పడవ వెనుక ఒకే తెడ్డు రెక్కలా పనిచేస్తుంది

కయాక్‌లు, కెనూలు, తెడ్డు పడవలు నీటిని ప్రధానంగా కర్షణ (drag) ద్వారా నెడతాయి: తెడ్డు రెక్కను నీటి గుండా లాగి, తిరిగి తీసుకురావడానికి నీటి నుంచి పైకి లేపుతారు. స్టెర్న్-స్కల్లింగ్ వేరే పని చేస్తుంది. ఒకే పొడవైన తెడ్డు పడవ వెనుక చెక్క (transom) పై ఉన్న ఒక గాడిలో లేదా తెడ్డు కొక్కెంలో ఆని ఉంటుంది, దాని రెక్క ఎప్పుడూ నీటి కిందే ఉంటుంది. తెడ్డు వేసే వ్యక్తి, సాధారణంగా వెనక్కి తిరిగి, పిడిని ఒక పక్క నుంచి మరో పక్కకు ఊపుతాడు, చేతులు అనంత చిహ్నం “∞” ను గీస్తాయి, అదే సమయంలో రెక్క కోణాన్ని నిర్ణయించడానికి తెడ్డును దాని సొంత అక్షం చుట్టూ మెలితిప్పుతాడు. ఈ పద్ధతి ప్రపంచంలోని అనేక ప్రాంతాల్లో ఇంకా వాడుకలో ఉంది, కానీ దీన్ని ప్రధానంగా మానవ జాతి శాస్త్రవేత్తలు, జీవ యాంత్రిక శాస్త్రవేత్తలు మాత్రమే అధ్యయనం చేశారు. జి. రూడో (G. Roudaut, Tud Yaouank Ar Mor సంఘం, లాంపోల్-ప్లూఆర్జెల్), బి. ఓజియే (B. Augier, IFREMER), ఎం. రాబో (M. Rabaud, పారిస్-సాక్లే విశ్వవిద్యాలయం, CNRS) దీన్ని ద్రవ యాంత్రిక శాస్త్ర సమస్యగా చూడటానికి పూనుకున్నారు.

సెన్సర్లతో నిండిన తెడ్డు

వారి పరీక్షా పడవ 4.74 మీటర్ల పొడవు, 1.63 మీటర్ల వెడల్పు, ఖాళీగా దాదాపు 100 కిలోగ్రాముల బరువు, పొడవైన లోతులేని అడుగు దూలం (keel) కలిగి ఉంది — తెడ్డు పడవ వెనుక భాగాన్ని ఎడమ, కుడి వైపులకు మార్చిమార్చి నెడుతుంది కాబట్టి, స్టెర్న్-స్కల్లింగ్ కాస్త బరువైన, అడుగు దూలం ఉన్న పడవతో ఉత్తమంగా పనిచేస్తుంది. కార్బన్ తెడ్డు 3.62 మీటర్ల పొడవు, ఒక మీటర్ చెక్క రెక్కతో, దాని అడ్డుకోత ఎడమ నుంచి కుడికి సౌష్టవంగా, అతి కొద్దిగా వంగి ఉంటుంది.

మాపకాలు పిడిపై చేతుల బలాన్ని, తెడ్డుపై గాడి బలాన్ని కొలిచాయి. రెండు చలన సెన్సర్లు తెడ్డును, పడవ అడుగు భాగాన్ని అనుసరించాయి, GPS తో క్రమాంకనం (calibrated) చేసిన ఒక తెడ్డు-చక్రం వేగ మాపకం వేగాన్ని కొలిచింది. తెడ్డు తేలికైనది కాబట్టి, దానిపై బలాలు దాదాపు సమతుల్యంగా ఉంటాయి, అందువల్ల రెక్కపై నీటి తోపుడును కొలిచిన రెండు బలాల నుంచి రాబట్టగలిగారు. ఇద్దరు అనుభవజ్ఞులైన తెడ్డు వేసేవారు ఒక్కొక్కరూ ప్రశాంతమైన నీటిపై పడవను నిశ్చల స్థితి నుంచి తాము చేరుకోగలిగే గరిష్ఠ వేగానికి నడిపారు.

ఒక రెక్క, తర్వాత ఒక తోపుడు

స్ట్రోక్‌లో నాలుగు దశలు ఉంటాయి: ఒక పక్కకు ఊపు, తెడ్డుకు త్వరిత మెలిక, మరో పక్కకు ఊపు, మరో మెలిక.

• ఊపుల సమయంలో, నీరు రెక్కను చిన్న కోణాల్లో తాకి దానిపై నునుపుగా ప్రవహిస్తుంది. తెడ్డు రెక్క విమాన రెక్కలా పనిచేస్తుంది, ఉత్థాపన బలం పడవను నడిపిస్తుంది. ఒక ప్రామాణిక రెక్క-ఆకార ప్రోగ్రామ్‌ను ఉపయోగించి రెక్క పొడవునా ముక్క ముక్కగా చేసిన లెక్క ఒక క్షణంలో 35 న్యూటన్ల తోపుడును ఇస్తుంది, కొలిచింది 31 న్యూటన్లు.
• మెలికల సమయంలో, రెక్క క్షణకాలం ప్రవాహానికి ఎదురుగా తిరుగుతుంది. సాధారణ కర్షణ 2 నుంచి 10 న్యూటన్లు మాత్రమే ఇస్తుంది, కానీ బృందం 20 నుంచి 45 కొలిచింది. ఈ తేడా జోడించిన ద్రవ్యరాశి (added mass): రెక్క బలంగా త్వరణం చెందుతుంది, తనతో పాటు కొంత ఘనపరిమాణం నీటిని కదిలించాలి. వారి అంచనా, సుమారు 70 న్యూటన్లు, కొలిచిన బలాన్ని వివరించడానికి సరిపోతుంది.

ప్రతి చక్రంలో రెండుసార్లు తోపుడు సున్నాకు దగ్గరగా పడిపోయినా, నాలుగు దశలూ పడవను ముందుకు నెడతాయి. సెకనుకు 1.2 మీటర్ల వద్ద, సగటు తోపుడు 19.4 న్యూటన్లు. రెక్క ఎడమ, కుడి అంచులు మార్చిమార్చి ముందు అంచు (leading edge) గా మారతాయి, దీన్ని రచయితలు జంతు ప్రపంచంలోని చోదనంతో పోలిస్తే అసాధారణమైనదిగా పేర్కొంటారు, అక్కడ రెక్కలు, మొప్పరెక్కలు సాధారణంగా ఒకే ముందు అంచును ఉంచుకుంటాయి. పడవ వెనుక ప్రవాహంలో, ప్రతి తిరగబాటులో విడుదలయ్యే సుడులు ఒక అస్తవ్యస్త వరుసను ఏర్పరుస్తాయి, అది నీటిని వెనక్కి మోసుకెళ్తుంది.

ప్రయాణ వేగం వద్ద 65%

పడవకు అందిన శక్తిని, తెడ్డు వేసేవారు తెడ్డులోకి పెట్టిన శక్తితో భాగిస్తే సామర్థ్యం వస్తుంది. అది తక్కువ వేగం వద్ద పెరిగి, సెకనుకు దాదాపు 1.2 మీటర్ల వద్ద 65 ± 5% శిఖరాన్ని చేరి, తర్వాత సెకనుకు దాదాపు 2 మీటర్ల వద్ద దాదాపు 25% కి పడిపోతుంది. పోలిక కోసం, రచయితలు తన రూపకల్పన వేగం వద్ద ఒక నౌకా ప్రొపెల్లర్‌కూ, అత్యుత్తమ సంప్రదాయ తెడ్డు వేయడానికీ దాదాపు 75% అని ఉటంకిస్తారు.

వేగం పెరిగినప్పుడు రెండు విషయాలు చెడిపోతాయని వారు వివరిస్తారు. రెక్కపై మంచి కోణాన్ని నిలుపుకోవడానికి, చేతులు మానవ శరీరానికి సౌకర్యంగా ఉండే దానికంటే వేగంగా పక్కలకు కదలాల్సి వస్తుంది. మెలికల సమయంలో తెడ్డును తగినంత వేగంగా వెనక్కి లాగడం కష్టమవుతుంది — అది గాడి నుంచి జారిపోయే ప్రమాదం కూడా ఉంటుంది. ఇంతలో, పడవ అడుగు భాగమే తన క్లిష్ట వేగానికి దగ్గరవుతుంది, అక్కడ అలలు సృష్టించడమే ప్రధాన నిరోధం అవుతుంది: పరీక్షించిన పరిధిలో అవసరమైన శక్తి పది రెట్లు పెరిగింది, దాదాపు 300 వాట్లు ఉత్పత్తి చేస్తున్నప్పటికీ తెడ్డు వేసేవారు ఇంకా వేగంగా వెళ్లలేకపోయారు.

మెరుగైన తెడ్డుకు అవకాశం

కొలతలను సరళంగా ఉంచడానికి బృందం ఉద్దేశపూర్వకంగా ఒక గట్టి తెడ్డును పరీక్షించింది. నిజమైన తెడ్డు వేసేవారు తరచూ కొంత వంగే గుణాన్ని ఇష్టపడతారు, వంగే రెక్క, పొడవైన తెడ్డు లేదా కిందకు వంగిన రెక్క వేగం వద్ద మెరుగైన కోణాలను నిలుపుకోగలవని రచయితలు సూచిస్తారు. స్కల్లింగ్ పడవకు ఆదర్శవంతమైన తెడ్డును రూపొందించడం, వారు ముగించినట్లు, “తెడ్డు వేసేవారు ఉత్పత్తి చేసే శక్తితో సహా, అనేక రాజీలను కలిగి ఉంటుంది.”