоподъемности с вышеназванными поплавками). Надо бы провести эксперимент.
При поклевке на подъем лучшую видимость поклевки имеют поплавки с телом «капля» по сравнению с поплавками «шар», «оливка» и «обратная капля». Это связано с увеличенной длиной тела поплавка, выступающего над поверхностью воды при поклевке.
При увеличении диаметра киля или его плотности, и сохранении равновесного состояния поплавка остойчивость поплавка на течении уменьшается. Изменения при этом незначительные и на них можно не обращать внимание. С увеличением длины киля от 1,0 см до 25,0 см остойчивость поплавка на течении линейно уменьшается и уменьшается значительно - от 8,0 град. до 16,0 град. Это связано с увеличением силы воздействия на киль поплавка со стороны течения Fтк, которая становится сравнимой с силой воздействия на тело поплавка Fтп.
При увеличении объема тела поплавка любой из рассмотренных форм и соответствующем увеличении его грузоподъемности остойчивость поплавка на течении повышается.
При уменьшении плотности тела поплавка любой из рассмотренных форм с сохранением его объема и соответствующем увеличении его грузоподъемности остойчивость поплавка на течении повышается. Увеличение остойчивости, правда, незначительное, и на него можно не обращать внимание.
Наибольшую остойчивость при ловле на течении имеют поплавки с телом «шар», поэтому они и получили широкое распространение среди спортсменов, в том числе, при ловле на волне. На втором месте по остойчивости поплавки с телом «оливка», на третьем - поплавки с телом «капля», на четвертом - с телом «обратная капля».
При увеличении диаметра «оливки», «капли» и «обратной капли» при той же длине киля с сохранением объема тела поплавка (при соответствующем уменьшении длины тела) все поплавки все более приближаются по форме к шару, то есть их остойчивость повышается.
Увеличение длины тела поплавков «оливка», «капля» и «обратная капля» при сохранении того же объема (соответствующее уменьшение диаметра тела) и сохранении длины киля приводит к уменьшению их остойчивости.
Натурный эксперимент с поплавками «оливка», «капля» и «обратная капля» показал, что при грузоподъемности 0,5 г и 2,0 г лучшая чувствительность у поплавков с телом «оливка». Разница в скорости погружения поплавков составила 19,4 - 23%. Объяснение этому явлению состоит в том, что максимальный диаметр «оливок» был меньше максимального диаметра «капель», то есть увеличенное поперечное сечение тела поплавка приводило к увеличенному гидродинамическому сопротивлению при погружении. Чувствительность поплавков с телом «капля» и «обратная капля» оказалась практически на одном уровне.
Увеличение диаметра тела и приближение тела поплавка к «шару» при том же объеме поплавка должно привести к некоторой потери чувствительности при поклевке на утоп (увеличение поперечного сечения тела при том же объеме поплавка) из-за увеличения гидродинамического сопротивления воды. Зато у таких поплавков повышается плавучесть и их можно успешно использовать не только при обычной проводке, но и при осуществлении проводки «впроволочку».
При поклевке на утоп с дальнейшим бросанием насадки рыбой лучшую чувствительность будут иметь поплавки с телом «оливка» - при одинаковой грузоподъемности с поплавками «капля» и «обратная капля» и одинаковыми вершинками они будут быстрее подниматься вверх. Это вытекает из эксперимента по их погружению - гидродинамическое сопротивление у «оливки» меньше. Скорее всего, поплавок с телом «шар» из-за увеличенного гидродинамического сопротивления достигнет поверхности воды последним (при одинаковой грузоподъемности с вышеназванными поплавками).
При поклевке на подъем лучшую видимость поклевки имеют поплавки с телом «капля» по сравнению с поплавками «шар», «оливка» и «обратная капля». Это связано с увеличенной длиной тела поплавка, выступающего над поверхностью воды при поклевке.
Есть надежда, что проведенные исследования влияния на остойчивость, чувствительность и плавучесть поплавков на течении отдельных их параметров в определенной мере совпадают с практикой использования поплавков на рыбалке и позволят более обоснованно подходить к их выбору при оснащении летних удилищ.
10
Мне не нравятся твои улучшизмы - зачем нужен киль вообще, если он (по-твоему) ухудшает остойчивость? 
Николай! Умеешь ты заставить бороться со сном! Проверил еще раз остойчивость у поплавка с телом "оливка" при одинаковых объемах поплавка и скоростях течения. Если у "шара" при изменении длины киля от 1,0 см до 25,0 см угол наклона поплавка изменяется от 8 град. до 16 град., то у "оливки" - от 20 град. до 27 град. Согласно рисунка 2 от этого никуда не денешься - увеличивается сила от давления воды на киль, момент от которой относительно т. А дополнительно разворачивает поплавок. Площадь сечения киля при его длине в 25 см и диаметре 0,1 см становится равной 2,5 см2, а это уже сравнимо с площадью сечения тела поплавка. Можно ли по такому отклонению вершинки заметить эту разницу в градуса, не знаю?
Твой угол альфа это угол равновесного положения поплавка с одной точкой крепления на течении. Чем течение меньше, тем меньше этот угол. Ты показал, что он еще зависит от формы поплавка. 
У моего поплавка две точки крепления, так как он с длинным килем. Но я написал вначале, что воздействия со стороны рыбака на леску при проплыве поплавка нет, т.е. в данном случае поплавку без разницы, с одной он точкой крепления или с двумя, он свободно движется по течению.
Игорь,
Володя! Если ты будешь использовать для киля стальную проволоку той же толщины и длины, что киль из пластика, при этом у тебя вес грузил должен уменьшиться, чтобы поплавок опять занял прежнее положение, то на течении остойчивость будет хуже. Не намного, но хуже. Посмотри еще раз на рис.2 и моменты относительно точки А - все силы, которые образуют моменты по часовой стрелке, ухудшают остойчивость на течении, пытаются наклонить поплавок (но знак моментов "-"); силы, которые образуют моменты против часовой стрелки - улучшают остойчивость, пытаются вернуть поплавок в вертикальное положение (знак моментов "+"). Увеличение веса киля приведет к небольшому увеличению крутящего момента по часовой стрелке при сохранении всех остальных параметров прежними (кроме веса грузил), то есть к небольшому ухудшению остойчивости. Но изменения небольшие, на них можно не обращать внимание.
Арчилыч, кажется я разгадал твою шараду (трюк), изображенную на рис 3 Проблема рассказать кратко..
Если гора (Старнак) не идет к Магомету.. Кратко о разгадке шарады. Сумма моментов при старой огрузке (дисбалансе сил) имеет квадратичную зависимость от относительного изменения длины киля. И в примере из статьи эта сумма положительна при длинах киля больше 10см и меньше 0.9см и отрицательна в диапазоне 0.9-10см с минимумом в районе 4.5 см. 
.. 5.5см (среднее между 0.9 и 10 см) 
Николай, после подачи некоторых измышлизмов с твоей стороны, я статью поправил. Сейчас Дмитрий уже внес в блог последний вариант, спасибо ему. Ну до чего я докатился - вес вершинки поплавка учитываю при исследовании остойчивости, целых 0,11 г. Зато уже никто не подкопается. По ходу дела уточнил усилие на киль поплавка от течения, оно несколько возросло. Итого поправлены рисунки 2,3,4,5. Рисунок 3 поправлен мощно - я уже не стал оставлять вариант, где вес грузил не меняется, а рассматриваю только испытания при равновесном состоянии снасти. Рисунки 4 и 5 уточнились. Как - то так!
Надо бы провести эксперимент с поплавками "капля" и "оливка" на чувствительность при одном и том же максимальном диаметре тела поплавка и одной и той же грузоподъемности поплавков! Только поможет ли это ловить рыбу!
Одинаковый диаметр и одинаковый объем поплавка - невозможно! Разве что спецом точить тела по точным формулам..
При одинаковом диаметре оливки и капли в 1,5 см, длине оливки 3,25 см и длине капли 5,75 см (капля состоит из конуса и половинки шара, длина конуса 5,0 см) у них получается одинаковый объем - 3,827 см3. Выяснить, что происходит при одинаковой площади сечения.
Капля опять неправильная, с изломом поверхности. Стенсен писал, что сфера и конус сопрягаются при угле раствора конуса в 45 градусов. Разница длин будет меньше..
У тебя есть такие тела поплавков? Я не писал о теоретической невозможности, писал о невозможности эксперимента "без точилова"
Николай, эти цифры больше для информации. Я хотел показать, что при одинаковых диаметрах оливки и капли, и одинаковых их объемах, длина оливки намного меньше длины капли. В эксперименте у меня длины оливки и капли совпадали, а были разные диаметры.
По теории разница капли оливки и обратной капли должна быть небольшой.. на утоп
С практической точки зрения интересно как раз сравнить характеристики реальных поплавков, конечно не 1 и 20 гр, а скажем 3 гр разных форм, разных производителей. Имея в голове предупреждение, что цифра 3 это некий идеал, который в реале болтается между 2,5 и 3,5.
Ага! Недавно купил два карасевых попла по 2.5 грамма, меньше не было. Дома огрузил - что-то около 4.5-5 грамм! Отнес в магаз вместе с огрузкой. Сказали, что я первый, кто вернул 
Огрузку сразу взвесили 
И все-таки мне не понятен рис 3 - немонотонная зависимость остойчивости от длины киля. Хотя разница в полградуса при изменении длины киля на 25 см скорее говорит о том, что этой зависимости просто нет. Что тоже странно. Допущения, допущения ..
Николай, представь себе, что я воткнул в тело поплавка 1 см киля и 1 см вершинки - и забыл о них. При заменах материалов киля и вершинки центр тяжести тела поплавка практически останется на прежнем месте (смещение на тысячные доли миллиметра на результат не повлияют), плотность тела поплавка - некая усредненная величина. Изменение значений параметров киля, входящих в формулу моментов, и их сочетание с параметрами тела поплавка таково, что получается этот график. Немного удивлен изменениям в районе от 1 см до 5 см. Но сам знаешь, с математикой не поспоришь, если допущения верные! Для практики это говорит о том, что изменение длины киля при ловле на течении мало влияет на остойчивость поплавка.
Жаль нет мнения Валерия Ф. Побуду я за него..
Николай, как -то ты усложняешь! Точка В есть точка входа киля поплавка в его тело (на плоскости). Уравнение моментов я имею право писать относительно любой точки системы, выбрал эту. Когда пробовал писать относительно т. А, получалось то же самое. Лцп есть расстояние от точки В до объемного центра тела поплавка (считаю его центром тяжести тела поплавка), Лк - длина киля.
Может быть я усложняю. Ты и весом антенны пренебрег, которая может быть и металлической.. При части киля, воткнутой в тело попла, объемный центр поплавка не совпадает с его центром тяжести (из-за того куска киля), а Лк это лишь длина видимой части киля...
У меня есть ваза высотой 60см и диаметром 150мм
Хрустальная (прозрачная)?
Николай, согласен с тобой! Ты же знаешь, это называется "допущения" и, честно говоря, не хотелось 
Здорово! Очень вкусно читается, только над формулами критически задуматься так и не смог себя заставить - ленится мозг напрягаться, очень жаль. Буду над этим работать. К статье: как увлекательна прикладная физика, когда приложена к вопросу, который неплохо знаешь и к которому имеешь живой интерес! И насколько широко разворачивается поплавочный вопрос в обсуждениях. Очень здорово получилось у Сергея закинуть удочку с наживкой богатейшего практического опыта на дальнейшее развитие физико-математической модели процесса. При этом с удивительно точной интерпретацией , да ещё и в форме "жопки", нераскрытых ещё вопросов. Как мне кажется, сравнительное описание функциональной динамики разных характеристик поплавков посредством объективных законов было бы не менее интересно. Направления исследований: скорость реакции поплавков на внешние возмущения - поклёвку, придержку, изменение течения, ветер, волну; скорость возврата поплавка из крайних положений к равновесному состоянию; динамическая стабильность состояния поплавков при случайных кратковременных воздействиях. Очень сильно извиняюсь за наглый вброс вопросов, тем более что сам я родить варианты ответов - слабоват. Может, хоть от вопросов будет какая-то польза? Арчилыч, ещё раз спасибо за увлекательный материал
.
Думаю,что для начального понимания, у заинтересованных сторон,материала предостаточно.Сейчас начинается самое поганое время. когда лето уже закончилось, а зима пока не известно. когда начнется.Вот можно немного по-теоретизировать.
Андрей, спасибо! Над формулами можно задумываться, а можно читать только выводы - в них сконцентрировано самое главное, а формулы только инструмент. Кстати, твой "наглый вброс вопросов" тянет на одну докторскую и минимум две кандидатские диссертации, так как в основе исследований динамика поведения тел разнообразной формы в водной среде при наличии знакопеременных внешних возмущений. Жалко только, что за рыболовную тематику ученые степени не присуждают. Это как раз тот случай, когда практический опыт выходит на первое место. Только надо тщательно все записывать,описывать, а затем изложить в концентрированном виде.
top:
Игорь, по поводу остойчивости ещё раз перечитаю, не совсем понял. А вот чутьё, долгое время любимым поплавком было гусиное перо, да и сейчас больше нравятся поплавки которые стремятся к "игле".
Игорь, самый главный вывод - наглядное (и количественное) подтверждение того, что игла гораздо чувствительнее, чем все "бобышчатое", в т.ч. капля. Т.к. то, что ты называешь "оливкой", это на самом деле ближе к "игле". Оливка - у тебя в среднем отсеке лежит Артакс, ближе всего подходит под оливку. Капель толковых у тебя, к сожалению, нет вообще. Очень хочу повторить эксперимент с "настоящими" каплями, оливками и иглами (которых у тебя тоже нет ). Про "иглу" см. один из последних видеороликов про карася, я про это. Я подумаю, как проще, передать тебе на тестирование или по твоей методике утопить самому. Т.к. хочется протестировать и торпеды и бабблы и много чего еще.
Дмитрий! Судя по предстоящему объему запланированных тобой работ готов передать тебе трубу безвозмездно, то есть даром!
Понравилось. Эксперимент так себе и мыслил, а ты сделал! Не все осилил - почитаю еще.
Игорь, твои исследования,очень классные и доходчивые,но можно свою ложку дегтя я все таки кину.
Ложка дегтя, это немного - можно.
Сергей! Я тут еще раз подумал над твоим 2 вопросом. Решил кое-что исправить в выводах, посмотри:
Так наверное будет правильнее,но все таки, чтобы исключить слово ПРЕДПОЛАГАЮ....нужно провести эксперименты межу шаром и правильной каплей.
Игорь, ты под чувствительностью принял время утопления поплавка при одинаковом усилии. А если задать всем поплам одинаковое время, вероятно усилия будут разными. Хотя наверное выводы будут такими же, но будет видно объективное усилие которое должна приложить рыб для утопа попла.
Володя, за основу в эксперименте взята скорость погружения поплавка при одинаковом усилии.Чем больше скорость погружения, тем поплавок чувствительнее. При одинаковой скорости погружения усилие у оливки будет меньше. Насколько, сказать не могу - для этого мне надо было точно (до 0,01 г) взвесить грузики, которыми я нагружал поплавок. Таких весов у меня не было. А потом по формуле (5) посчитать Cd для каждого поплавка. А потом можно было задавать любую скорость и считать, насколько у разных поплавков изменится усилие потяжки.
Игорь, я понимаю что методом "научного тыкания" проводить такой эксперимент мягко говоря сложно (есть ёмкое русское слово). С теоретической точки зрения ты прав, но даже рыбеважнее прилагаемое усилие. Я просто думал что можно высчитать это усилие. Гыыы, у меня со времён приготовления растворов для фотопечати сохранились весы с гирьками до 25 мг.
Володя! По некоторым прикидкам могу сказать, что при скорости потяжки 30 см/с (думаю, что это может быть скорость поклевки плотвы, дистанция потяжки 5, 10, 15 и более см) разница в усилиях между оливкой и каплей у больших поплавков, которые я испытывал, может составлять около 0,1 г, например, 0,2 г (оливка) и 0,3 г (капля).
Игорь, ещё один глупый вопрос, а какая по твоему будет разница в усилии у 2-х и 0,5-ти граммовых поплавков. Судя по твоей таблице - небольшая.
При той же скорости потяжки 30 см/с если у поплавка грузоподъемностью 2,0 г у оливки по сравнению с каплей 0,1 г (как я написал выше), то у поплавка грузоподъемностью 0,5 г разница в 0,04 г, т.е. в 2,5 раза меньше. Я так думаю! Рыба, последнюю разницу, видимо не оценит.
Игорь, ты чо? 
Какие нафик 30 см/с??? Это летом в воде, в которую еще и кипятильник засунули? В прошлый раз у нас с Сергеем, например, была скорость порядка 0,5 см/с. Почему так точно знаю, т.к. ради хохмы сидели считали секунды при поклевке.
Ну вы так попали, плотва была в коматозе. Вспомни поклевки плотвы по весне - раз, и поплавок исчез, и только секунды через 2 -3 появляется. Я о такой поклевке. О какой ты говоришь, там разницы не будет.
Игорь, ты меня пугаешь Как это не будет?! Фишка в том, что она не просто в коматозе, она стоит на месте. Забирает насадку в рот и продолжает стоять! Все остальное делает течение. И тут твои 24% очень сильную роль могут сыграть. Либо выплюнет, либо простоит лишнюю секунду, а ты ее подсечешь.
При скорости потяжки 0,5 см/с мои 24% превращаются в 0,00005 г. На форму поплавка при такой скорости можно не обращать внимание. Чем скорость потяжки больше, тем больше разница в усилии у поплавков с различной формой.
Нуу, такая разница в усилии по моему актуальна для очень мелкой рыбы.
Контент
Кресло Korum standart Accessory Chair