Весла: дизайн, история и современные инновации

Общие сведения

Весло — ручное средство для движения и управления малыми суднами: каноэ, каяками. Оно состоит из штанги (shaft) с одним или двумя лопастями на концах; место перехода лопасти в штангу называется горлышко (throat). В отличие от весел, весла используются без наружных опор (rowlocks): гребец хватает штангу и толкает или тянет лопасть водой, создавая тягу или поворот. Движение вперед достигается чередованием гребков по разные борта, управление — преобладанием одной стороны или изменением ритма.

Штанги бывают разного сечения и диаметра. Типичный круглый диаметр — 2,5–3,2 см, популярны также овальные профили. Некоторые штанги сужаются от круглого центра к овальному горлышку или остаются овальными на всей длине. Изгиб у горлышка иногда вводят для увеличения мощности гребка. Эргономические рукояти — с накладками или обмоткой — защищают ладони от голой трубки и гасят вибрацию.

Размеры лопасти зависят от назначения и силы гребца. Стандарт: ширина ~20 см, длина от горлышка до кончика ~46 см. Крупные «пицца-лопасти» (30–36 см) применяются в рафтинге и требуют сильного гребца — большая площадь хватает больше воды за заход. Любителю перебор может утомить и снизить КПД. Форма также влияет на эффективность: многие лопасти имеют вогнутую рабочую сторону, увеличивающую сопротивление воды.

Весла бывают однолопастными и двулопастными. Однолопастные (каноэ) — 1,2–1,5 м, с Т-образной или треугольной рукоятью; гребец меняет хват между заходами. Каякеры используют двулопастные (2–2,7 м) с хватом в середине штанги. Перые лопасти (feathered) — под прямым углом — позволяют одной лопасти оставаться в воде, а другой резать воздух, снижая лобовое сопротивление. Овальная штанга помогает интуитивно ориентировать лопасти.

История

Ранние весла были деревянными; большинство не сохранилось, но встречаются экземпляры с слоновыми наконечниками, предотвращающими растрескивание. Индейцы-перекупщики ввели мехобойцев в гребу как альтернативу длинным неблагоустроенным прутам, которые нужно было втыкать в дно.

Народы Арктики и Гренландии использовали оба типа. Примитивные однолопастные — ~160 см длиной, лопасть 13 см — для глубоких и просторных судов. Двулопастные для узких лодок — ~239 см, лопасти 7,6 см, часто выгнутые.

Сейчас многие ценят деревянные весла за эстетику и легкость (1,1–1,6 кг). Индивидуальные штанги делают из стержня 3,2 см или склеивают из двух мягких пород по ласточкиному шву с твердой сердечкой, уходящей в лопасть для усиления. Лопасти собирают из тонких фанерных слоев, фанеровку завершают фурнитурой, кончики закрывают металлом или стеклопластом от истирания. Дополнительно наносят стекловолокно и эпоксиду для прочности.

Сырье

Весла делают из дерева, стеклопласта, алюминия, пластика или их комбинаций. Типичное серийное весло: штанга из закаленного алюминия с пробковым или пено-заполнителем, пластиковые лопасти и рукояти. Полые алюминиевые трубы разной толщины стенок — каркас штанги. Пробка или пена предотвращают попадание воды и добавляют плавучесть. Термопластиковый порошок и пигменты — для литья лопастей и рукоятий. Защитные накладки на штангу амортизируют хват и предотвращают коррозию.

Производственный процесс

Литье лопастей и рукоятей

• Метод вплавки: гранулированный термопласт с пигментом плавится в барабане и винтом давится в охлаждаемую форму. Деталь затвердевает, извлекается. Цикл непрерывен: пока одна деталь остывает, винт заряжает следующую порцию.
• После формовки каждую деталь осматривают на наличие заусенцев — лишнего пластика на швах. Заусенцы снимают вручную.

Резка штанги

• Алюминиевую трубу и защитную пластиковую оболочку режут на длину дисковой пилой.
• Пробковый или пено-сердечник прессовуют в штангу; выступа обрезают вручную.

Сборка

• Защитную трубу надевают на алюминиевую штангу и нагревают строительным феном — она садится туго. В некоторых схемах рукоять вставляют до нагрева, тогда труба фиксирует и её.
• Шейка лопасти прессовуется на штангу в горлышке против самопроизвольного откручивания.
• Альтернатива — гидравлическое или пневматическое прессование концов трубы для зажима лопасти или рукояти.

Упаковка

• Собранное весло пакуют в прозрачный пакет, затем в гофрокоробки — по 30 штук — для отгрузки.

Отходы и поproducts

Основные потоки отходов — алюминиевые обрезки при раскрое штанг и пластиковые стружка при литье. Пластик переплавляют на новые изделия, алюминий утилизируют как банки.

Перспективы

Недавние разработки дали ультралегкие весла из передовых композитов. Олимпийский каякер Грег Бартон создал весла весом менее половины лучших деревянных. В лабораториях Ливермора (Университет Калифорнии) разработали приборы, мгновенно измеряющие мощность гребца, синхронность и физиологические параметры (пульс). Эти данные помогут совершенствовать дизайн и повышать результативность.