Ohne Paddel einen Bach hinauf? Forscher schlagen „Schandeckwippen“ vor

Stehen Sie in einem Kanu auf und Sie werden sich wahrscheinlich bald im Wasser wiederfinden. Springen Sie an den oberen Rändern der Seiten des Kanus auf und ab, und Sie landen wahrscheinlich auch im Getränk. Aber wenn Sie die richtige Balance finden, können Sie sich laut einer in veröffentlichten Studie um bis zu einen Meter pro Sekunde fortbewegen Flüssigkeiten zur körperlichen Überprüfung Untersuchen des Dollbords.

Beim Dollbord (ausgesprochen „gunnel“) steht ein Kanufahrer an den Seiten des Kanus – den Dollborden – in der Nähe des Hecks des Fahrzeugs und springt auf und ab und bewegt es vorwärts, indem er auf den erzeugten Wellen surft.

Nach einer anfänglichen Instabilität, bevor das Kanu seinen Rhythmus findet, erreicht es eine Reisegeschwindigkeit, die ein Gleichgewicht zwischen dem Schub erzeugt, der durch das Abwärtsdrücken in die Wellenoberfläche erzeugt wird, und dem Widerstand, der durch den Luftwiderstand verursacht wird. Die Technik funktioniert auch auf Stand-Up-Paddle-Boards.

„Leute haben es lange genossen, Dollbord zu schaukeln, als etwas, das Spaß macht, wenn sie draußen auf dem Wasser sind, aber niemand hat jemals wirklich erklärt, wie es funktioniert“, sagt Stephen Morris, emeritierter Professor in der Fakultät für Physik an der Fakultät für Kunst und Wissenschaft und Co-Autor der Studie, die das Phänomen beschreibt. „Indem wir uns auf langjährige lineare Wellen- und Oszillationstheorien stützen, haben wir herausgefunden, wie ein solches Gleichgewicht aufrechterhalten werden kann.“

Auf der Suche nach der perfekten Kombination aus Vorwärts-, Rückwärts-, Auf- und Abwärtsbewegungen erstellten Morris und Kollegen an der University of Cambridge, der Oxford University und der University of Paris ein theoretisches Modell zur Beschreibung des erzeugten Wellenfelds. Sie verglichen es dann mit Daten eines begeisterten Dollbord-Bobbers, der ein Gewässer in einem Kanu überquerte, wobei er Wellen nutzte, die erzeugt wurden, wenn sich seine beiden Enden auf und ab bewegten.

In einem symmetrischen System, in dem sich der Körper eines Kanuten gleichmäßig nach vorne und nach hinten bewegt – denken Sie an die rhythmische Bewegung des Körpers eines Ruderers bei olympischen Wettkämpfen – bewirken die erzeugten Wellen, dass das Schiff ohne Nettobewegung hin und her schwingt. Aber in einem asymmetrischen System, wie dem, das erzeugt wird, wenn eine Person eine vertikale Verschiebung ausübt, wie etwa durch Auf- und Abspringen außer Phase mit der Neigung eines Endes des Behälters, erhält das Fahrzeug einen Nettoschub.

Die Forscher berechneten die optimalen Werte der vier beteiligten Bewegungen, um die maximale Geschwindigkeit zu erreichen, und stellten unter Verwendung ihres Modells fest, dass die Technik ein typisches Kanu mit konstanten Geschwindigkeiten von bis zu etwa einem Meter pro Sekunde antreiben könnte – vergleichbar mit Geschwindigkeiten, die beim Wippen mit Dollbord beobachtet wurden echte Kanus.

„Das Verstehen des Dollbord-Wippens könnte bei wettbewerbsorientierten Wassersportarten wie Rudern nützlich sein“, sagt Morris. „Da Ruderer periodische Abwärtskräfte erzeugen, wie es beim Springen auf Schandecken der Fall ist, ist es möglicherweise möglich, die Ruderschläge zu optimieren, sodass das Boot mit den von ihm erzeugten Wellen so interagiert, dass es hilft, es vorwärts zu schieben.“