没有大海也能冲浪-带你学习尾波冲浪
前面我去学了帆船,讲了逆风行驶的原理,然后就有网友建议我尝试和讲解一下冲浪。我想南京也没有海,浪该怎么冲呢。
于是,我来了!原来冲浪并不一定要有大海,比如尾波冲浪。我站在没有动力的冲浪板上,即使松开了牵引绳,却依然还能持续跟着船往前跑,哪来的动力呢?
仔细观察这个画面,不难发现冲浪板是以接近水平的姿态,被我踩在浪形成的斜坡上,受力点主要在板的后半部分。此时,我和冲浪板整体受到的力,有重力、浮力、水的摩擦力,以及浪上涌时给板子的冲击力。
其中,浮力很小,根据教练的讲解以及我实操的感受,冲浪板不足以支撑我的体重。另外,我查了尾波冲浪板信息,最大排水量大约22.7L。
根据阿基米德浮力定律,全部浸没到水中产生的浮力只有220牛,也就只能支撑起40多斤的小孩。更何况,冲浪时,冲浪板也差不多才只有三分之一浸在水中。那它产生的浮力就更小了,相比我受的重力甚至可以忽略不计。而水流过冲浪板产生的摩擦力,就更小了。因为冲浪板是玻璃纤维的,表面很光滑。忽略浮力和摩擦力,主要考虑的就2个力了,重力和水的冲击力。
重力的大小和方向是固定的。那么在冲浪中,唯一需要并且可以调节的力就是水的冲击力。加速、减速或者想匀速运动,都可以通过调节冲击力实现。
怎么调呢?很简单,就是靠调节身体重心,进而调整冲浪板的倾斜角度。如图,向前调整重心,冲浪板会向顺时针方向倾斜,水提供的冲击力会减小,那么冲浪板会在重力作用下沿着斜面加速,向前运动。反之,当你发现离船太近时,可以向后调整重心让冲浪板向逆时针方向倾斜,增大水的冲击力,减速运动。
原理说起来很简单,但我实际操作时深有体会,这可太难了。
整个调整过程很微妙,用力稍微过大或者过小,都会一头栽下去。而且对于新手来说,一旦进入到浪顶或浪底,大概率就要落水了,想回到坡面很难。
了解了冲浪板为什么可以浮在浪上,最后一个关键的问题来了:浪哪来的呢?这就不得不说到这项运动的核心,也是真正的门槛了:造浪艇。
普通的游艇或船,都尽量让航行时产生的浪越小越好。因为越大的浪就对应越大的兴波阻力,导致更高的油耗。嘿,造浪艇恰恰相反,它是为了产生尽量大的浪。为此,艇的重心会更加靠后,让尾部尽量埋进水中。调整重心的主要方式,原来是靠船上的人往某一侧聚集。
现在更优雅了,主要通过向船舱里不同位置的水袋充水来实现。
另外,为了能产生特定角度的浪,在左右两侧有扰流板。扰流板打开,来改变水流的方向。用AICFD做了流体仿真,一艘船不带扰流板,另一艘在左侧装了扰流板。计算之后可以看出,扰流板的存在,造成船前进时左侧的流动阻力变大,船尾水流明显向左侧倾斜,在船的右侧就会出现我们想要的浪了。
每个人习惯不同,我冲的浪在船的左侧。也许你去玩,就会冲右浪。造浪艇产生这么大的浪,肯定比普通的船费油。但是那一点油钱相比一两百万甚至更贵的造浪艇来说,也只是洒洒水啦。
最近两年,虽然尾波冲浪逐渐火了起来,但它毕竟还是个很小众的运动。不知道你在的城市有没有,可以搜一下。如果想玩,希望这期能给你点启发,懂了原理,也许能少喝几口水。那我们下期见啦,拜拜~
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