Предлагаем вместо тензометров, измеряющих продольные деформации и силы натяжения канатов, использовать распространенный в других видах спорта динамометр кольцевого типа (Кузнецов В. К. Силовая подготовка лыжника, М., Физкультура и спорт, 1982), характеристики которого разработаны для задач парусного спорта. Этим устройством измеряются не сами силы натяжения канатов, которые могут быть весьма значительными, например, равными водоизмещению судна, а усилия в направлении, перпендикулярном продольной оси каната, зависящие от степени натяжения его, но имеющие во много раз меньшую величину. Эта особенность позволяет применять небольшие и легкие динамометры кольцевого типа.
Динамометр представляет собой стальное кольцо 1, изготовленное из углеродистой стали, внутри которого на скобе жестко закреплен индикатор часового типа (ИЧ, ГОСТ 577-68) с ценой деления 0,01 мм и интервалом измерений от 0 до 10 мм. Под наконечником измерительного стержня индикатора в резьбовое отверстие ввинчен винт 3 с накатанной головкой, позволяющий регулировать зазор между наконечником индикатора и кольцом динамометра. К кольцу динамометра прикреплены два крючка. К одному из крючков крепится рукоятка от пружинного эспандера, к другому — опорное устройство для каната, выполненное в виде специальной скобы с канатным блоком.
Такелажный трос при настройке заводится в скобу и укладывается в блок так, чтобы направление силы, приложенной через динамометр и блок, было перпендикулярно продольной оси троса.
Под действием сил, приложенных к крючкам 4, кольцо динамометра в направлении измерительного стержня индикатора сжимается, а в направлении другого диаметра растягивается, причем деформация кольца пропорциональна приложенной силе. Изменение диаметра кольца на нагрузке измеряется часовым индикатором.
Перед выполнением работ по настройке стоячего такелажа яхт динамометр может быть протарирован по образцовому динамометру из тех, которые применяются при поверке некоторых видов машин для испытания материалов. При этом определяется цена одного деления часового индикатора в единицах силы для данного динамометра. В ряде случаев для сравнения натяжения такелажа можно ограничиться регистрацией показаний индикатора в условных единицах. В процессе измерений в различных условиях на суше и на воде собирается необходимый статистический материал, на основании которого выбирается оптимальное натяжение снастей такелажа.
Предлагаемый динамометр можно также применять и в электротензометрических комплексах. Предварительно на внешнюю и внутреннюю поверхности кольца наклеивают две пары расположенных симметрично тензорезисторов.
Необходимые размеры кольца 1 для различных сил могут быть найдены из следующих зависимостей; изменение диаметра кольца в направлении линии действия сил
изменение диаметра кольца в направлении, перпендикулярном линии действия сил
где Р — значение действующих сил, кгс; R — радиус кольца, см; Е — модуль упругости материала кольца, кгс/см2; I — момент инерции поперечного сечения кольца, см4.
Подставляя в одну из указанных зависимостей значение верхнего предела измерений индикатора часового типа и предполагаемое значение силы на динамометре, находим при известном модуле упругости стали £=2·106 кгс/см2 требуемый момент инерции поперечного сечения кольца, затем, считая поперечное сечение кольца прямоугольным назначаем его ширину и толщину из выражения
где b и h — соответственно ширина и толщина поперечного сечения, см.
Кольцевые динамометры описываемого вида можно использовать и для взвешивания парусных лодок, например, подставляя два динамометра под нос и корму, для измерения тяги гребного винта, сопротивления воды движению лодки и т. п.