Spławik i Grunt - Forum
TECHNIKI WĘDKARSKIE => Spławik => Wątek zaczęty przez: koko w 27.12.2025, 15:26
-
Kilka lat temu zainteresowała mnie stabilności spławika na falach i aby zaspokoić swoją ciekawość napisałem program komputerowy pozwalający na rozpoznanie problemu. Poniżej zamieszczam omówienie wyników.
Stabilność spławika na falach
Łowiąc ryby na spławik możemy mówić o różnych rodzajach stabilności lub odporności zestawu na warunki panujące w łowisku. Może to być odporność na przytopienia spowodowane dryfem wody dla przegruntowanego zestawu celowo względnie przypadkowo zakotwiczonego, stabilność utrzymywania pionu spławika, odporność na wiatr, odporność na dryf wody, odporność na oddziaływanie fal. Poszczególne odporności-stabilności w szczególności zależą od konfiguracji zestawu i jednocześnie od różnych cech spławika, względnie tylko od spławika.
W niniejszym artykule omówiłem od czego zależy stabilność spławika na powierzchni wody podczas jej falowania w jeziorach i stawach.
Fale
Fale na powierzchniach wód wywoływane są przez wiatr. W praktyce mamy do czynienia z różnym ich charakterem, kształtem i wielkością w zależności od wielkości akwenu, jego otoczenia i prędkości wiatru. Klasyczne podręcznikowe teoretyczne fale mają kształt sinusoidy, natomiast w rzeczywistości na wodzie odbiegają mniej lub bardziej od takiego ideału.
Patrząc na jakiś punkt wody możemy najczęściej określić stabilną najmniejszą częstotliwość podstawową fal licząc ich ilość w określonym czasie. Na tle tej podstawowej występują wyższe częstotliwości o zmiennych amplitudach i fazach powodujące, że ostateczne kształty poszczególnych fal różnią się od siebie. W praktyce spotykamy się zarówno z falami względnie stabilnymi w swym kształcie jak i bardzo „dzikimi”.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_33_10.jpeg)
Rys. 1. Widok względnie stabilnych fal.
Fale wywoływane są przez wiatr i rozchodzące się one w tym samym kierunku. W swej istocie powodują w każdym punkcie wody jej rytmiczne wznoszenie się oraz opadanie. Nie powodują natomiast przemieszczania wody w poziomie. Za przemieszczanie odpowiada dryf powierzchniowy.
Kierunek dryfu może być zgodny z wiatrem i falami lub przeciwny. Może także występować bez wiatru i fal, a jego prędkość jest wielokrotnie mniejsza od prędkości rozchodzenia się fal.
Im silniejszy wiatr tym wysokość powstających fal jest większa, częstotliwość mniejsza, prędkość rozchodzenia się większa. Maksymalna częstotliwości nie przekracza ok. 9-10 Hz i przy dużych jej wartościach wysokość fal redukuje się do zmarszczek na wodzie. Przy brzegach kiedy jest wystarczająco płytko duże fale załamują się i następuje zamiana w nich ruchu wody z pionowego na poziomy.
Przy dużej fali i wywołującemu ją wiatrowi unikamy łowienia na spławik, bo staje się ono uciążliwe i nieefektywne.
Spławik na fali
Spławik wykonuje w rytm fal ruchy wahadłowe w pionie góra-dół w zakresie zależnym od jego parametrów. Zakres tych ruchów jest zazwyczaj dużo mniejszy od wysokości fal, ale może być w pewnych sytuacjach większy. Jednocześnie spławik jest rytmicznie częściowo lub całkowicie przytapiany i przesłaniany przez grzbiety fal. Przytapianie od fal wynika z ruchu wody w jej pionie i z uwagi na przyczynę różni się w swej istocie od przytapiania powodowanego przez poziomy dryf wody kiedy to przegruntowany zestaw jest celowo lub przypadkowo kotwiczony.
Przytapianie od dryfu wywołuje siła pozioma ruchu wody działająca na spławik względnie jeszcze na żyłkę odcinka do szczytówki. Przytopienie takie jest względnie stałe. Bez zakotwiczenia nie ma przytapiania od dryfu.
Na przytapianie spławika od fal lub od dryfu oraz na zakres jego ruchów w pionie nie ma praktycznie wpływu materiał z którego wykonana jest antenka lub kil.
Przy krótkich spławikach i dużych falach o małej częstotliwości kiedy ma miejsce duże wynurzanie się może następować jednocześnie utrata stabilności położenia pionowego spławika, a więc obok ruchu w pionie spławik może jednocześnie odchylać się od tego kierunku.
Kryterium porównywania stabilności spławików na falach może być zakres ich pionowego ruchu, stopień średniego przytopienia oraz stabilność utrzymywania pionu.
Utrzymanie pionu jest jednak nieco oddzielnym zagadnieniem i nie jest tutaj uwzględniona. Omówiona jest natomiast we wpisie: https://splawikigrunt.pl/forum/index.php?topic=4866.msg308374#msg308374
Z punktu widzenia wędkarza najbardziej komfortową sytuację mamy kiedy zakres ruchów pionowych spławika jest minimalny, szczególnie kiedy łowimy delikatnie i bardzo kapryśne ryby. Wtedy rozpoznanie brania ryby jest najlepsze, pod warunkiem jednak, że antenka nie będzie jednocześnie całkowicie zatapiana przez poszczególne fale.
Jest logiczne, że skoro spławik wykonuje ruchy w pionie, to podobne ruchy wykonuje również obciążenie zestawu oraz w jakimś stopniu nasza przynęta na haczyku w przypadku kiedy umieszczona jest nad dnem. Ruch ten może wpływać negatywnie lub pozytywnie na brania ryb.
Zachodzi więc zasadnicze pytanie z jakim zakresem ruchu w pionie zastosowanego spławika w zależności od fal możemy mieć do czynienia w praktyce i przez dobór jakich jego parametrów możemy wpłynąć na zmniejszenie tego zakresu.
Niezmiernie trudno byłoby przeprowadzić, nawet w bardzo ograniczonym zakresie, jednoznaczne rozpoznanie takich zależności w warunkach rzeczywistych na łowiskach. Możliwe są tylko bardzo ogólne wnioski wynikające z obserwacji zachowania się różnych typów spławików w obecności fal. Za najlepszy spławik na fale uznamy ten o najmniejszych ruchach w pionie, a więc najmniej przytapiający się oraz zachowujący pion.
Aby znaleźć odpowiedź na postawione wyżej pytania napisałem odpowiedni program komputerowy odwzorowujący zachowanie się spławika na fali. Program umożliwia przeprowadzenie symulacji wirtualnej.
Można w ten sposób zadawać w komfortowych warunkach przy komputerze idealny kształt fal lub dowolnie je zniekształcić i sprawdzać stopień reakcji spławika dla różnych jego parametrów.
Praktycznie wystarczy w symulacji zadawanie przebiegu sinusoidalnego o różnych amplitudach dla konkretnych częstotliwości podstawowych fali aby wyciągnąć odpowiednie wnioski.
Przedstawione dalej wyniki bazują właśnie na takiej metodzie. Dotyczą wysokości fal do kilkudziesięciu centymetrów i częstotliwości od nieco poniżej 1Hz.
Analizując mechanizm powstawania ruchów pionowych spławika na fali można dojść do wniosków, że najistotniejszymi wielkościami wyjściowymi wpływającymi na jego zachowanie się są: średnica jego elementów nad i pod wodą względem punktu wyważenia ustawionego na gładkiej wodzie, masa zestawu, amplituda i częstotliwość fal, a także opory ruchu w wodzie. Masa zestawu zależy od wyporności spławika i jego średniej gęstości.
W symulacji uwzględnione zostały właśnie te istotne wielkości. Wpływy wartości oporów ruchu różnych spławików oraz rozsądne różnice w ich średniej gęstości są umiarkowane.
Podstawowy wpływ na zachowanie się spławika w obecności fal ma wybór punktu jego wyważenia na gładkiej wodzie. Rodzaj zastosowanego materiału anteny lub materiału kila w rozpatrywanym kontekście nie ma żadnego wpływu.
Warunki symulacji
Symulacje przeprowadziłem dla trzech zasadniczych rodzajów spławików i przyjętych punktów ich wyważenia na gładkiej wodzie pokazanych na Rys.2.:
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_34_10.jpeg)
Rys.2. Rozpatrywane typy spławików i ich wyważenia.
• Pierwszy od lewej wyważony jest na części antenki o stałej średnicy, a zakres ruchu fal mieści się w jej długości. Będą to więc wszelkiego rodzaju slidery, wagglery, a także odpowiednio wyważone driftbeatery oraz spławiki do tyczki lub bata o odpowiednio długiej antence umożliwiające takie wyważenie .
• Drugi wyważony jest do podstawy antenki, a korpus bezpośrednio przy antence ma znacznie od niej większą średnicę. Są to więc spławiki o kształcie owalnym, walcowatym, będące odwróconą kroplą lub bombki.
• Trzecim rodzajem są spławiki typu driftbeater z cienką, długą antenką i z grubszą wstawką o długości kilku centymetrów na jej końcu. Wyważone są do podstawy wstawki.
Do prezentacji graficznej zachowania się spławika na falach zastosowałem konwencję z wykresami w funkcji czasu pokazaną na Rys.3.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_36_30.jpeg)
Rys.3. Przykładowe położenia spławika względem fal w różnym czasie.
Spławik wyważony został pierwotnie na gładkiej wodzie do styku z antenką.
Kolor niebieski prezentuje przebieg fali, pomarańczowy przebieg aktualnego położenia punktu wyważenia spławika, a szary położenie końca antenki. Ten sam spławik pokazany jest na tle fali w dwóch chwilach czasowych i znajduje się praktycznie w tym samym miejscu na wodzie. Z lewej strony spławik jest całkowicie pod falą, a z prawej ma całkowicie wynurzoną antenkę oraz część korpusu.
Dla czytelniejszej prezentacji skala czasowej osi poziomej jest zagęszczona w stosunku do zakresu ruchu fali w pionie.
Spławiki wyważone na długości antenki
Spławik wirtualny wyważony został w punkcie na długości jego antenki o stałej średnicy. Na Rys.2. punkt ten jest w miejscu dla którego oddziałująca później na spławik fala ani nie zakrywa całkowicie antenki, ani nie odsłania korpusu. Należy zauważyć, że nie wszystkie rzeczywiste spławiki mogą mieć wystarczający zapas stabilności utrzymywania pionu aby je tak wyważyć.
Dla spełnionego wyżej warunku pionowe zakresy ruchów spławika na fali można jednoznacznie opisać wykresami w funkcji parametrów wyjściowych od których te ruchy zależą.
Na Rys.4 i 5 pokazane są takie wykresy symulacji w funkcji średnicy antenki dla różnych wyporności spławików i dwóch różnych częstotliwości fali f.
Oś pionowa wykresów wyskalowana jest w jednostkach względnych w stosunku do wysokości fali, a więc wartość 1 oznacza, że pionowy zakres ruchu spławika na fali jest taki jak jej wysokość.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_40_55.jpeg)
Rys. 4. Zakresy ruchów w pionie spławików dla częstotliwości fali f=1,5 Hz.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_42_32.jpeg)
Rys. 5. Zakresy ruchów w pionie dla częstotliwości fali f=3 Hz.
Jak z wykresów wynika zdecydowanie największy wpływ na ograniczenie ruchu w pionie ma średnica antenki, a wpływ wyporności jest dużo mniejszy. Przykładowo (Rys.4.) dla antenki 2 mm i wyporności 3 g ruch w pionie jest taki sam jak dla antenki 5 mm, ale z wypornością spławika aż 18 g.
Największy zakres ruchu w pionie jest dla małych częstotliwości f fal poniżej ok.3 Hz i gwałtownie maleje wraz z ich wzrostem.
Przykładowo (Rys.4.) dla antenki 5 mm, wyporności 3 g i f=1,5 Hz zakres ruchu wynosi ok. 0,82 wysokości fali, a dla f=3 Hz (Rys.5) maleje do ok. 0,16 wysokości.
Na Rys.6. pokazane są przebiegi w wodzie dla konkretnych parametrów fali i spławika wyważonego na antence w punkcie poniżej 4 cm jej końca. Widać bardzo dużą różnicę w zakresie pionowych ruchów spławika. Dla antenki o średnicy 5mm wynosi 4 cm, a dla antenki o 1,5 mm tylko ok.0,7 cm.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_43_33.jpeg)
antenka o średnicy 5 mm antenka o średnicy 2,5 mm
Rys.6. Ruchy spławika 3g w pionie dla fali o wysokości 6 cm i częstotliwości 1,5 Hz.
Poniższy Rys.7. pokazuje przebiegi dla tego samego spławika 3g, ale dla częstotliwości fal 3 Hz. Widać, że ruchy dla średnicy antenki fi= 5mm bardzo zmalały w stosunku do 1,5 Hz i wynoszą ok. 1cm, natomiast dla antenki 2,5 mm są zupełnie pomijalne.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_44_28.jpeg)
antenka o średnicy 5 mm antenka o średnicy 2,5 mm
Rys.7. Ruchy spławika 3g w pionie dla fali o wysokości 6 cm i częstotliwości 3 Hz.
Ruch w pionie spławika jest praktycznie symetryczny względem poziomej osi fali i opóźniony fazowo w stosunku do przebiegu fali. Opóźnienie oznacza, że maksymalne górne położenie spławika występuje nie dla maksimum fali, ale kiedy fala zbliża się do minimalnego poziomu. Im większa częstotliwość fali tym bliżej jej minimum. Dla mniejszej częstotliwości niż na rysunku opóźnienie byłoby mniejsze, czyli spławik bardziej w swym ruchu pionowym nadążałby za falą.
Symetria osi ruchu spławika względem osi fali oznacza, że spławik średnio nie jest trwale przytopiony ani podniesiony względem gładkiej wody.
Przy wyważeniu na długości antenki uzyskuje się najmniejszy zakres ruchów pionowych spławika dla tych samych częstotliwości, średnic antenek i wyporności w porównaniu z dwoma pozostałymi wersjami miejsc wyważenia.
Spławiki wyważone do podstawy antenki
Spławiki z szerokimi korpusami przy podstawie antenki i wyważeniu do podstawy trudno jest zwięźle opisać bo nie wykazują takiej regularności swoich cech jak wyważane na antence.
Obniżają na fali średnie położenie swojego punktu wyważenia względem osi fali, a więc występuje efekt ich średniego przytopienia. Im cieńsza antenka w stosunku do korpusu tym ten efekt ten jest większy.
Szczególnie niekorzystnie mogą zachowywać się na fali o małych częstotliwościach rzędu 3 Hz i mniej. W zależności od kombinacji różnych swoich parametrów mogą być dodatkowo całkowicie zatapiane przez dłuższy czas, a ich zakres pionowych ruchów może być duży i większy od wysokości fali. Zwiększanie wyporności spławika w określonym zakresie i w konkretnych warunkach może dodatkowo pogorszyć, a nie polepszyć ich zachowanie się. Istotny może być wpływ wartości oporów ruchu spławika w wodzie.
Pod tymi względami spławiki tak wyważony zachowują się najgorzej.
Przy częstotliwościach podstawowych fali większych od ok. 3 Hz spławiki nie znikają pod wodą, ale są przytopione. Ich punkt wyważenia obniża się w pobliże dolnego poziomu fali.
Na Rys.8. pokazany jest przykładowy przebieg dla spławika o wyporności 4 g. Jak widać dla f=1,5 Hz spławik jest cały czas średnio przytopiony, jego ruchy w pionie są większe niż wysokość fal, a częstotliwość tych ruchów jest dwa razy mniejsza niż fali. Dla f=3 Hz mamy trwałe przytopienie antenki o ok. 4 cm, a ruchy w pionie są niewielkie.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_11_58_35.jpeg)
częstotliwość fal 1,5 Hz częstotliwość fal 3 Hz
Rys.8. Przebiegi dla spławika 4g z antenką o średnicy 0,3 cm i korpusem o średnicy 1 cm wyważonego do podstawy antenki.
Spławiki wyważone do podstawy zgrubienia na końcu antenki
Spławiki typu driftbeater z cienką antenką i grubą, ale niezbyt krótką końcówką wyważone do styku tych elementów na fali podnoszą swój punkt wyważenia powyżej poziomej osi fali. Tym wyżej im średnica końcówki jest większa od średnicy antenki. Podniesienie to jest praktycznie bardzo mało zależne od wyporności spławika i częstotliwości fali. Mogą one mieć także krótsze zgrubienie niż wynosi amplituda fali (połowa wysokości fali) i mimo to będzie ono nad jej szczytem. O ile krótsze zależy od średnicy zgrubienia i średnicy antenki.
Na Rys.9.pokazany jest przykład dla spławika 5 g. Dla fali 1,5 Hc zakres ruchu w pionie wynosi ok. 0,75 cm, a dla 3 Hz jest pomijalny.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_12_00_02.jpeg)
Częstotliwość 1,5 Hz Częstotliwość 3 Hz
Rys.9.Przebiegi dla spławika 5g ze zgrubieniem antenki 0,4 cm i antenką 0,2 cm wyważonego do podstawy zgrubienia.
Spławiki tego typu i wyważone do styku zgrubienia będą bardzo dobrze widoczne nad falami nawet wtedy kiedy zgrubienie będzie krótsze od amplitudy fali. Zgrubienie musi stanowić objętość zamkniętą, a więc nie może być to nakładana rurka plastikowa z otworami umożliwiającymi przepływ wody.
Wadą takiego spławika jest mała czułość zgrubienia antenki na brania zatapiane z uwagi na jego dużą średnicę i długość nad wodą.
Ruchy przynęty
Zakres pionowego ruchu obciążenia głównego zestawu będzie nadążał za ruchem spławika. Natomiast dla przynęty umieszczonej nad gruntem zakres ten będzie inny i zależny od częstotliwości pionowego ruchu spławika. Można to oszacować doświadczalnie wykonując w nieruchomej wodzie pionowe ruchy przynętą zawieszoną na przyponie.
Przykładowo przy zakresie 4 cm ruchów pionowych z częstotliwością f = 1 HZ dla haczyka nr 14 z trzema ziarnami pęczaku, przyponu 15 cm z żyłki 0,1 mm zakres ruchu przynęty wynosi ok.3,5 cm. Dla f= ok. 2,5Hz wynosi 1-1,5 cm. Przy wyższych częstotliwościach jeszcze bardziej maleje.
Wpływ zniekształceń fal na zakres pionowych ruchów spławika
Wyniki powyższych symulacji dotyczą idealnych kształtów sinusoidalnych fal, ale wnioski dla wyważenia na antence przekładają się także na przebiegi zniekształcone. Najistotniejsza jest amplituda i częstotliwość fali podstawowej, a występujące na jej tle rozsądne zniekształcenia mają niewielki wpływ na zakres ruchu spławika.
Na Rys.10. pokazany jest zniekształcony przebieg fal o f=1,5 Hz oddziałujący na spławik 3 g wyważony na długości antenki. Trzy składowe częstotliwości dodatkowych zniekształceń stanowią aż 60 % składowej podstawowej. Wywołany zakres ruchu spławika w pionie z antenką 4 mm wzrósł tylko o ok. 4% w stosunku do czystego przebiegu o f=1,5 Hz. Dla antenki 2 mm wzrost ten jest około 5 razy mniejszy.
(https://splawikigrunt.pl/forum/gallery/1442_24_09_23_12_02_36.jpeg)
Rys.10. Zniekształcona fala i wywołane ruchy spławika 3 g wyważonego na antence o fi=4 mm.
Wnioski
1. Największy wpływ na zakres pionowych ruchów spławika ma podstawowa częstotliwość fal. Im jest mniejsza tym powoduje większe ruchy dla takiej samej wysokości fal. Na wodzie wzrostowi częstotliwości towarzyszy malenie wysokości fal, co także zmniejszy ruchy. Dla częstotliwości podstawowej rzędu ok.3 Hz i więcej ruchy pionowe spławika przestają być istotne.
2. Najmniejsze ruchy pionowe dla danej częstotliwości fali przy zastosowanej wyporności ma spławik z cienką anteną wyważony na gładkiej wodzie tak aby jego antenki nie przykrywała całkowicie fala ani nie następowało odkrywanie korpusu.
Im cieńsza antenka i większa wyporność spławika tym stabilność większa. Wpływ zmniejszania średnicy antenki jest znacznie większy od zwiększania wyporności.
Przy takim wyważeniu zniekształcenia fal mają niewielki wpływ na zakres ruchu. Wadą jest słaba widoczność takich spławików, ale można to poprawić stosując na końcu antenki szerszą pustą wstawkę z możliwością wypływu z niej wody. Takie rozwiązanie będzie dobre przy łowieniu w toni, ale nie przy zestawie przegruntowanym.
3. Spławik z cienką antenką i wyważony do zamkniętego zgrubieniem na końcu podnosi na fali swój punkt wyważenia. Będzie więc dobrze widoczny, a także mało wrażliwy na zniekształcenia fal. Jego zakres ruchu w pionie jest nieco większy niż spławika wyważonego na długości antenki i jest mniej czuły na brania zatapiane.
Im cieńsza antenka tym skuteczność takiego spławika jest większa.
4. Najgorszą opcją na fale są spławiki z szerokim korpusem przy antence wyważone na gładkiej wodzie do styku z antenką. Spławiki takie będą zawsze przytopione, a przy małych częstotliwościach dodatkowo mogą znikać pod wodą. Im grubszy korpus przy antence i mniejsza jej średnica tym gorzej.
Niekorzystnie na ich pracę wpłynie również zniekształcenie fal. Oczywiście zawsze można pracę takiego spławika poprawić wyważając go w punkcie na korpusie, ale przecież nie o to chodzi, bo zmniejszy się wtedy bardzo jago czułość na brania zatapiane.
5. Zakresy ruchów pionowych spławika oraz jego przytapianie w obecności fal nie zależą od materiału antenki spławika lub kila.
6. Przy bardzo niskiej częstotliwości fal rzędu mniej niż ok. 1 Hz i małej wyporności spławika, a szczególnie wyważonego do styku z antenką, poddaje się on bardziej unoszeniu w rytm fal. Przytopienie antenki wtedy maleje. Większe wyporności, ale tylko do określonej wartości skutkują większym przytopieniem.
Przy praktycznym łowieniu na falach o tak małych częstotliwościach zauważalny może być także wahadłowy poziomy ruch spławika zgodny z kierunkiem fal przy chwilowej wysokości nad ich poziomą osią symetrii i w kierunku przeciwnym przy wysokości pod osią.
:)
-
Kawał roboty :thumbup:
-
Hallo,
jestem pelen podziwu kolego Koko. :thumbup: :thumbup: :bravo:
Zawsze z zainteresowaniem czytam twoje posty opierajace sie przede wszystkim na bazie nauki.
Pozdrowienia:
Andi