Введение

Движение лодки с помощью весел
Весельное движение в целом

Гребля – это процесс приведения в движение водного судна мускульной силой человека, использующий размашистые движения весел для вытеснения воды и создания реактивной тяги. Гребля функционально схожа с греблей веслами, однако гребля требует механического крепления весел к лодке, и гребец управляет веслом как рычагом, прикладывая силу в том же направлении, что и движение лодки; в то время как весла удерживаются полностью в руках и не имеют крепления к лодке, и используются как консольный рычаг, прикладывая силу, противоположную желаемому направлению движения лодки. В некоторых строгих определениях использование весел для движения может называться либо "тягой", либо "греблей", с различными определениями для каждого термина. При использовании этих строгих определений, их значения меняются в зависимости от контекста. В морской среде на "тяговой лодке" каждый гребец работает одним веслом с одной стороны, попеременно используя левый и правый борт вдоль длины лодки; в то время как "гребля" означает, что каждый гребец управляет двумя веслами, по одному с каждой стороны лодки. На внутренних водных путях применяется обратное: "гребля" – это когда каждый член экипажа работает одним веслом, а "скаллинг" (особенно в спортивной гребле) – когда каждый участник использует пару весел. В морской практике "скаллинг" означает движение лодки одним веслом, которым управляют у кормы. В данной статье рассматриваются общие виды гребли, такие как отдых и транспорт, а не спортивная гребля, которая является специализированной формой гонок на лодках с использованием строго регламентированного оборудования и высоко отработанной техники.

Древний Египет

История возникновения гребли теряется в глубине веков, но использование весел в современном понимании можно проследить до Древнего Египта. Неизвестно, было ли это изобретение сделано в Египте или же перенято у Месопотамии посредством торговли. Однако археологи обнаружили модель гребного судна в гробнице, датируемой 18-19 веками до нашей эры. Модель представляла собой широкую лодку с мелким дном, напоминающую баржу, предназначенную для плавания по мелководным рекам Месопотамии. Реки Евфрат и Тигр были частью этого региона и, протекая с севера на юг, быстро стали важной составляющей оседлых цивилизаций. Гребные суда, особенно галеры, широко использовались в морских сражениях и торговле в Средиземноморье с эпохи античности. Галеры имели преимущества перед парусными кораблями в спокойных водах при слабом ветре: ими было легче управлять, они могли развивать кратковременную высокую скорость и двигаться независимо от направления ветра.

Древняя Греция

В классическую эпоху греческих галерей греки доминировали в Средиземноморье, а афиняне – среди других греков. Они использовали тысячи представителей низших сословий для службы гребцами на флоте. В классических Афинах, ведущей морской державе того времени, гребля считалась почётной профессией, и мужчины должны были обладать некоторыми практическими знаниями в этой области. Классическая трирема использовала 170 гребцов; более поздние галеры имели ещё более крупные экипажи. Гребцы трирем использовали кожаные подушки, чтобы скользить по сиденьям, что позволяло им использовать силу ног, подобно современным гребцам с подвижными сиденьями. Галеры обычно были оснащены мачтами и парусами, но спускали их при приближении к бою. Греческие флоты даже оставляли паруса и мачты на берегу (считая их ненужным грузом), если это было возможно.

Северная Европа

Использование весел в гребле вместо лопастей пришло в Северную Европу довольно поздно, примерно между 500 г. до н.э. и 1 г. н.э. Это изменение могло быть ускорено римским завоеванием Северной Галлии. Однако в период с 500 по 1100 г. н.э. суда, сочетавшие парус и весла, доминировали в торговле и военном деле в Северной Европе, во времена, известные как эпоха викингов. Галеры продолжали использоваться в Средиземноморье до появления парового двигателя.

Типы гребных систем

В некоторых местностях преобладают системы гребли спиной вперед. В других местностях преобладают системы гребли лицом вперед, особенно в густонаселенных районах, таких как Венеция (Италия), а также в азиатских и индонезийских реках и портах. Это не является строгим выбором "либо одно, либо другое", поскольку в различных ситуациях полезно уметь грести лодку, ориентированной в любом направлении. Современный акцент на оздоровительных аспектах гребли привел к разработке новых механических систем, некоторые из которых (например, метод гребли Рантиллы) значительно отличаются от традиционных гребных систем прошлого.

Системы, обращенные в обратном направлении

Сидящий гребец тянет одно или два весла, которые приводят лодку в движение в воде. Точка опоры весел (прочно прикрепленная к лодке) является точкой приложения силы для этого рычага. Человек, управляющий веслом, фиксируется в положении (при приложении максимального усилия) упором для ног – растяжкой, которая может быть такой же простой, как деревянная перекладина, регулируемая путем установки в различные пары выемок в днище лодки. Для весла могут использоваться различные типы точек опоры. Штыри для весел – это деревянные колышки, вставляемые в отверстия в верхней части борта. Их часто используют попарно, между которыми располагается весло. При использовании поодиночке весло упирается в штырь на рабочем ходе и удерживается кожаным ремешком на обратном ходе. Подставки для весел, обычно называемые "усами" (см. точное определение ниже), представляют собой металлические детали, обычно U-образной формы, с осью внизу, которая входит в металлическое гнездо на борту. Весло располагается в U-образной части, а подставка для весла вращается в гнезде во время использования. В строгой терминологии "ус" или "гребной ус" – это U-образная выемка в верхней части обшивки корпуса лодки. Эта выемка обычно находится в обшивке для сброса воды, расположенной над бортом. (Термин "ус" часто применяется к подставкам для весел.) Ус может быть закрыт, например, когда лодка используется под парусом. Строго говоря, это делается с помощью детали, называемой заслонкой, которую обычно ошибочно называют "поппетом". Гребной прорубь – это отверстие, проделанное в борту корпуса. Весло необходимо пропустить через это отверстие, когда оно требуется. В одной части отверстия может быть прорезана щель, чтобы лопасть весла могла пройти (как видно на корабле Гокстад).

Системы, обращенные вперед

Гребля с отталкиванием, также называемая обратной греблей, если используется на лодке, не предназначенной для движения вперед, использует обычные весла с толкающим движением для достижения движения вперед, иногда сидя, а иногда стоя. Это удобный способ маневрирования в узком водном пути или в оживленной гавани. Венецианская гребля (voga alla veneta) – традиционная техника в Венеции, Италия, при которой гребец стоит лицом вперед, опирая весло в специальную уключину, называемую fórcola. Система "Rantilla" использует внутренние уключины вместо реверсивной передачи для достижения движения лодки вперед посредством тянущего движения веслами. Другая система (также называемая греблей одним веслом) включает использование одного весла, выступающего из кормы лодки, которое перемещается из стороны в сторону под водой, наподобие рыбьего хвоста, например, китайский юло, с помощью которого можно перемещать довольно большие лодки. Сампаны в провинции Ниньбинь на севере Вьетнама гребут ногами. Народ инта в Бирме гребет вперед, используя ноги. Словения плетна гребет вперед в стоячем положении с двумя веслами.

Двигатель для гребли

Гребля – это циклическая (или прерывистая) форма движения, при которой в квазистационарном состоянии движение системы (системы, включающей гребца, вёсла и лодку) регулярно повторяется. Для поддержания равномерного движения системы без её ускорения или замедления, сумма всех внешних сил, действующих на систему и усреднённая за цикл, должна быть равна нулю. Следовательно, средняя сила сопротивления (торможения) на системе должна быть равна средней силе тяги, действующей на систему. Силы сопротивления состоят из аэродинамического сопротивления надстройки системы (элементов лодки, расположенных над ватерлинией), а также гидродинамического сопротивления погруженной части системы. Силы тяги – это реакция воды на вёсла, находящиеся в воде. Вёсло можно использовать для создания силы сопротивления (силы, направленной против движения вперёд), когда необходимо остановить систему. Хотя вёсло удобно рассматривать как рычаг с "фиксированной" точкой опоры в воде, лопасть движется вбок и назад, что означает, что величина развиваемой силы тяги является результатом сложного взаимодействия между нестационарной гидродинамикой (потоком воды вокруг лопасти) и механикой твёрдого тела и динамикой (силой, прикладываемой к рукоятке вёсла, инерцией вёсла и его характеристиками изгиба, ускорением лодки и т.д.).

Отличие от других водных судов

Разница между академической греблей и другими видами водного транспорта, такими как каноэ или каяки, заключается в том, что в академической гребле весла удерживаются на месте в точке опоры, которая имеет фиксированное положение относительно лодки. Эта точка является точкой приложения силы для весла, действующего как рычаг второго рода (лопасть, зафиксированная в воде, является точкой опоры). В гребле на гладкой воде лодка (также называемая раковиной или узкой лодкой) имеет узкую форму для уменьшения сопротивления, а весла крепятся к уклюнам (также называемым воротами) на концах выносных опор, расположенных по бокам лодки. В гоночных лодках также имеются подвижные сиденья, позволяющие использовать ноги в дополнение к корпусу для приложения силы к веслу.

Венецианская гребля

В Венеции гондолы и другие подобные лодки с плоским дном – популярный вид транспорта, приводимый в движение веслами, которые фиксируются в открытой деревянной форколе. Техника гребли "Voga alla Veneta" значительно отличается от стиля, используемого в международной спортивной гребле, поскольку гребец находится в стоячем положении лицом вперед. Это позволяет лодке быстро и маневренно двигаться, что особенно полезно в узких и оживленных каналах Венеции. Соревнования-регаты также проводятся с использованием венецианской техники гребли, как на гондолах, так и на других типах судов. Существует три стиля венецианской гребли, каждый из которых имеет свои особенности. Первый стиль предполагает одного гребца с одним веслом, стоящего у кормы лодки, где весло также выполняет функцию руля. Второй стиль – один или два гребца, каждый из которых использует два скрещенных весла (известных как "la valesàna"). В третьем стиле гребут два или более гребца, поочередно работая веслами по бокам лодки.

Факторы проектирования

Классические формы гребных лодок отражают эволюцию, продолжавшуюся сотни лет проб и ошибок, в стремлении к оптимальным характеристикам. При проектировании необходимо учитывать такие факторы, как длина ватерлинии, скорость, грузоподъемность, остойчивость, подверженность воздействию ветра, вес, мореходность, стоимость, ширина по ватерлинии, обтекаемость или заостренность оконечностей, а также осадка. Детали конструкции – это компромисс между различными, часто противоречивыми требованиями.

Ширина и высота

Если ширина по ватерлинии (ширина) слишком мала, лодка будет неустойчивой, и находящийся в ней человек рискует выпасть. Если ширина по ватерлинии слишком велика, лодка будет медленной и будет оказывать большее сопротивление волнам. Общая ширина имеет большое значение. Если уключины расположены слишком близко друг к другу, пользоваться веслами будет сложно. Если уключины расположены слишком далеко друг от друга, лодка будет чрезмерно большой, а гребля – неэффективной, приводящей к потере сил гребца. Иногда на узких, быстрых гребных лодках для защищенных водоемов устанавливают аутригеры для увеличения расстояния между уключинами. Если надводный борт (высота борта над ватерлинией) слишком высокий, ветровая нагрузка будет большой, и лодку будет сносить ветром, а гребец не сможет управлять ею при сильном ветре. Если надводный борт слишком низкий, вода будет попадать в лодку через волны. Если лодка предназначена для одного человека, достаточно одного места для гребли. Если гребец собирается перевозить пассажира на корме, лодка станет перегруженной кормой, и балансировка будет нарушена.

Длина

Когда речь заходит о длине гребной лодки, это компромисс между двумя факторами, влияющими на скорость. Если лодка слишком короткая, она не сможет развить высокую максимальную скорость. Если лодка слишком длинная, это приведет к увеличению трения и площади контакта с водой. Поэтому минимальная рекомендуемая длина составляет около 16 футов. Если лодка длиннее рекомендованной, она обычно уже, и хотя и быстрее, в целом сложнее в управлении и поддержании равновесия.

Вес

Для обеспечения хорошей ширины и высоты, необходимых для устойчивости гребной лодки, можно добавить вес в носовой части, либо предусмотреть вторую позицию для гребли, расположенную ближе к носу. Вес гребной лодки имеет как преимущества, так и недостатки. Очень легкая лодка, скорее всего, начнет терять скорость сразу после завершения гребка. В отличие от нее, более тяжелая лодка, вероятно, продолжит двигаться вперед по инерции. Большинство современных гребных лодок значительно легче традиционных лодок, построенных по клинкерной технологии.

Выступление

Весна в киле или качалке влияет на характеристики гребной лодки. Более длинные и узкие гоночные лодки имеют меньшую качалку, примерно… Короткая восьмифутовая (2 м) прам-диньга имеет качалку в… Лодки с меньшей качалкой легче грести и они быстрее на спокойной или почти спокойной воде. Однако, при любой волне лодка с большей качалкой будет более мореходной – она будет подниматься над волнами, а не проходить сквозь них. Лодка с большей качалкой легче меняет направление, в то время как лодка с прямым килем хорошо держит курс, но сопротивляется поворотам. На лодки с высокими бортами и заостренными носами, такие как дори, влияет ветер. Их дифферент можно регулировать, используя пластиковую емкость с водой, прикрепленную к веревке, которую можно перемещать к носу или корме по мере необходимости. Гребцы на длинные дистанции могут поддерживать постоянный темп в 20 гребков в минуту, в то время как гоночную лодку можно грести со скоростью 30–40 гребков в минуту или даже быстрее подготовленными спортсменами (в зависимости от дистанции и условий гонки). Гребец может поддерживать высокую частоту гребков в минуту лишь короткое время. Более длинные и узкие гребные лодки могут достигать… , но большинство гребных лодок длиной 14 футов (4 м) можно грести со скоростью… Многие старые гребные лодки имеют очень полные оконечности (тупые носы и кормы); на первый взгляд это может показаться неудачным дизайном, так как выглядит медленно, а не быстро. Однако лодка с полными оконечностями будет подниматься на волну и не зарываться в нее, как это может сделать лодка с более острым корпусом, поэтому необходимо найти компромисс между скоростью и мореходностью. Этот тип гребной лодки был разработан для перевозки большей нагрузки, а полные обводы обеспечивали значительно большее водоизмещение. Кроме того, старые лодки часто были очень прочными по сравнению с современными, и поэтому весили намного больше. Гребная лодка, предназначенная в качестве тендера для перевозки людей к лодке на причале, как правило, короткая, в то время как лодка для использования на реках и для дальних путешествий может быть длинной и узкой.

Ведра

Со временем конструкция как весел, так и лопастей значительно изменилась. Как правило, часть весел, находящаяся внутри уключины, сохраняет свою длину, а наружная часть становится короче. Различная длина весел влияет как на энергию, которую необходимо затрачивать гребцу, так и на характеристики, с точки зрения скорости лодки. Короткие весла позволяют делать быстрые, но короткие гребки. Короткое весло удобнее использовать в узком проливе или на переполненной стоянке. Это особенно важно для небольших шлюпок, которые могут быть загружены пассажирами, что ограничивает размах весел. Короткий, быстрый гребок предотвращает погружение носа в волнах при большой загрузке. Более длинные весла позволяют выполнять более длинные и медленные гребки, которые легче поддерживать на большие расстояния. Конструкторы могут подбирать длину весла в зависимости от доступного места для его хранения в лодке. Деревянные весла обычно изготавливаются из легкой и прочной древесины, такой как ель или ясень. Лопасти могут быть плоскими для общего применения или вогнутыми для более быстрого продвижения. В современных гоночных лодках весла изготавливаются из композитных материалов, таких как углеволокно, что делает их легкими.

Уайтхоллские гребные лодки

Истоки этого отличительного и практичного ремесла неясны. Однако в прежние времена строителями часто были моряки или люди, связанные с морем. Успешные конструкции как для больших, так и для малых судов развивались медленно, и когда определенные желаемые качества достигались и совершенствовались, они редко претерпевали изменения. Некоторые полагают, что дизайн гребной лодки "Уайтхолл" был заимствован из Англии. Однако известный морской историк Говард И. Чапелл ссылается на мнение покойного В. П. Стивенса о том, что в Нью-Йорке есть Уайтхолл-стрит, и именно там "Уайтхолл" был построен впервые. Чапелл, Стивенс и другие согласны с тем, что дизайн появился примерно в 1820-х годах в Нью-Йорке, и его первыми создателями были ученики военно-морской верфи, которые в некоторой степени вдохновлялись старым морским гигом.