SPECIFICHE TECNICHE

Motore a propulsione umana

L'uomo è il motore della WaterBike.

Le prestazioni del "motore umano" sono quindi il più importante parametro di ingresso per la progettazione della Waterbike. Numerosi studi hannno dimostrato come la pedala sia il metodo più efficace a disposizione dell'uomo per trasmettere potenza, ma "nonostante ciò" anche il miglior atleta non è in grado di erogare grandi potenze per tempi elevati. E' per questo motivo che la trasmissione deve avere alti rendimenti (possibilmente maggiori del 90%)  in modo da non dissipare la potenza disponibile.

Come si vede dal grafico a fianco, la potenza erogata tramite la pedalata decresce nel tempo. Si può notare come un professionista molto allenato sia in grado di produrre una potenza di 200W per varie ore, potenza che si dimezza a 100W per una persona comune.

Siccome le performance sono influenzate dalla massa totale dello scafo (compresa di conducente), è opportuno considerare la 'potenza disponibile per Kg', come nel caso di donne pilota, in cui la minor potenza erogata è in parte compensata dal minor peso.

Siccome la massa dell'imbarcazione solitamente è una frazione della massa totale possiamo considerare la potenza specifica come:

- Atleta:      2 W/Kg

-Amatore:  1 W/Kg

Resistenza e velocità

 

Attualmente con l’elica a disposizione sui prototipi si ha la necessità di avere una velocità di rotazione ottimale di 500 rpm. 

A fronte di una velocità media erogata di 65 rpm abbiamo optato pertanto per una ratio di 1:8.

Come è emerso dallo studio sui primi prototipi, la forza resistente all’avanzamento della imbarcazione è molto vicina al cubo della velocità.
Considerando quindi una potenza media erogata di circa 120 W la velocità di crociera si aggira intorno a 3 m/s, con una coppia resistente di circa 2,3 Nm.


Inoltre a causa del ‘cycling stress’, è necessario verificare a fatica la trasmissione per garantirgli una vita pressoché illimitata.
A causa del continuo contatto con l’acqua si ha poi l’esigenza di realizzare un componente resistente alla corrosione.

Riassumendo:

  • Ratio 1:8
  • Resistanza alla corrosione
  • Vita illimitata a fatica
  • Prezzo limitato
  • Peso contenuto