У чому різниця: протитоковий режим та режим струменевого плавання?

Основні визначення та ключові відмінності

Що відрізняє системи протитечії від плавальних струменів, зводиться до принципу їхньої роботи та призначення. Технологія протитечії створює плавне й постійне водне потокове середовище за допомогою підводних двигунів, які забезпечують плавцям природний опір. Це дозволяє людям безперервно плавати, не порушуючи ритму через неприємні турбулентні завади. Такі системи розроблені для серйозних тренувань і, по суті, перетворюють звичайні басейни на міні-океани, де плавці можуть тренуватися так само, як у реальних водних умовах. Плавальні струмені розповідають іншу історію. Вони випускають вузькі потоки води через насадки, встановлені на стінах басейну. Звичайно, вони цілком придатні для сидіння на місці з метою отримання опору або проведення фізіотерапевтичних процедур, але вода при цьому стає нестабільною, що ускладнює підтримання правильного ритму гребків і формування справжньої витривалості з часом. Суть усього цього досить проста: пристрої протитечії зосереджені на забезпеченні комфортного плавання й одночасно надають ефективні результати тренувань; плавальні струмені ж орієнтовані переважно на простоту монтажу в обмеженому просторі та надання цільового терапевтичного навантаження. Урахування цих відмінностей має важливе значення при виборі обладнання, оскільки, якщо хтось хоче серйозно покращити свої плавальні навички, а не просто час від часу порозбігатися по воді, вибір повинен бути відповідним.

Як технологія потоку впливає на продуктивність: струмені проти гвинтів

Системи високотискових струменів: точність, турбулентність та цільові потоки

Системи високотискового струменевого потоку працюють шляхом подачі води у вузьких струменях, які спрямовані на певні ділянки доріжок басейну. Однак існує й недолік. Ці струмені викликають значну турбулентність. Деякі гідродинамічні дослідження вказують, що рівень турбулентності при використанні струменевих систем може перевищувати 40 %, тоді як у систем з гвинтами він становить лише близько 12 % або менше. Такий хаотичний рух води фактично ускладнює ефективне плавання, знижуючи результативність настільки, наскільки встановлено в дослідженні, опублікованому в журналі «Journal of Sports Engineering and Technology» ще в 2022 році — аж на 15 %. Струменеві системи чудово підходять для невеликих басейнів, де плавцям потрібний сильний опір у певних місцях, але вони споживають набагато більше електроенергії. Для компенсації втрат, пов’язаних із тертям у соплах та неминучим падінням тиску, такі системи потребують додатково від 30 до 50 % енергії. І не варто забувати й про рівень шуму. Під час роботи ці установки видають шум у діапазоні від 75 до 85 децибелів, що за гучністю відповідає перебуванню у густому міському трафіку. Такий рівень шуму серйозно знижує комфорт для будь-кого, хто намагається насолодитися процесом плавання у домашньому басейні.

Системи низького тиску з гвинтовим приводом: ширша ламінарна течія та енергоефективна робота струменевого плавального пристрою з протитоком

Пропелерні системи низького тиску в протитечійних басейнах можуть переміщати більші об’єми води, не створюючи надмірної швидкості, що забезпечує плавну ламінарну течію в тих зони для плавання завдовжки 1,8–2,4 м, де тренуються більшість людей. Спосіб обертання цих систем створює стабільні потоки, які залишаються досить рівномірними по ширині басейна, а турбулентність не перевищує приблизно 12 %, тому плавці не втрачають імпульсу під час виконання гребка. З точки зору енергоефективності такі системи дійсно дешевші у експлуатації. Моделі з приводом від пропелера споживають приблизно на 40 % менше електроенергії порівняно з традиційними струминними системами, але при цьому забезпечують такий самий рівень опору для тренувань. Найважливіше — швидкість води залишається достатньо стабільною під час тренувань: її варіація становить лише ±5 %. Плавці отримують умови, наближені до тих, що зустрічаються в реальних відкритих водоймах. Крім того, оскільки пропелери розташовані під водою й мають спеціально профільовані лопаті, вся система працює тихо — приблизно на рівні 55–60 дБ, що недостатньо для того, щоб заважати людям поруч, і, безумовно, значно менш нав’язливо, ніж старіші моделі, які колись викликали вібрацію всієї конструкції басейна.

Практична продуктивність: витрата, ширина, стабільність та користувацький досвід

Показники витрати, що мають значення: галони на хвилину (GPM), стабільність струму та ламінарні профілі, що забезпечують рух

Коли йдеться про те, наскільки добре вода циркулює в таких системах, існує три основні взаємопов’язані фактори: галони на хвилину (GPM), ширина струменя та те, чи залишається потік рівномірним чи стає нестабільним. Показник GPM, по суті, вказує на силу опору. У більшості побутових систем цей показник становить приблизно 1500–2500 GPM, але в комерційних установках він значно зростає — перевищує 4000 GPM. Далі йде питання ширини. Системи, що працюють за рахунок гвинтів, зазвичай створюють довші й плавніші струмені, які охоплюють приблизно 5–7 футів. Якщо ж у системі використовуються високотискові форсунки, струмінь води залишається досить вузьким — зазвичай лише 2–3 фути в ширину. Що відбувається, коли турбулентність стає надто високою? Будь-яка турбулентність понад 15 % починає заважати техніці плавців та контролю їхніх м’язів — це підтверджено в різних наукових дослідженнях з гідродинаміки. Щоб тренувальні заняття проходили ефективно, більшість експертів згоджуються, що швидкість води має залишатися в межах відхилення ±5 % по всій площі плавального басейну.

Вплив шуму, вібрації та турбулентності на ефективність тренування

Занадто багато шуму та ті неприємні вібрації серйозно заважають концентрації й скорочують термін експлуатації обладнання. Більшість систем із гвинтами працюють у діапазоні приблизно 60–65 децибелів, що відповідає рівню шуму звичайної розмови. Але потужні струмені високого тиску піднімають рівень шуму до 70–80 дБ, і після тривалого перебування в такому середовищі вуха, безумовно, починають боліти. Коли вібрації поширюються через стіни басейну, вони викликають резонансні частоти, які прискорюють знос конструкцій — іноді навіть роблячи їх небезпечними в довгостроковій перспективі. Дослідження людського руху також виявили цікавий факт: коли турбулентність води перевищує 20 %, плавці автоматично коригують положення тіла для компенсації, що насправді знижує ефективність тренувань приблизно на 18–30 %. Зменшення всіх цих негативних факторів — це не просто питання зниження рівня шуму чи згладжування рухів. Це закладає основу надійного тренувального процесу, що запобігає травмам, — а це має велике значення при дотриманні галузевих стандартів, таких як ANSI/APSP-16 для комерційних басейнів.

Реалії встановлення: модернізація існуючих басейнів за допомогою систем протитечії або плавальних струменів

Встановлення протитечійних або плавальних форсунок у вже існуючі басейни пов’язане з унікальними викликами, які відрізняються від будівництва нового басейну з нуля. Існує, по суті, три способи реалізації цього. По-перше, це настінні пристрої, для яких потрібно виконати структурне свердлення та прокласти трубопровід у стінах басейну. По-друге — це системи, що монтуються на бетонній площині («deck»), для яких необхідно ретельно просвердлити бетонну поверхню. І, по-третє, — це переносні «plug-and-play»-рішення для тих, хто шукає швидке й просте рішення. Встановлення на стіні чи на бетонній площині справді вимагає фахівців, які добре знають електротехнічні норми, зокрема статтю 680 Національного електротехнічного кодексу (NEC), правильно розраховують водяний потік та перевіряють, чи витримає конструкція додаткову вагу. За оцінками фахівців із Асоціації басейнів та гідромасажних ванн (Pool & Hot Tub Alliance), оплата праці лише за такі роботи зазвичай становить від 1500 до 5000 доларів США (дані за минулий рік). Ретрофітинг систем, що монтуються на бетонній площині, займає проміжне положення: він не впливає безпосередньо на корпус басейну, але все ж потребує спеціаліста, який володіє технікою водонепроникного кріплення. Переносні пристрої дозволяють відразу ж розпочати плавання, але не можуть забезпечити таку потужність, як постійні установки. Більшість переносних моделей мають максимальну продуктивність близько 1500 галонів на хвилину, тоді як стаціонарні установки забезпечують щонайменше 3800 галонів на хвилину. Також важливий і час проведення робіт. Якщо власники басейнів координують ретрофітинг із плановим технічним обслуговуванням — наприклад, оновленням покриття або заміною насосів — вони можуть зекономити приблизно 15–30 % загальних витрат, оскільки робітники зможуть виконувати кілька завдань одночасно. Місце розташування форсунок суттєво впливає на ефективність їх роботи. Сопла, розташовані надто близько до поверхні води, спричиняють неприємні хвилі та бризки, тоді як занадто глибоке розташування призводить до нерівномірного опору під час плавання. Обидва ці варіанти зменшують ефективність тренувань. Саме тому досвідчені майстри часто проводять комп’ютерне моделювання, щоб визначити найкращі кути й глибину розташування кожного сопла, враховуючи особливості руху різних типів тіла у воді під час виконання різних стилів плавання.

ЧаП

Яка основна відмінність між системами протитечії та плавальних форсунок?

Системи протитечії забезпечують плавне, стабільне потокове рух води, що дозволяє безперервно плавати з мінімальним турбулентним впливом — це ідеально підходить для серйозних тренувань. Плавальні форсунки, навпаки, створюють вузькі потоки води, що призводить до більш хвилястої та нестабільної обстановки, краще підходящої для сидячих вправ з опором та фізичної реабілітації.

Чи споживають системи форсунок більше енергії порівняно з гвинтовими системами?

Так, системи високого тиску на основі форсунок вимагають на 30–50 % більше енергії для подолання тертя та втрат тиску, тоді як гвинтові системи споживають приблизно на 40 % менше електроенергії.

Який рівень шуму характерний для цих систем?

Гвинтові системи працюють тихіше — приблизно на рівні 55–60 децибелів, що відповідає звичайній розмові. Натомість системи форсунок можуть досягати 70–80 децибелів — це приблизно такий самий рівень шуму, як на автомагістралі.

Чи можна модернізувати існуючі басейни, встановивши в них плавальні системи?

Так, існуючі басейни можна модернізувати за допомогою систем для плавання з кріпленням до стіни, до палуби або портативних систем. Для монтажу систем, що кріпляться до стіни або палуби, потрібне залучення фахівців, тоді як портативні системи встановлюються швидко, але мають меншу потужність.