Точки на лыжах

18.10.2011

Часть I

Буржуазные сервисы по обслуживанию лыжников весьма разнообразны, как по количеству выполняемых функций, так и по инструментальной экипировке. Помимо уже хорошо известного у нас бутфиттинга, имеется и такая заключительная, можно сказать, операция, именуемая «балансирование и выравнивание» (Balance & Alignment).

Насколько я смог понять, в её ходе решаются следующие задачи:

1. Анализ угла наклона голенища ботинка вперед и его коррекция(вероятно за счет двух последующих операций).

2. Настройка угла «дельта» (это угол между плоскостью подошвы ботинка и скользящей поверхностью лыжи, определяется высотой грузовых площадок креплений).

3. Настройка угла рампы (это уже угол между «плоскостью» ноги и скользящей поверхностью лыжи», дополнительно к дельте определяется внутренней конструкцией ботинка и стелькой).

Хотя есть ощущение, что эти три компонента как-то взаимосвязаны, специалисты утверждают, что настраивать их нужно по отдельности, поскольку они влияют по разному на всяческие свойства, обозначаемые ёмким английским словом «performance».

4. Настройка кантинга, т.е. выравнивание уже в боковой плоскости.

5. Настройка положения ботинка или только спойлера вокруг вертикальной оси.
Это редкая операция, когда нога в ботинке стоит почему-либо косо.

6. Настройка положения креплений по длине лыжи.

 Интересуясь именно этой последней, шестой позицией, я нашел много материала, на мой взгляд – довольно интересного, и решил написать по нему небольшой обзор, который и предлагается вашему вниманию.

Итак, до недавнего времени у нас не было проблем с установкой креплений: подогнали платформы/крепления так, чтобы метка середины ботинка совпадала с меткой на лыже, и всё. Нет, мы знаем, конечно, что смещение креплений туда-сюда от этой точки как-то влияет на тот же самый перформанс, но до каких-либо существенных экспериментов дело, как правило не доходит.

Впрочем, до недавнего времени было ещё и время, когда меток на лыжах вообще не делали. И мы производили различные замеры и вычисления точки установки креплений по формулам, которые я основательно забыл, и в которых, по-моему, в качестве опорной точки фигурировал носок ботинка. Формул было несколько, и каждый мог выбирать на свой вкус. С появлением меток на лыже и ботинке, формулы вроде как стали не нужны. Да и соответствовали ли бы они новым реалиям в виде карвинговых лыж?

Ну, с ботинком проблем нет, найти середину мы смогли бы и без метки. А вот что касается метки на лыжах, то, как пишут многие авторы, сама эта определяющая метка есть до некоторой степени «вещь в себе». Она не задаётся конструктивно при проектировании, она не привязана к геометрии или каким-то массовым свойствам лыжи. Как только появляются прототипы новых моделей, производители отдают их на обкатку тестерам, которые и подбирают, под себя, естественно, то положение креплений, которое они считают наилучшим. Затем их персональные данные усредняются, и в результате образуется то положение метки, которое наносится на данную модель лыжи. Исключение из этой процедуры составляют лыжи для национальных сборных, которые делаются конкретно под конкретного лыжника. В дальнейшем модель может модифицироваться конструктивно, и весьма значительно, а уж проделывать ли заново работу по определению положения метки или нет – дело чисто производителя. Скорее нет, чем да – как следует из текстов.

В [1] приводится сравнительная таблица замеров натурального и относительного положения этой метки (MBS) для нескольких моделей лыж (материалы хоть и старые, но не смертельно).
Здесь RS – длина контактной поверхности лыжи,
CRC – середина контактной поверхности,
MBSLength – расстояние от начала контактной поверхности до метки.
В последнем столбце - отношение расстояния до метки к общей длине контактной поверхности лыжи в процентах.

Разница в положении метки на однотипных лыжах может достигать 3 см. Это при том, что, как пишут представители этого сервиса, существенный эффект может быть заметен и от 5 мм смещения креплений. Разница есть между австрийскими и французскими производителями, и уж тем более, если производители с другого континента.

Когда производителей начинают «доставать» на этот предмет, - почему для схожих по геометрии и другим параметрам лыж такая значительная разница в положении метки, - они туманно начинают объяснять, что они де учитывают в положении метки и профиль жесткости и характеристики бокового выреза и другие важные вещи [2]. В приватных беседах они сознаются, что есть общая тенденция для любительских моделей смещать метку назад, чтобы облегчить лыжнику легкий переход в соскальзывание. А уж кто насколько – так это дело опять же производителя.

Таким образом, претензии к метке, проставляемой на лыжах производителями, сводятся к тому, что сама она непонятно как поставлена, не учитывает индивидуальных анатомических, физиологических и прочих врождённых и благоприобрётеных особенностей конкретного лыжника, и, соответственно, не обеспечивает максимального перформанса. Может это и происки самих сервисменов в целях рекламы своих услуг, но много положительных отзывов от самих лыжников, указывающих, что настройка положения креплений относительно фабричной «метка в метку» позволила им значительно улучшить качество катания. Эффект, конечно, оценивается самим лыжником по собственным ощущениям, но насколько можно им доверять?

Речь здесь и далее будет идти о «стандартных» лыжах, предназначенных для подготовленных склонов. С появление различных «универсалов», да ещё снвбженных рокерами различных типов, когда контактная поверхность может выродится в совсем уж ничего, произодители могут и не ограничиться одной меткой, а поставить несколько, на различные «условия эксплуатации». По крайней мере, две метки на одной лыже - уже не новость.

Известно, что ученые не любят доверять ощущениям, либо, по крайней мере, доводят их до уровня статистической достоверности, т.е. «обрабатывают» так много народу, что не согласиться уже нельзя. Лет 10 тому назад ученые из университета Калгари и уже известного нам по последним событиям университета Зальцбурга решили проверить, а подтверждаются ли ощущения от смещения креплений чем либо более материальным и объективным [3]. Для этого они оснастили лыжи двумя трехкомпонентными датчиками усилий, показания которых записывались в ходе эксперимента, затем переносились на компьютер и обрабатывались со всей научной тщательностью.

Использовались лыжи Atomic 9.26 длиной 198 см и крепления AtomicRace 614. В ходе эксперимента крепления передвигались отностительно нулевой точки (метка в метку) вперед на 7 и 14 мм (знак +) и на столько же назад (знак - ). Ездить на них заставляли четырех подопытных: бывший участник КМ (S1), два бывших участника юниорских сборных (S2 и S3) и один проcто хороший любитель (S4). Все участники ходили симметричную гигантскую трассу в 13 ворот на ровном склоне склоне в 25 градусов на «субмаксимальных» скоростях. По две попытки на каждую позицию креплений. Позиции для каждого участника устанавливались случайным образом и заклеивались непрозрачной лентой, так что участник не мог оценить позицию креплений визуально.

При обработке результатов эксперимента вычислялись действующие силы и моменты по осям локальной системы координат, и всякие статистические соотношения между ними. В самом среднем и общем определено, что для всех участников имеется устойчивый тренд к снижению продольного момента (вокруг оси Y) и момента поперечного (вокруг оси Х ) по мере смещения креплений спереди назад. Остальные параметры устойчивых изменений не проявляют. На картинке ниже для сил слева направо оси Х, Y,Z . Для моментов – Z, Y, X. Интересного в них мало, но они дают представление о величинах реальных сил и моментов, действующих на лыжи.

Интереснее, как влияет на результаты квалификация лыжника. Ниже представлены данные осреднения продольного момента по каждому лыжнику отдельно. В комментариях они не нуждаются.

Не менее наглядны и временные зависимости этого момента по ходу поворота. На картинках ниже по осям абсцисс – время в процентах от среднего времени поворота данного лыжника. Положительные значения момента – это когда лыжник давит на носки лыж . Отрицательные значения – на пятки.

Как видно, наиболее опытный лыжник проще адаптируется к смещениям креплений, - кривые момента у него наиболее схожи между собой по характеру. Далее, с падением квалификации растут разброс и шатания.

От себя хотел бы ещё обратить внимание читателей на пиковое значение момента, развиваемое лыжником 1 в начальной фазе поворота. Оно существенно больше прочих. А так же на то, что у лыжника 4 пиковый момент смещен влево, видимо, за счет «хвоста» в конце поворота. Поскольку разделение поворотов на части производилось математически по смене знака момента по Х, т.е. при перекантовке, то, видимо, лыжник 4 начинал грузить носки лыж ещё до неё.

Представляют интерес также, хоть и зависимые, но дающие представление о реальных величинах, графики смещения точки приложения силы Fvert, в оригинальных обозначениях, которая и создаёт моменты на фигуре 6. Нулевой точкой, видимо, нужно считать метку на лыже.

Дополнительно эксперименты выявили некоторую разницу результатов при поворотах направо и налево, для внешней и для внутренней ноги, но это уже мелочи. В целом по результатам своих экспериментов ученые заключили, что да, эффект от смещения креплений есть и его можно определить приборно (это, собственно, и было задачей исследования). Это указывает на то, что, вероятно, для каждого лыжника существует наиболее комфортное положение креплений, обеспечивающее ему большую управляемость, меньшую утомляемость и ещё целый ряд положительных эмоций. Чем опытней лыжник, тем проще он адаптируется к изменению точки установки креплений. И что целесообразно продолжить исследования в этом направлении более комплексно и более масштабно, с учетом других влияющих факторов как внутренних, т.е. прочих настроек, так и внешних, т.е. условий катания.

Ох, кажется, я сильно погорячился, когда обещал небольшой обзор. А тут, чем дальше в лес… Поставлю-ка я тут

Продолжение следует

Автор: Игорь Изыльметьев
Впервые опубликовано на сайте alpindustria.ru