La bicicletta acquatica

Veicolo acquatico a idrofoil Uno dei mezzi di trasporto più interessanti per muoversi sulla superficie dell’acqua utilizzando esclusivamente la forza muscolare è l’aquaskipper. Da lontano può sembrare una bicicletta che si muove misteriosamente sull’acqua. Tuttavia, guardando più da vicino, si può notare che non ha pedali che azionano un qualsiasi meccanismo di propulsione, né (il che è ancora più sorprendente) galleggianti per conferirgli galleggiabilità. Come può quindi questa struttura, non leggera di per sé, rimanere a galla e sviluppare una velocità considerevole anche con una persona a bordo?

Come si muove e perché non affonda?

Aquaskipper - monopattino acquatico La struttura dell’aquaskipper (spesso chiamato anche “aquaplaner”) a prima vista risulta piuttosto semplice.

Un’ampia pedana per i piedi è collegata rigidamente, tramite due montanti, all’ala principale posteriore. Una struttura tubolare parte dalla pedana e si estende verso il fronte, terminando in una forcella sterzante che ricorda molto quella di una bicicletta.

Il manubrio è collegato al “bompresso”, che a sua volta è fissato in modo snodato a uno stelo curvato che supporta l’ala stabilizzatrice anteriore. Poco più avanti, davanti alla superficie frontale, c’è uno stelo con uno “scivolatore” — una piastra di planata.

La flessibilità dell’intera struttura è garantita da una molla arcuata in polimero, montata tra il “bompresso” e lo stelo dell’ala anteriore. Questo, in sostanza, è tutto.

Alcuni modelli occasionalmente sono dotati di galleggianti, che, pur non intervenendo durante il movimento, servono semplicemente per aumentare la galleggiabilità nel caso in cui l’aquaskipper si ribalti.

L’intera struttura è generalmente realizzata in leghe leggere di alluminio, ma il peso complessivo del monopattino d’acqua raggiunge comunque i 12 chilogrammi. Com’è quindi possibile che rimanga a galla e riesca a muoversi in avanti?

Ci troviamo di fronte a un classico esempio dell’applicazione della bionica: una scienza che trasferisce nella pratica e nella progettazione tecnica i principi osservati direttamente in natura.

Perché gli uccelli non cadono mentre volano? Grazie alla forza portante delle loro ali spiegate. Se ciò è possibile nell’aria, deve sicuramente funzionare anche in un mezzo denso come l’acqua, che rispetto all’aria ha una densità centinaia di volte superiore.

Come riescono i mammiferi marini, come delfini e balene, a raggiungere velocità incredibili? Modificando l’angolo di attacco delle loro potenti “ali” — le pinne caudali orizzontali. Lo stesso principio è alla base del funzionamento dell’aquaskipper.

Il pilota, che governa questo dispositivo, compie movimenti ritmici di rimbalzo, trasferendo il peso dai piedi all’ala posteriore.

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L’evoluzione dell’aquaskipper

Trampofoil - precursore dell’aquaskipper I primi sviluppi di questo modo di muoversi sull’acqua furono realizzati dal progettista svedese Alexander Sahlin negli anni ‘90 del secolo scorso.

Il risultato del suo lavoro fu un dispositivo chiamato “trampofoil”, brevettato e presentato al pubblico nel 1993.

Il principio di funzionamento del trampofoil non differisce affatto da quello descritto sopra. La differenza era che la flessibilità necessaria della struttura era garantita non tramite un giunto snodato e una molla, bensì grazie a un telaio curvo flessibile, che richiedeva al pilota uno sforzo fisico notevole durante il movimento.

Questi “veicoli d’acqua” divennero rapidamente popolari e furono prodotti in serie per molto tempo. È possibile incontrarli ancora oggi.

L’aquaskipper con una molla arcuata, creato nel 2007, risultò più leggero grazie alla riduzione del peso della struttura e più flessibile. Ciò consentì a un ampio pubblico di appassionati di adottare questo innovativo mezzo di trasporto acquatico.

Gli aquaskipper sono prodotti in serie piuttosto grandi e sono facili da acquistare, soprattutto considerando che il loro prezzo è notevolmente diminuito — è possibile trovare un modello a circa 11–12 mila rubli.

Pumpabike Un ulteriore sviluppo del concetto fu la creazione del “pumpabike”. Questo modello, brevettato nel 2003 dall’ingegnere e inventore sudafricano Mike Puzey, differisce leggermente nell’aspetto e nella struttura, ma il principio di funzionamento rimane invariato.

Nel pumpabike, al posto di un telaio, viene utilizzata una tavola in plastica abbastanza larga, a cui è solidamente fissata l’asta dello sterzo. La piattaforma per i piedi del pilota è dotata di staffe, che non solo aumentano il comfort, ma permettono anche di migliorare l’efficienza.

Interessante anche il meccanismo di variazione dell’angolo d’attacco dell’ala principale: è montato su una base articolata a molla direttamente nel punto in cui i montanti dell’ala si fissano alla piattaforma.

La costruzione complessiva del pumpbike è un po’ più complessa rispetto all’acquaskipper tradizionale, il che si riflette sul suo costo. Tuttavia, è proprio su questo modello, che è anche il più veloce, che è stato stabilito il record assoluto di velocità per dispositivi simili (32,19 km/h).

Tecnica di utilizzo dell’acquaskipper

Aquaskipper Non bisogna pensare che l’acquaskipper sia un dispositivo su cui si possa semplicemente “salire e partire”. Apprendere questo metodo di spostamento sulla superficie dell’acqua potrebbe richiedere una certa abilità e un considerevole sforzo. Tuttavia, con circa un’ora di pratica, la maggior parte dei principianti inizia a muoversi in modo indipendente.

È meglio iniziare il movimento da un molo o una piattaforma sopraelevata sull’acqua di circa 0,5 metri. Per mantenersi sull’acqua e acquisire un movimento in avanti, l’acquaskipper necessita di un impulso iniziale.

Il pilota posiziona un piede sulla piattaforma, abbassa l’ala anteriore al livello dell’acqua e si spinge con l’altro piede contro il supporto. La velocità minima di partenza necessaria per mantenere l’acquaskipper sull’acqua è di circa 8 km/h.

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Dopo essersi dato l’impulso iniziale, il secondo piede viene posizionato anch’esso sulla piattaforma. Il pilota inizia a fare movimenti di “rimbalzo”, distribuendo il carico sulla piattaforma posteriore (80%) e sull’ala anteriore (20%).

Una leggera spinta sul manubrio dovrebbe precedere leggermente lo sforzo principale sull’ala posteriore. Se la partenza è eseguita correttamente, l’acquaskipper inizia a guadagnare velocità.

I salti dovrebbero essere eseguiti stando in punta di piedi. Per muoversi a bassa velocità, i salti si eseguono frequentemente e con poco sforzo. Per sviluppare una buona velocità, lo sforzo viene applicato meno frequentemente ma con un’ampiezza più profonda.

Una delle cause più comuni degli insuccessi iniziali è una distribuzione irregolare del peso del corpo del pilota. Non si deve mai esercitare troppa pressione sul manubrio: il peso principale dovrebbe ricadere sulla piattaforma.

Le svolte si effettuano tramite la colonna dello sterzo e spostando leggermente il centro di gravità del corpo del pilota.

Dopo i primi insuccessi, non bisogna farsi prendere dal panico – la tecnica per padroneggiare l’acquaskipper arriverà sicuramente. Utilizzando un giubbotto salvagente, i tentativi falliti non comportano alcun pericolo – la struttura del dispositivo prevede una galleggiabilità positiva, ed è facile trainarlo fino al punto di partenza.

Non aspettatevi fin da subito lunghe passeggiate “col vento in poppa” – muoversi su un acquaskipper è piuttosto simile a un allenamento su macchine da esercizio fisico. Un pilota inesperto difficilmente riuscirà a rimanere sull’acqua per più di qualche minuto.

Nel video: come assemblare e utilizzare l’acquaskipper

https://www.youtube.com/watch?v=ZeKz-EnGNFs

Le gare di velocità o su lunghe distanze sono accessibili solo ad atleti ben allenati. Tuttavia, con questo tipo di “bici acquatica” si attivano praticamente tutti i gruppi muscolari, rendendo l’acquaskipper un eccellente mezzo di allenamento fitness.

Ad oggi, il record di distanza percorsa su un acquaskipper è di 11,2 chilometri.

Il progresso tecnologico non si ferma e, attualmente, è in produzione un modello migliorato di piccoli mezzi di locomozione su ali sommerse: il “hydroglider”. Questo dispositivo combina il sistema di ali e lo sterzo dell’acquaskipper con una tavola da surf e un motore elettrico, permettendo di raggiungere una velocità fino a 40 km/h per oltre due ore. Tuttavia, questa è tutta un’altra storia.