发明要点,同时用脚蹬和手拉的力量使鱼尾般的桨叶在水中来回摆动,使船快速行进。适用于体育赛艇,健身游艇,娱乐游艇。
这项发明的主要优点在于效率极高,省体力,速度快。
现代体育赛艇全部都是划桨方式,人的臂力有限,而且桨叶划水效率不高,桨叶入水出水的角度太大,很多体力都浪费在压水和抬水上面了,而且空桨出水前移也浪费体力,所以速度不快,体力消耗很大。
公园人力游船有两种方式,划桨和脚蹬桨,划桨的缺点如上所述,脚蹬桨因为是平板旋转桨叶,而非轮船式的涡旋桨叶,所以压水抬水更厉害,浪费的力量更多,所以速度更慢。
现代人力舟船有两种方式,一是划桨,二是摇橹。摇橹非常科学,它往复运动时,一来一去全都是斜向推水,产生动力,基本没有浪费,所以效率很高,民间有“一橹顶三桨”的说法,即一人摇橹赛过三人划桨。
世界上最科学的“舟船”就是鱼,鱼的原理类似于摇橹,而且它是用全身肌肉去摇动身体和尾巴,全部力量都用来产生前进动力,所以特别省力、轻松,再加上鱼体的流线型,所以速度很快。这是生物亿万年进化的自然选择,已经到了效率的极限。
游泳时用脚蹼实际也是在模仿鱼尾,速度也很快,但用脚蹼时感觉非常费力,这里有一个用力方向的问题。人腿肌肉是顺着人体方向长的,在这个方向上(蹬揣)力量最大,而用脚蹼的时候却要在垂直方向上用力,不是蹬揣,而是上下拨动,所以使不上劲,很累。
摆尾舟完全仿照鱼的原理,克服了上述人力器械的所有缺点:
船形为狭长流线型,比公园游船要窄得多,阻力小;
船尾左右往复拨水产生前进动力,来回都产生动力,没有浪费,类似鱼和橹,远胜于划桨。
船尾由类似鱼尾的坚柔弹性材料构成,能产生鞭打效果,比橹的效率还要好,类似鱼尾;
人腿力量远大于胳臂力量,起码是两倍,而摆尾舟将四肢力量全部用于动力,这样就等于划桨动力的三倍,速度肯定要快得多,而且省体力。
摆尾舟把力量全都用在最能使上劲的方向上,腿用在蹬揣方向上(比游泳脚蹼要合理),两臂都用在往里拉的方向上(比赛艇划浆主要靠一只手拉桨合理),而且背靠椅背在蹬,腰背的劲儿也能用上,可以说,把全身最主要肌肉群的力量都发挥到了最大限度,动力足够大,人也不会太累,比起赛艇站着用手划桨显然要舒服得多,也省力得多。所以能能保持长距离高速度前进。
总之,在功率即力量方面,因腿脚并用,起码是划桨船或脚蹬船的两倍,在效率方面,因为全部力量都用在了拨水前进上,起码是划桨船或脚蹬船的两倍。
有用功率=总功率*效率,即2*2=4,摆尾舟有用功率应该是划桨或脚蹬船的四倍。考虑到速度越高阻力越大,摆尾舟的速度起码可以达到划桨或脚蹬船速度的两倍以上。
上面已分析,全力前进时速度起码能达到目前单人单桨或双桨赛艇速度的两倍以上,完全可以用于体育运动,甚至开发新的比赛项目。
另外,用于水上健身运动也非常好,一是速度快,有较强的刺激性和娱乐性,二是全身所有肌肉都能得到锻炼,三是坐姿舒服,不累,既可以高速踏进,进行无氧锻炼,也可以中速长距离巡航,进行有氧锻炼。
中速前进时可以只用脚蹬,双手可以腾出来娱乐(拍照、
即使公园水上娱乐也有用武之地,可以将船体设计成双人宽体,只由一人操作,速度较慢,比较安全。还可以设计成五人座,只由最后一人操作,速度更慢,更安全。而且,因为全都是朝向前进方向,容易控制方向,不易与湖岸或它船碰撞。
一般舟船是用船底的龙骨来防止竖直方向上的左右摇摆,或水平方向上的左右绕行,摆尾舟因为很小,在浅水前进,所以不能用龙骨,那么如何解决直行问题呢?
划桨赛艇则采用左右各划一次控制直行,这样船头可能有小的左右摆动,摆尾舟也有同样问题,但因为蹬踏板的用力方向正好跟桨叶摆尾的方向相反,所以就能巧妙地避免左右摇摆或绕行。
一般舟船是用舵来控制转弯,划桨船则采用只划左边或只划右边,来控制方向,单人双人划桨赛艇有时可用身体倾斜度来控制方向。
摆尾舟也可以采用一边猛蹬另一边缓蹬的方法,就像鱼尾那样,再加上身体有意倾斜,就可以实现转弯。
在动物中,鱼尾一般是左右摆动,而海豚的尾巴则是上下摆动,效率也非常高,游速极快。所以摆尾舟的桨叶也可以设计成上下摆动,只是需要通过多个滑轮的组合来改变力的方向,使拉绳中的一条往上拉,另一条往下拉,两绳轮流拉动,桨叶就能上下摆动。
桨叶左右摆动时会产生船体左右摇摆问题,上文已分析过,可以巧妙克服。
而桨叶上下摆动时会产生船体上下摇摆问题,不过问题不是很大。而且还有一个好处,当湖水较浅时也不会影响桨叶的摆动。
究竟哪种效率更高,速度更快,更轻松,还要通过实验才能知道。
2012年1月5日
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