На выставках мне доводилось сотни раз наблюдать, сколь мощное впечатление на рыболовов производит катушка, шпуля которой после легкого удара пальцем по рукоятке вращается полторы или даже две минуты. Вопреки кажущейся очевидности такой способ «тестирования» катушки полезной информации практически не дает.
Длительность вращения после толчка (интуитивно воспринимаемая как «легкость вращения» шпули) зависит от соотношения инерции шпули и силы трения на оси.
Предположим, что сила (момент) трения от скорости вращения шпули не зависит. Изначально шпуля тестируемой катушки вращается (после толчка ) 60 секунд. Мысленно «поиграем» параметрами:
А) Увеличиваем инерцию в 2 раза. Длительность вращения увеличивается тоже в 2 раза, т. е. до 120-ти секунд. Согласно тесту, «показатель» существенно улучшился, но ведь катушка стала гораздо хуже!
Б) Увеличиваем в 2 раза и силу трения, и величину инерции шпули. Как и изначальном варианте, шпуля вращается 60 секунд, но катушка стала еще хуже.
В) Уменьшаем в 2 раза и силу трения, и инерцию шпули. Первоначальная длительность вращения (60 секунд) не изменится, а катушка станет гораздо лучше!
Г) Уменьшаем инерцию шпули в 4 раза, силу трения тоже уменьшаем, но только в 2 раза. После толчка вращение продлится всего лишь 30 секунд. Результат «теста» в два раза ухудшился, а катушка стала гораздо более совершенной, чем даже улучшенная согласно пункту В.
Даже если катушкой предполагают ловить только в проводку, то проверять ее «ход» рациональнее не толчком пальца, а грузиком, привязанным к леске. После небольшой раскатки шпуля хорошей инерционки раскручивается весом 0,2 - 0,5 г, а у лучших моделей - даже весом полуметрового отрезка лески или плетеного шнура.
В качестве примера сравним две катушки «инерционного типа»:
Диаметр шпули 112 мм, два шариковых подшипника. После толчка шпуля вращается 100 и более секунд. Длительное вращение – результат большой инерции и малого трения на оси, поэтому на забросе разгонять шпулю тяжело, управлять ее вращением – трудно. Опытный инерционщик справится и с таким «колесом», но даже средних результатов не достигнет. Если же этот «центерпин» в качестве первой спиннинговой катушки выберет впечатленный «крутизной» внешнего вида и легкостью вращения новичок, то потеряет желание ловить инерционками навсегда.
Диаметр шпули 110 мм, на «втулке», после толчка останавливается всего лишь через 15-20 секунд. Шпуля – не точеная, «ход» не впечатляет. Кто «не в теме» - даже внимания на «Золушку» не обратит, а ведь это – изделие легендарного Олега Бякова. Небольшая инерция шпули и грамотный, прецизионный подшипник скольжения делают ее «послушной», долговечной, пригодной для стабильного заброса приманок весом 8-10 г. Схожей катушкой ихтиолог Р. М. Викторовский за четыре десятка лет поймал тысячи лососевых рыб. Незначительный износ втулки все же ощущается наблюдается, но и по сей день она работает отлично.
Если малое трение на оси не является обязательным и даже в чём – то вредит, то нужны ли вообще шариковые подшипники в инерционной катушке? Разве вращение на протяжении пары десятков секунд не обеспечивает любая, даже грубо изготовленная или изношенная «втулка»?
Краткого - не существует, но его можно предоставить в развернутом виде.
Основные рабочие свойства инерционной катушки определяются двумя параметрами:
приведенной массой шпули (ПМШ): https://dzen.ru/a/ab7Mw0yA8F0-hCrh ;
стабильностью и долговременной воспроизводимостью момента трения на оси в рабочем диапазоне скоростей и температур.
Сравним по параметру стабильности свойства наиболее часто встречающихся типов подшипниковых узлов:
Подшипник скольжения («втулка»).
Сказать, что шпуля вращается на втулке - равносильно тому, что не сказать ничего. Прочность и надежность обеспечивает любая «втулка», добиться «легкого» вращения на малых скоростях тоже не составляет труда. Задача состоит в том, чтобы получить стабильную, т. е. воспроизводимую от заброса к забросу зависимость момента сил трения от скоростей вращения и температур. Решить ее непросто по той причине, что подшипник скольжения ИК работает в двух совершенно разных режимах:
1. Заброс. Скорость вращения – высокая, сопротивление должно быть стабильным и относительно небольшим. Для реализации такого режима смазки требуются: радиальный зазор 0,01-0,015 мм, «зеркальные» поверхности и маловязкое масло. Густое создаст избыточную силу сопротивления, к тому уже существенно зависящую от температуры.
2. Проводка, вываживание. Линейная скорость в зоне трения крайне мала, нагрузки - значительные. В таких условиях жидкое масло не сможет образовать так называемый «масляный клин» (https://clc.li/VtGgP). В результате – быстрый износ, изначально круглое отверстие втулки превращается в овальное (по краям), вытянутое в стороны рукояток. Чтобы ощутить «овальность» достаточно «покачать» шпулю вдоль диаметра, проходящего через рукоятки и перпендикулярно ему. В изношенной катушке угол качания в указанных направлениях может отличаться в несколько раз.
Лучшие подшипники скольжения (из числа побывавших в моих руках) - в катушках О. Бякова. В них реализован режим жидкого трения в том числе и на низких скоростях. Прецизионная пара из каленой стали работает десятилетиями и, в какой-то мере, выполняет функцию линейного тормоза. Но даже в столь совершенной паре сила трения зависит от текущей вязкости масла, а вязкость - зависит от температуры. Поэтому динамика «холодной» и «разогретой» предыдущими забросами шпули будет различаться.
Бронзовую втулку изготовить значительно проще, чем каленую стальную. Она хороша тем, что лучше стальной переносит временный дефицит смазки. Главный ее недостаток – более быстрый износ от воздействия абразивной пыли, неизбежно попадающей в зону трения при добавлении очередной порции масла.
Бюджетный вариант – стальная незакаленная втулка, применяемая в большинстве серийных катушек, например в той же «Невской». Радиальный зазор в паре изначально предполагался довольно большим, что подтверждает инструкция к изделиям выпуска 1979 года: «Периодически смазывать ось и втулку барабана любой густой смазкой».
В виде исключения встречались и образцы с небольшим радиальным зазором, в котором жидкое масло удерживалось по крайне мере одну рыбалку. Именно за таким «Невскими» охотились знатоки, отбирая лучший экземпляр из десятков или даже сотен «стандартных». Смазываемая жидким маслом «сырая» стальная втулка по определению не может служить долго, поэтому из «отборной» такая катушка довольно быстро превращалась в «серийную». Регулировочный винт устранить «овальный» износ втулки в принципе не позволял.
Конические опоры (шпули «на конусах»).
Конструкция отличается высокой долговечностью, поскольку позволяет компенсировать износ (кроме «овальности») внутренних конусов бронзовых втулок. В полость между конусами заливают изрядную порцию масла, добавлять его приходится крайне редко. Недостаток конструкции в том, что радиус трения в конусах примерно в 1,5 - 2 раза выше, чем в цилиндрических втулках, поэтому и сама сила силы торможения, и ее зависимость от температуры проявляются более резко. Катушки «на конусах» высоко ценили ловящие с лодок судачатники. Как правило, приманки весили не менее 20-ти грамм, требуемая дальность заброса редко превышала 40 м. Для таких условий качественные «конусные» инерционки подходили почти идеально, но с более легкими приманками они работали хуже, чем катушки на качественных втулках.
Шариковые подшипники (ШП).
Само по себе наличие шариковых подшипников не является показателем качества инерционной катушки, как не является показателем длительность вращения шпули после толчка.
Достоинство «шаров» – не малое трение на оси то, что сила трения в них в гораздо меньшей степени зависит от количества и температуры масла, чем во втулках или конусах. Излишки масла вытесняются после нескольких силовых забросов, оставшегося обычно хватает надолго. Если подшипники правильно защищены от песка, то их ресурс не меньше ресурса каленой втулки, т. е. измеряется десятками лет интенсивной рыбалки.
На малых скоростях шариковые подшипники даже в дешевой пластиковой втулке вращаются легко. Но чтобы трение было долговременно - стабильным и на высоких, характерных для фазы забросах скоростях, перекос колец подшипников не должен превышать 5-7 угловых минут! Такую точность установки обеспечивает лишь точеная (да и то - не всякая) металлическая ступица.
Определить погрешность установки обойм «на глаз» – невозможно. При малых скоростях почти любая шпуля на «шарах» может вращаться довольно долго. Различие в точности установки обойм проявится при выполнении энергичных забросов. Катушка с «криво» установленными подшипниками будет выдавать «неожиданные» перебежки даже при наличии хорошо поставленной техники заброса.
Малоинерционная шпуля на точно установленных «шарах» вращается прогнозируемо и легко, но становится очень «быстрой», управление ею требует наличия определенного опыта. Но если конструкция катушки позволяет добавлять стабильное и дозируемое сопротивление вращению шпули (качественный «осевик»), то «простая» инерционка становится более предсказуемой и «послушной», чем качественная мультипликаторная катушка. Причина тому – неочевидна, но по физической сути весьма проста. Частота вращения шпули «мульта» примерно в три раза выше частоты вращения шпули инерционной катушки. Чтобы обеспечить стабильность работы подшипников их кольца должны быть установлены с погрешностью не более 2 – х угловых минут. Если один из подшипников монтируется в корпусе, а другой – в съемной крышке, то требуемая точность практически недостижима.
Сравнение свойств инерционных катушек и мультов – тема отдельной статьи.