Прискорення антропоходу без перемикання передач
Усі знають, що таке велосипед. Але що у велосипеда головне? Кожний має власну відповідь на це питання. Хтось вважає, що для велосипеда головне – це два колеса і педалі. Хтось скаже, що у велосипеда усе ідеально і нема нічного головного або другорядного. Є думка, що головне для велосипеда – це джерело енергії руху, тобто людина. А якщо ми розлядаємо у велосипеді тільки людину і не вважаємо важливими ані педалі, ані кермо, ані ланцюг, ані перемикання передач, то чи не можемо ми відмовитися від усього цього заради задоволення потреб власне людини? Можливо.
Уявімо, що існує де-який перетворювач сили людини у рух транспортного засобу. Але це не обов’язково має бути велосипед. В широкому розумінні, це просто транспортний засіб, який використовує енергію руху людини. Англійською мовою такі пристрої називають hpv (human powered vehicle). Це дуже точно відтворює його сутність. Українською перекласти важко. Можливо, транспортний засіб, що використовує енергію людини. Українські шанувальники hpv вирішили не перейматися перекладом і залишили англомовну назву для свого сайту:
Нажаль, коли я почав займислюватися про нові транспортні засоби, що використовують енергію людини, світовий досвід був мені невідомий. Довелося, як кажуть, “вигадувати велосипед”. І назу я теж вигадав – антропохід.
Іноді говорять, що сучасний велосипед є досконалим транспортним засобом, який майже неможливо покращити або це занадто дорого і складно. Тоді дозвольте запитати, а за якими саме ознаками велосипеда ви робите такі висновки? Відповіді бувать різні. Але всі відповіді на це питання об’єднує одне – вони помилкові. Наприклад, говорять, що сучасний велосипед здатен досягти найбільшої швидкості з використанням енергії лише людського тіла. І це помилка! Ось факти:
http://err404.ru/krugozor/velosiped-133kmch/
Як ви можете побачити, це не схоже на звичайний велосипед.
Поміркуймо далі. А що саме потрібно, щоб кардинально покращити велосипед, зробити його більш пристосованим до потреб людини, але не використовувати двигун?
- Горизонтальне положення тіла зменшує опір повітря.
- Бажано використовувати не тільки силу ніг, а й інші груп м’язів.
- Рухи мають бути більш природними і різноманітними (як у тренажерному залі)
- Добре було б вирішити проблеми руху у місті та паркування.
- Автоматичне перемикання передач і одночасно помірні втрати енергії.
- Накопичення енергії при гальмуванні з подальшим використанням для прискорення (але це можна прирівняти до використання двигуна)
Думаю, що ці матеріали вас зацікавлять (Landskiff: 1926 р)
http://www.magazineart.org/main.php/v/technical/scienceinvention/ScienceAndInvention1926-08.jpg.html
https://www.flickr.com/photos/wootpics/4170519836/sizes/o/
https://books.google.com.ua/books?id=fdgDAAAAMBAJ&pg=RA1-PA45&dq=rowing+car+1926&lr=&as_brr=1&hl=ru&cd=7#v=onepage&q&f=false
http://velomobile.org/forum/viewtopic.php?f=54&t=4461&start=20
На подібному апараті навіть ходили в походи у далеких 20-х роках минулого сторіччя.
Стосовно конкретно вашого винаходу, то, вибачайте, але на відео не видно ніякої легкості руху. Навпаки там видно, як ви смикаєтесь в кріслі задля отримання швидкості 10-12 км\год. Складно собі уявити такий “педаляж” на протязі навіть години, не кажучи вже про багатогодинні поїздки.
До того ж я особисто спілкувався з людиною з Нідерландів. Чоловік приймав участь у перегонах, пробував і rowingbike. Так от, на моє запитання що до більшої ефективності він сказав приблизно таке:
«На довгій дистанції не має особливого значення, скільки м’язів задіяно. Все одно сили організму вичерпуються рівномірно, і в підсумку має значення лише загальна витривалість, тобто витривалість серця, легень і т.д.».
Ровінгбайк має деякі переваги лише при швидкому прискоренні, але можливість видати більшу пікову потужність у наступні кілька секунд втрачається, бо, знову ж таки, м’язи живляться від всього організму. Ви не можете взяти від нього більше, ніж він може дати. Тобто, ровінгбайк обганяє в перші секунди, але втрачає в наступні. А за рахунок набагато гіршої аеродинаміки він програє.
Другий момент, не менш важливий. Уявіть, що ви качаєте прес лежачи на підлозі. Ваше тіло виконує роботу, але ви не рухаєтесь з місця. Теж саме відбувається на вашому антропоході. Ви смикаєте туди-сюди все ваше тіло, а це неабияка витрата енергії, при чому марна. Вона не йде на перетворення у рух машини.
І третє. Ви пишете
От тут стоп. Якщо ви винахідник, то маєте точно вказувати, які саме втрати у вашому приводі. «Майже без втрат» це не науковий підхід. Навіть у добре відпрацьованих передачах є суттєві втрати.
По собі можу сказати, що не хотів би автоматичного перемикання. Справа в тому, що на довгій дистанції доцільно змінювати швидкість обертання педалей, щоб по-різному навантажувати ноги.
Тут ви помиляєтесь. Накопичення при гальмування доцільне лише в горах. Просто проведіть аналіз, скільки відсотків часу ви гальмуєте? Особисто я не тримаю гальма більше 1% часу за поїздку. А багато можна накопичити за такий час?
З радістю вислухаю ваші аргументи.
Доречі, ось варіанти «свіжого» схожого приводу:
http://velomobile.org/library/articles-gl/110-2010-08-21-15-54-36
Приємно, що ви цікавитеся історією Rowingbike. Дозвольте порекомендувати ось це: http://www.rowingbike.com/en/modellen/historie/
Написано англійською, але справді багато цікавої інформації. Важко повірити, але ще у далекому 1820 році був створений апарат, досить схожий на сучасну версію.
Цілком слушно. Ця версія апарату не призначена для звичайного катання. Вона лише демонструє принцип передачі механічної енергії. Про якість тут не йшлося. Тай за зовнішній вигляд соромно.
Повністю підтримую думку цієї людини. Після 3-ї хвилини активних фізичних вправ людина вже на стільки втомлюється, що навіть ноги не може використовувати на 100% потужності. Тобто потужність обмежується у першу чергу серцем, потім легенями, потім печінкою та іншими органами, а зовсім не кількістю задіяних м’язів. Тому rowingbike – це у першу чергу потужний тренажер для всього тіла, а лише у другу – засіб пересування. Я б порадив rowingbike як найкращий засіб для схуднення.
Уточніть будь ласка, що з чим порівнюєте? Якщо з велосипедом, то, мабуть, ви випадково помилилися. Ровінгбайк має набагато кращу аеродинаміку, ніж велосипед. Ось підтвердження:
http://hpv.com.ua/2015/06/tipyi-hpv/
А якщо ви порівнюєте з іншими лігерадами, то незрозуміло, що мається на увазі. Принцип дії лігераду значно менше впливає на аеродинаміку, ніж його дизайн. Тому несправедливо казати, що аеродинаміка ровінгбайків значно відрізняється.
Запевняю, так тільки здається. Під час веслування немає неабиякої марної витрати енергії. Не знаю, як це довести. Треба просто спробувати. Я колись займався у спортивній секції з академічного веслування. Усім бажаю це відчути. Коли усе ваше тіло працює для досягнення однієї мети, кожен відчуває якесь особливе задоволення.
Дуже дякую за це питання. Зазвичай ніхто не цікавиться реальними цифрами, або ж невірно їх розуміє. По-перше, уточню, про який саме показник йдеться. Як ви знаєте, найбільші втрати енергії відбуваються у процесі передавання її від тіла людини до механічного пристрою. Нажаль, механічна передача не може впливати на ці втрати. Єдине, чим можна зарадити, це обрати якнайкращу для людини траекторію рухів. Тож завдання механічної передачі – якнайвищий ККД саме механічної передачі між елементом, що дотикається до тіла, і віссю колеса. Зазвичай, ККД такої передачі становить близько 95% і навіть більше. Тобто, у порівнянні з усіма втратами енергії під час руху, втрати саме у механічній передачі можна вважати незначними. Такі рівні ККД забезпечують наші звичайні ланцюгові передачі, зубчасті передачі, катушки, важелі і тому подібне. Але є винятки. У ремінних передачах ККД суттєво залежить від конкретного виконання. Варіативні передачі мають гірші показники. Автоматичне перемикання передач також на практиці збільшує втрати енергії. Передача, яку я пропоную, теоретично теж матиме ККД більше 95%. Практичних експериментів достатньої точності я ще не проводив. Тай сенсу у них поки нема. Якщо ж у читачів виникне таке бажання, кожен може власноруч відтворити мій механізм й провести усі необхідні виміри.
Тут автоматичне перемикання треба розуміти у ширшому значенні. Будь-яка механічна передача призначена для перетворення руху одного елементу у рух іншого елементу. Не будемо зараз казати про передаточне число. Скажемо, що джерело і споживач мають різні властивості руху, але енергія від джерела до споживача має передаватися з якомога меншими втратами. В будь-якому випадку енергія дорівнює криволінійному інтегралу прикладеної сили за подоланим шляхом. Отже, при зміні швидкості руху споживача обов’язково змінюється або потужність, або шлях, або сила. Якщо змінюється потужність, то обов’язково змінюються й властивості руху джерела. Виходячи з цієї парадигми, будь-яке автоматичне регулювання передачі транспортного засобу – це спроба створити якнайкращі умови руху джерела при заданій швидкості руху споживача. Встановлено, що для людини найбільш впливовою властивістю руху є сила. Тобто людині зручно рухати ногами і повільно, і швидко. А от сила цих рухів обмежена. Це дуже коротке викладення моїх міркувань на тему, якою має бути ідеальна механічна передача для використання мускульної сили. Як результат, я розробив таку передачу, яка забезпечує задане стале значення сили, прикладеної до джерела, незалежно від швидкості руху споживача. У такій системі людина може збільшити навантаження, збільшивши швидкість рухів, або їх частоту. Це зручно. А потім мені неймовірно поталанило: вдалося спростити цю систему на стільки, що вона стала простішою за звичайний велосипед з перемиканням передач.
Зачекайте! Але ж ви суперечите сам собі. Я стверджував, що однією з ідей, щодо пристосування велосипеду до потреб людини, було використання енергії гальмування. Ви підтверджуєте, що в окремих випадках (в горах) це може бути доцільним. То в чому ж я помиляюсь?
Додам, що я повністю поділяю вашу думку. Вже більше ніж 10 років тому я підрахував, що накопичення енергії гальмування дає людині зовсім незначний виграш. Для великого потягу це може бути корисним, але для одиночної людини на велосипеді – точно ні. Тому серед моїх винаходів таких велосипедів нема. А от серед українських патентів ви можете знайти таку систему для велосипеду. Не знаю, кому вона потрібна, але патент на корисну модель досі діє.
Дуже дякую за відповідь. Приємно, що ви адекватно сприймаєте критику. Також бачу що ви для себе все вже вирішили, тому не стану вас ні в чому переконувати.
Порівнюю лігерад з ровінгбайком.
Ось відео: https://www.youtube.com/watch?v=XihWAkf6ojg
Доведіть велопробігом на своєму апараті. 100-200-300 км за день і ні в кого не залишиться сумнівів в його ефективності.
Доречі, на серійному ровінгбаку немає рухомої площадки для сидіння. Там рухаютсья окремо ноги і окремо руки. Я думаю, що це зроблено як раз для зменшення рухомої маси.
Нажаль це я не можу виміряти, том не знаю. Але можу припустити, що ви маєте декілька проміжних роликів, деякі з них весь час тримають вагу вашого тіла. В них як раз і втрачається частина енергії. Згідно моїм власним дослідам, ролик втрачає до 2%. Але це мова про ролик для ланцюга. У вас же ще присутній опір кочення по поверхні, бо ваші ролики використовуються як колеса на рейках. Ці втрати можна було б вважати незначними, якби у вас був один ролик. А якщо ви втрачєте 5 разів по 2% то втрата 10% це вже значна.
Ваша позиція по типу “якщо хочете – самі вимірюйте” мене дивує. Ви хочете привезти апарат на виставку, але відповісти на конкретне питання про ефективність і про втрати ви не можете. В чому тоді сенс, в чому новина і взагалі, для чого призначена ваша розробка? Особисто я розробляю транспортні засоби, що рухаються силою людини, і намагаюсь зробити їх такими, щоб вони потребували мінімум витрат сил, при цьому мали максимальну ефективність як транспорт. Теорія і винаходи для мене це необхідний етап на шляху до практичної реалізації.
Ще я по собі точно помітив, що людина до всього звикає и пристосовується, як до рухів, так і до навантажень.
Що до патентів, то у нас (і в світі) патентують не тільки корисні речі, але й всілякі нісенітниці. Патент видаєтсья не за щось хороше, а за щось нове. Тому наявність патентів для мене не є показником технічної досконалості .
Я сподіваюсь, що одного разу ви приїдете на своєму приводі до нас на з’їзд, або на якісь перегони\бревети по Україні, покажете, на що здатні, і тоді ні я, ні хто інший не буде сумніватись в ефективності вашої конструкції. Бажаю успіху!
Пане Velodreamer! Ви учора написали:
“Ровінгбайк має деякі переваги лише при швидкому прискоренні, але можливість видати більшу пікову потужність у наступні кілька секунд втрачається, бо, знову ж таки, м’язи живляться від всього організму.”.
Наукові дані про ефективнічтсть веслувальних приводів у мережі є. (Наукові – себто з пауерметрами, зі спортсменами світового рівня та з правильно. методикою.) Ці дані свідчать: веслувальний привод істотно програє звичайному велосипедному і на кількасекундних інтервалах, і на інтервалах у хвилини чи години. Про причини, мабуть, треба балакати у більш людному місці (на форумі). Коли хто буде охочий.
Головне – ось.
https://thomasthethinkengine.files.wordpress.com/2014/07/screen-shot-2014-07-24-at-2-49-39-pm.png
Дивіться там на точки, підписані “Competitive oarsmen” (в інеті неважко знайти дані, що це був рекордсмен світу з веслування). Порівняйте з результатами Меркса, Бордмана та Індурайна, що позначені там же. При тому, що названі велогонщики важать від 69 до 80 кг, а фахові веслувальники – більше 100 кг при двометровому зрості. Якщо виходити з ваттажу на кілограм ваги – стандартний кривошипний велопривод ефективніший за веслування на десятки відсотків.
Ось іще, будь ласка:
http://web.kyoto-inet.or.jp/people/kazuho/manasle/manasle.htm
Якщо коротко, то там сказано таке.
1. За десятисекундних інтервалів потужність веслування – 59% потужності стандартного велоприводу.
2. За інтервалів у 40 секнд і більше потужність веслування – 89% потужності стандартного велоприводу.
Є й інші досліди, що свідчать про ту ж річ.
Шановні, ми з вами можемо посперечатися щодо конкретних цифр та де-яких нюансів. Але, гадаю, з двома висновками погодяться усі присутні:
1. Якщо ваша ціль – якнайбільша потужність приводу (чи якнайбільша швидкість, ефективність тощо), то ваш вибір – педалі.
2. Якщо ваша ціль – тренування усіх груп м’язів з одночасним використанням вашої енергії для руху, то ваш вибір – веслування.
Власне, я не дуже розумію прихильників пункту 1.
Якщо вам потрібна швидкість, то чому б не використати двигун?
Прошу поставитися до цього з розумінням. Я живу у Києві і працюю в офісі. Для мене головне – тренування. Висока швидкість на міських дорогах не завжди потрібна.
Вся суть у тому, що Іван поводиться не як конструктор, а як бізнесмен. Щось придумав, що саме – не показав, але зробив красиву презентацію, в якій сказав найголовніше – такого ще ні в кого немає. Технічні претензії відкидає, кажучи, що ідея перспктивна, просто потрібно в неї вкласти, тому тести прототипу ні про що не свідчать. До того ж він же ж їде! Тут головне – поводити себе так, на че винахід просто грандіозний, і інвестори знайдуться. А технічна сторона взагалі може бути відсутня. Відомо багато прикладів просування не найкращих ідей, але гарно поданих. Тут головне – настрій і бажання бути найкращим, і всепробивна впевненість у собі.
Спочатку ви казали, що ваш пристрій має високу ефективність. Потім кажете, що ефективність йому ні до чого, бо це взагалі тренажер… Тому, чим гірше він їде, тим краще? Ну так можна просто гальма на велосипеді забокувати, щоб важче було їхати…
І до чого тут взагалі HPV, якщо це тренажер?
Це вже просто не нер’йозно, або не по темі HPV. Тренажери це взагалі окрема тема (в якій я ще й не розбираюся). Трохи шкода що, як я розумію, сотні пройдених км на вашому приводі ми не побачимо… Ну тоді чекаємо на рекламу тренажеру зі спортсменами 🙂
Андрію, дуже дякую за вичерпні аргументи в посиланнях. Я про веслувальний привод нічого не стверджував, а лиш переказував те, що мені розказав знайомий. Та й на відео видно, що ровінгбайки на старті трохи вириваються вперед. Проте причин для цього може бути безліч.
Нажаль, зараз я не можу проводити реальні досліди по потужності (але сподіваюсь провести до кінця осені). Тому пропоную припинити обговорення того, що ми не можемо перевірити практикою.
Олексію, я дуже прошу не перекручувати мої слова.
“Спочатку ви казали, що ваш пристрій має високу ефективність. Потім кажете, що ефективність йому ні до чого, бо це взагалі тренажер”
Я казав про високу ефективність моєї механічної передачі у порівнянні з іншими передачами, які використовуються для ровінгбайків. Це одне питання. Інше питання: порівняння ровінгбайків з педальними лігерадами. У цьому порівнянні ефективність механізму вносить незначну різницю, а загальна ефективність системи людина-механізм визначається траекторією рухів.
“І до чого тут взагалі HPV, якщо це тренажер?”
Вибачте, що розчаровую, але в житті є не тільки спорт великих досягнень, не тілки суперництво. Де-які люди використовують фізичні навантаження заради підтримки тонусу і збереження здоров’я. І якщо при цьому вони примудряються пересуватися дорогами, то це повністю має право називатися HPV
“Трохи шкода що, як я розумію, сотні пройдених км на вашому приводі ми не побачимо”
О ні! Такого разчарування я не можу дозволити. Так, зачепили. Тому даю обіцянку, що 100 км за один день антропохід пройде ще у цьому році, навіть якщо для цього доведеться розкопувати снігові замети.
Здається, у вас вже є зимове відео. В будь-якому разі, чекаю на звіт про 100 км 🙂
А що до суперництва, спорту и “звичайних велосипедів”, то я б на вашому місці спочатку хоча би глядачем прийшов на шоссейну велогонку. Там люди тримають швидкість під 45 км\год на протязі не однієї години. Мені такі швидкості і не снились. Я не рівняю себе до спортсменів і вам не раджу. Сучасний шоссер+спортсмен це система, відпрацьвана століттям.