Очевидно, что чем выше инертность шпули, тем большее усилие требуется приложить, чтобы разогнать ее или затормозить. При прочих равных - чем менее инертна шпуля, тем совершеннее мультипликаторная или «обычная» инерционная катушка, иногда называемая центерпином.
Невероятно же то, что вопреки основным законам механики, даже именитые производители мультипликаторных катушек до сих пор указывают вес, как показатель инертности шпули.
В отличие от поступательно движущейся тележки - шпуля вращается вокруг своей оси. По этой причине определить инерцию шпули простым взвешиванием – в принципе невозможно. Популярный миф, согласно которому, чем меньше весит шпуля – тем легче ее раскрутить, на десятилетия затормозил развитие как мультипликаторных, так и «обычных» инерционных катушек.
Как минимум, еще с 1749 года известно (Л. Эйлер), что инерция вращающегося тела определяется величиной момент инерции (МИ), а не его веса. МИ шпули может быть измерен экспериментально или вычислен специальной программой, если форма тела и плотность его материала известны.
Если МИ – правильный параметр инерции шпули, то почему же практически никто не использует его? Чтобы разобраться в проблеме рассмотрим ее как положено, в историческом развитии и со ссылкой на авторитетные источники:
1) «Ловля хищных рыб катушечной снастью», Ф. П. Кунилов, Ленинград, 1935 г, (стр.13-14):
«Выдающимися качествами отличается английская катушка «Олькок-Эйрьяль» № 7990. Она имеет очень легкую алюминиевую шпульку на спицах … Годна для ловли верченьем всех рыб, начиная от маленького окуня и кончая крупной щукой».
«Из них отметим: старинную катушку «Коксон-Эйрьяль» с эбонитовой шпулькой и ореховым станком, некогда популярную у русских спиннингистов. Это — самая легкая катушка, с ходом на конусе, пригодная для заброса легких приманок на дальние расстояния.»
Ф. П. Кунилов прямо не указывает вес шпуль, но разделяет их на легкие и тяжелые.
2) Книга «Спутник рыболова – удильщика», изд. Московский рабочий, 1947 г, (стр. 88-89). Один из авторов - известный спиннингист С. Скворцов:
«Внешние признаки хорошей инерционной катушки следующие: для одноручного удилища – вес барабана 60-80 граммов, общий диаметр барабана 90-100 мм. <…> Вес барабана для двуручного удилища несколько выше - от 80 до 100 граммов. Соответственно увеличивается и его размер. Общий диаметр может быть уже от 100 до 120 мм.»
«При выборе катушки следует вообще помнить, что чем легче барабан, тем дальше можно сделать заброс и попасть в цель. Инерция, развиваемая тяжелым барабаном, в несколько раз больше инерции легкого барабана. Поэтому кроме усложнения заброса, тяжелый барабан увеличивает и количество перебежек (запутываний) шнура.»
Обратите внимание, разброс по весу 100/60 = 1,7 раза, а инерция шпуль может различаться «в несколько раз». Опытные спиннингисты интуитивно ощущали, что между весом (массой) шпули и ее инертностью прямой зависимости нет.
3) Альманах №2 «Рыболов – спортсмен», 1951 г, (стр. 213 -214). В статье «О забросе спиннингом на стадионе » мастер спорта А. Балашов дает дельные советы по конструкции шпули:
«Придать барабану наибольшую «легкость на позыв», т.е. придать ей наибольшую инерционную способность – такая задача остро стоит перед спортсменом. Путь этот лежит в уменьшении вращающихся масс барабана, наиболее удаленных от оси вращения. Облегчая барабан, необходимо придерживаться следующих правил:
а) Любая форма облегчения барабана не должна быть в ущерб его прочности.
б) Стремление к максимальному облегчению периферийных, наиболее удаленных от оси вращения, частей барабана должно быть максимальным, так как инерция вращающихся масс растет пропорционально квадрату радиуса.
г) Облегчение барабана в непосредственной близости от оси может давать лишь ничтожный эффект.»
4) «Техника заброса спиннингом», Москва, 1952 (стр. 20-21) А. В. Балашов:
«Известно, что для дальних забросов лучшей катушкой является та, у которой барабан обладает наименьшей инерционной способностью, т. е. наименьшим моментом инерции. Как же практически определить момент инерции барабана катушки и как, на основании этого узнать, какая из двух одинаковых по размеру катушек лучше? Очень простой и доступный метод для определения момента инерции барабана катушки был предложен спиннингистом, доктором технических наук А. Н. Калужниковым. Он предложил определять момент инерции барабана методом крутильных колебаний.»
5) Альманах №5 «Рыболов – спортсмен», 1955 г, (стр. 312). В статье «Легкая катушка в спиннинге» мастер спорта А. Балашов про момент инерции уже не упоминает:
«Тяжелый барабан при забросе медленнее набирает скорость вращения, чем легкий…для таких барабанов следует выбирать удилище менее жесткое».
6) «Рыболовный спорт», Ленинград, 1954 г ( стр. 10) Ф. М. Кунилов:
«Наиболее удобными считаются катушки размером от 11 до 12 см и весом 220 - 250 г, со шпулькой весом от 65 до 110 г. С более тяжелыми катушками работать труднее.»
А куда же пропал момент инерции шпули? Он вполне закономерно не прижился потому, что в общем случае эту самую инертность не отражает, и годится только для сравнения шпуль с одинаковым радиусом сбега лески. Возникает закономерный вопрос – а существует ли вообще характеристика, позволяющая сравнивать инертность шпуль любого веса и диаметра?
Ответ – однозначно существует. Она называется приведенной массой шпули (ПМШ) и равна отношению момента инерции шпули к квадрату радиуса приложения разгоняющей силы, т. е., расстоянию от точки сбега лески до оси вращения шпули. В эту характеристику в 2005 году предложил В. Пилипчук (автор данной статьи) как результат изучения свойств мультипликаторных катушек. Величина ПМШ выражается в граммах. Например, если ПМШ некой шпули - 20 грамм, то для ее разгона приманке потребуется затратить столько же энергии, как и для разгона прямолинейно движущегося грузика массой 20 грамм или раскручивания вокруг центральной оси тонкого кольца такой же массы. Вне зависимости от диаметра тонкие кольца имеют одинаковую величину ПМШ, равную их массе.
Чтобы проиллюстрировать информативность ПМШ приведу простейшие примеры.
Диаметр ручья шпули D=10 см, в центре шпули расположена стальная цилиндрическая втулка наружным радиусом R=1 см и весом M=50 (!) грамм. Каков ее вклад в общую инерцию шпули?
Момент инерции втулки J=М × R2 / 2=25 (г × см2). Длина рычага силы, действующей на шпулю со стороны приманки L=D/2= 5 см. Приведенная (к длине рычага силы или радиусу сбега лески) масса втулки равна всего лишь J/L2= 1 грамм! Для сравнения, на такую же величину увеличивает инерцию шпули отрезок монолески диаметром 0,3 мм и длиной примерно 15 м.
Как изменятся вес и инерция шпули, если заменить стальную втулку весом 50 грамм на тщательно спроектированную, содержащую выборки для удаления лишнего материала, дюралевую, весящую 5 грамм? Очевидно, что шпуля станет легче на 45 грамм. «Невероятно» то, что при этом инерция уменьшится всего лишь на 0,9 грамма. Ощутит ли такое уменьшение инерции спиннингист?
Рассмотрим «икону стиля» - безусловно красивый, производящий ощущение воздушной легкости центерпин J.W Young & Sons Atom ценой 300 английских фунтов.
Производящая впечатление ажурности конструкция, легкая втулка, но практически вся масса шпули сосредоточена на периферии. Рукоятки тоже отнесены на края шпули, порскольку в другом месте их не закрепить. Трудно поверить, что инерция такой шпули даже выше, чем у Невской катушки.
Теперь понятно, почему американские и английские рыболовы приходят в замешательство от одной мысли о том, что некто пытается использовать подобные катушки для ловли спиннингом?
Они чтут свои традиции, и мы равняемся на них. В том смысле, что их традиции столь же ревностно чтим. Действительно, разве может гренка превзойти «crouton» (крутон), а российская инерционка – зарубежный «сenterpin» (центерпин)»?
Отличную статью, включающую в том числе и вопросы инерции катушек, можно найти на сайте Дмитрия Баличева
Большую и важную работу по исследованию и разъяснению сути ПМШ выполнил О. Семченко (Dr.Trout). Некоторые публикации Олега размещены здесь: https://www.fishingsib.ru/forum/threads/21384/.
На «десерт» – вопрос к знатокам механики: Может ли величина ПМШ превышать «обычную», т. е. измеренную взвешиванием массу шпули? Поделитесь Вашим мнением в комментариях к этой статье.