[Mechanika] Charakterystyka pracy masztu w windsurfingu

[Pablo_surf]

Witam serdecznie,

Zwracam się do Was z prośbą o wyjaśnienie, jak przedstawić różnice pomiędzy pracą masztu w desce windsurfingowej wykonanego w różnych technologiach oraz jakimi pojęciami zdefiniować jego pracę. Precyzując pytanie, chodzi o różnice w dynamice pracy masztów wykonanych z włókna szklanego, aluminium i włókna węglowego.

Maszty używane w windsurfingu mają kształt zwężającej się do góry rury. Ich profil ugięcia zbliżony jest do równomiernego, z odrobinę większym ugięciem bliżej topu (końca) masztu (tzw. Flex Top). Maszt w przygotowanym do pływaniu żaglu jest naprężony i wygięty w łuk (narzucony kształtem kieszeni masztowej żagla), a żagiel na nim otaklowany mocno naprężony w środku cięciwy. Maszt pracujący, czyli poddany sile wiatru podczas płynięcia dodatkowo wygina się i skręca, układając żagiel tak aby umożliwić korzystniejszy przepływ wiatru i odpuścić jego nadmiar. Istnieją trzy grupy masztów dzieląc je ze względu na użyte materiały w produkcji: "szklane" (wykonane na bazie żywic poliestrowych lub epoksydowych którymi nasączane jest włókno szklane w postaci pasów tkaniny; całość w etapie produkcji twardnieje), maszty aluminiowe oraz maszty z użyciem tkanin węglowych zamiast szklanych. W praktyce, przy silnym wietrze wietrze maszt węglowy szybciej reaguje na zmiany w uderzeniach wiatru i fal na które deska wpływa. Maszt epoksydowy ze względu na wolną reakcję obniża prędkość deski, gdyż maszt w momencie uderzenia kolejnego podmuchu wiatru (kwestie ułamków sekund), jest czasem w fazie pracy w "drugą stronę".

Zakładając równą twardość masztów (tu pojawia się pierwsze pytanie - czy takie określenie jest poprawne z punktu widzenia fizyki) czyli stopień ugięcia po przyłożeniu do masztu spoczywającego na obu końcach na podporach, odważnika w centralnym punkcie, maszty w różnych technologiach inaczej pracują. Maszt z włókna szklanego po wygięciu i "puszczeniu", dłużej wraca do punktu wyjściowego i zanim przestanie bujać się na boki (przepraszam za laickie stwierdzenia), wykonuje wychylenia w drugą stronę jeszcze przez dłuższą chwilę. Maszt węglowy reaguje dużo szybciej, aluminiowy pod tym względem znajduje się pomiędzy nimi w klasyfikacji.

Jakimi pojęciami określić różnice w pracy tych masztów? Czy maszt węglowy jest bardziej sprężysty, dynamiczny, lepiej tłumi drgania czy tylko nie wpada w wibrację? Czy włókno węglowe jest sztywniejsze, bardziej sprężyste? W jakim celu stosuje się takie włókna? Jest tu sporo analogii do wędkarstwa (wędziska) i narciarstwa (narty wyczynowe). Jak zdefiniować korzyści płynące ze stosowania technologii węglowej?

Przepraszam za dużą ilość pytań, ale zdecydowałem, że korzystniej będzie ująć wszystko w jednym temacie.

Będę bardzo wdzięczny za wszelką pomoc. Wnioski będę chciał zebrać i umieścić w artykule na portalu windsurfingowym, który mam przyjemność prowadzić.
_________________
Pozdrawiam,
Pablo