Геометрия лыж

Геометрия лыж – это форма лыж . По направлению движения передняя часть лыжи, обычно заостренная или закругленная, представляет собой носок, середина — талию, а задняя часть — хвост. У лыж есть четыре аспекта, которые определяют их основные характеристики: длина, ширина, боковой вырез и развал. Лыжи также отличаются более незначительными способами решения определенных нишевых ролей. Например, лыжи для могула намного мягче и поглощают удары от быстрых и резких поворотов, а лыжи для рыхлого снега намного шире, что обеспечивает большее «плавание» на более глубоком и мягком снегу.

Длина и ширина

Длина и ширина лыжи определяют ее общую площадь поверхности, что дает некоторое представление о ее плавучести или способности оставаться на поверхности снега, а не погружаться в него. Беговые лыжи должны быть узкими, чтобы уменьшить сопротивление, и, следовательно, должны быть длинными, чтобы обеспечить необходимую плавучесть. Горные лыжи, как правило, не предназначены для уменьшения сопротивления и, как правило, короче и шире. Лыжи, используемые в скоростном спуске, длиннее, с тонким боковым вырезом, созданы для скорости и широких поворотов. Лыжи для слалома, как и многие лыжи для отдыха, короче и имеют больший боковой вырез, что облегчает более крутые и легкие повороты. Среди лыж для внетрассового катания наблюдается тенденция к использованию более широких лыж, которые лучше плавают по рыхлому снегу. Ширина универсальных и внетрассовых лыж в целом увеличилась с 1990-х годов, когда ширина 85 мм считалась широкой паудерной лыжей. ^{[ 1 ]} С 2010 года и позже многие известные производители лыж продают универсальные лыжи для фрирайда для широкой публики, начиная с диаметра 90 мм и заканчивая 120 мм и более. ^{[ 2 ]}

Советы и хвосты

Носок лыжи часто касается снега и обычно загибается вверх, чтобы ехать по нему. На протяжении большей части истории лыжного спорта кончики были острыми, но появление лыж более широкой формы привело к переходу к более округлым формам.

Хвосты были и часто остаются прямыми. Для катания на лыжах вольным стилем , когда лыжник часто движется задом наперед, обычно используется конструкция «двойной кончик», при которой хвост лыжи закруглен и загнут вверх, как нос, так что лыжа движется одинаково в обоих направлениях.

Одной из особенностей дизайна, которая периодически возвращается, является конструкция «ласточкин хвост», при которой в задней части лыжи вырезается выемка, часто V-образная. Это превращает хвост в два независимых пальца. При повороте со снегом соприкасается только один край лыжи, и в традиционной конструкции лыж это давление вызывает как поворотную, так и скручивающую силу на лыже, заставляя ее распрямляться на снегу и потерять преимущество. Ласточкин хвост позволяет двум кончикам двигаться независимо, уменьшая скручивающую силу и теоретически сохраняя кромку в прочном контакте.

Камбер и рокер

Камбер – это форма лыжи, если смотреть сбоку. Обычно лыжи устроены так, что, когда носок и пятка находятся на земле, поясница находится в воздухе. Без прогиба, когда вес лыжника приходится на талию, вес распределяется на поверхности, ближайшей к стопе, уменьшаясь по длине. Камбер распределяет вес на носки и хвосты лыж, увеличивая площадь поверхности, на которую приходится вес лыжника, и тем самым увеличивая площадь контакта канта лыжи с поверхностью. Эта техника была впервые представлена производителями лыж в Телемарке, Норвегия, и оставалась практически неизменной на протяжении 20 века. ^{[ 3 ]} Когда форма кривой меняется на противоположную, создается профиль, известный как рокер (также называемый обратным или отрицательным развалом). На плоской поверхности рокерная лыжа опирается талией на землю, а носок и хвост поднимаются вверх. приземлились гораздо раньше, чем на лыжах с традиционным изогнутым профилем. ^{[ 4 ]}

Сегодня горные лыжи часто сочетают в себе рокер и камбер. Часто это тонкий изгиб, с естественным изгибом в талии и рокером на кончике и хвосте. В этих конструкциях также часто отсутствует боковой вырез, поскольку их взаимодействие со снегом обеспечивает изогнутую форму, обеспечивающую плавное вращение лыжи. ^{[ 5 ]}

Одним из недостатков параболической формы является то, что она была намного шире на кончике и хвосте, что создавало конструкцию со значительной инерцией вращения . Чтобы компенсировать этот эффект, лыжи стали намного короче, что уменьшило плечо момента . Несмотря на более крупные «лопаты» на носке и хвосте, общая площадь лыж уменьшилась, из-за чего они стали тонуть в мягком снегу. В результате лыжи для рыхлого снега и лыжи для внетрассового катания стали одними из немногих рынков, на которых не используются параболические конструкции. За прошедшие годы появилось несколько лыж, предназначенных для рынка рыхлого снега, в том числе Volant Chubb и другие «лыжи для толстяков» начала и середины 1990-х годов. ^{[ 6 ]}

Фри-лыжник Шейн МакКонки катался на лыжах Elan в 1996 году, но обнаружил, что они утонули в снегу. В качестве эксперимента, чтобы добиться большего «плавания» на снегу, он попробовал установить крепления на водные лыжи, катаясь на лыжах на Аляске. ^{[ 7 ]} Он начал работать с Volant над лыжами, которые сочетали в себе метод производства на основе металла, создавая Volant Huckster на основе алюминия. В 1998 году он тестировал Huckster вместе со своим другом Скоттом Гаффни, который сообщил, что его изогнутые Chubbs катаются на лыжах лучше, чем новые, потому что носочки не тонут в снегу. МакКонки взял эту конструкцию и использовал ее для создания радикального Volant Spatula , похожим на банан, в 2002 году, который отличался не только обратным развалом но и отрицательным радиусом бокового выреза. На твердом снегу лыжи вообще было трудно поворачивать, но в рыхлом снегу носки и хвосты загибались вверх, придавая изогнутую форму, заставляя их резать. МакКонки перешел в K2 Sports и представил аналогичную конструкцию Pontoon примерно в 2006 году. ^{[ 6 ]}

К 2010 году рокерная конструкция стала популярной и начала вытеснять параболические модели на больших горах. К 2012 году переход на конструкцию рокеров уже шел полным ходом, и к 2013/14 году почти все новые лыжи претендуют на роль рокеров. Многие из них смягчили развал и боковой вырез, сделав их более традиционными, что позволяет использовать их как на бездорожье, так и на рыхлом снегу, но сохранили очень широкое основание и другие особенности конструкции рокера. ^{[ 8 ]} Их можно называть любым количеством названий в зависимости от бренда и маркетинга, используя такие термины, как «полный рокер», «универсальный рокер», «гибрид» и другие. ^{[ 9 ]}

Гендерная специфика

Женские лыжи начали появляться в 1980-х годах. По сравнению с мужскими лыжами женские лыжи обычно легче по весу и имеют более короткую длину. ^{[ 10 ]}

Боковой вырез

Боковой вырез — это изящная форма лыжи в форме песочных часов, если смотреть сверху. Лыжи имели боковой вырез еще до 1808 года, когда его изобрели норвежские ремесленники. С тех пор прямые лыжи с параллельными краями используются только в качестве легких беговых лыж и современных лыж для прыжков. В горных лыжах форма бокового выреза с течением десятилетий постепенно становилась глубже. Сегодня глубокие боковые вырезы помогают лыжам проходить короткие и чистые повороты. ^{[ 11 ]}

Многие продавцы лыж позволяют выбирать лыжи по радиусу поворота. Для гоночных слаломных лыж она может составлять всего 12 метров, а для Super-G обычно составляет 33 метра. Боковой вырез — это степень, в которой лыжи или сноуборд уже в талии, чем на кончиках. Это дугообразная кривая, напоминающая песочные часы, которая проходит вдоль кромок лыж от носка до хвоста. Эта кривая определяет, как поворачивают лыжи: чем глубже кривая, тем круче поворот. Более прямые лыжи с меньшим боковым вырезом имеют больший радиус поворота и более устойчивы на высоких скоростях. Радиус бокового выреза — это радиальное измерение кривой, которая соответствует кривизне лыжи внутренней , сноуборда или скиборда . Например, при радиальном боковом вырезе круг определенного радиуса идеально соответствует кривизне бокового выреза. Этот конкретный радиус указан производителем. Однако не обязательно, чтобы радиус был постоянным. Математические функции, такие как парабола или клотоида , часто используются для описания кривизны бокового выреза. Кроме того, несколько радиусов сшиваются вместе в кусочная мода тоже.

Горные лыжи претерпели три явных изменения в дизайне боковых вырезов. Самые ранние лыжи, начиная с 1800-х годов и заканчивая современными образцами конца 1990-х годов, имели очень небольшой боковой вырез, в результате чего лыжи имели почти прямоугольный профиль, если смотреть сверху. Начиная с Elan SCX в 1993 году и очень быстро после этого, в этих конструкциях резко увеличился боковой вырез, конструкция, известная как параболические лыжи , а позже известная как фигурные лыжи . За исключением лыж для соревнований по магнату, профильные лыжи продолжают доминировать везде, где лыжи используются на укатанном снегу или в рыхлом снегу с твердым основанием под ними. После появления в 2003 году модели Volant Spatula, разработанной Шейном МакКонки, «рокерные» лыжи стали популярными на рынке Северной Америки. Европейские лыжники, как правило, по-прежнему придерживались лыж с полным изгибом, предназначенных в первую очередь для резких поворотов.

Сноуборды и лыжи, как правило, имеют гораздо больший боковой вырез, чем горные лыжи, и по конструкции примерно аналогичны параболическим лыжам. Эти конструкции развивались независимо и с самого начала были разработаны для выбора конструкции, обеспечивающей плавные повороты. Раньше горные лыжи основывались на стиле поворотов с заносом, известном как « вынос », который не требовал большого (или какого-либо) бокового выреза, и не экспериментировал с другими конструкциями по мере изменения стилей. Сноубордистам пришлось заново изобретать свое оборудование и технику, и в результате экспериментов они обнаружили, что глубокий боковой вырез лучше всего подходит для катания.

Горные лыжи на протяжении многих лет имели форму беговых лыж, только короче и шире. Эксперименты с более глубокими боковыми вырезами проводились с ограниченным успехом, но гораздо более глубокие боковые вырезы сноубордов привели к дальнейшим экспериментам. В 1993 году Elan SCX представил радикальный дизайн бокового выреза, который значительно улучшил характеристики горных лыж. Другие компании быстро последовали за дизайном Elan SCX, и, оглядываясь назад, стало понятно, что «оказывается, все, что, как мы думали, мы знали в течение сорока лет, было неверным». С тех пор «формованные» лыжи доминируют в дизайне горных лыж. ^{[ 12 ]}

Ранние конструкции лыж

Ранние современные лыжи, сделанные в Телемарке , Норвегия, компанией Sondre Norheim . ^{[ 13 ]} изготавливались вручную из цельного куска твердой древесины и имели относительно скромный боковой вырез примерно от 4 до 5 мм. ^{[ 14 ]} После этого были достигнуты успехи в материалах и конструкции, но с точки зрения формы лыжи 1970-х годов во многом были идентичны лыжам 1800-х годов. ^{[ 14 ]}

В 1939 году Дик Дюрранс заказал на фабрике Тора Гросволда в Денвере кастомные лыжи с боковым вырезом 7 мм, и это стало новым стандартом для слаломных лыж. ^{[ 14 ]} Зимой 1948/49 года Джерри Хайатт и сын Тора Джерри решили поэкспериментировать с еще большими боковыми вырезами. Взяв пару стандартных лыж Rocket из гикори, они вырезали древесину до тех пор, пока не получился боковой вырез толщиной 15 мм. Когда они опробовали их, они обнаружили, что они довольно легко поворачивают в серии закругленных поворотов. Но это считалось дурным тоном в эпоху форштевня Кристи , где хорошим тоном была серия резких J-образных поворотов, и они вдвоем отказались от конструкции. ^{[ 15 ]}

В любом случае, деревянные лыжи той эпохи не обеспечивали крутильную жесткость, необходимую для получения выгоды от бокового выреза, который теперь добавляется. Эксперимент Хайатта и Гросволда потребовал такого глубокого бокового выреза, что поясница имела небольшую вертикальную жесткость, что является еще одной проблемой конструкции. ^{[ 15 ]}

Сноуборды

Радикальных изменений в дизайне не произошло до тех пор, пока в середине 1970-х годов не появились первые современные сноуборды . Поскольку ранее не было проектов, определяющих форму, дизайнерам сноубордов приходилось экспериментировать, чтобы найти правильную компоновку. Burton Backhill 1975 года имел боковой вырез 17 мм, что делало доску очень коротким радиусом поворота. ^{[ 16 ]} Backhill были чрезвычайно низкотехнологичными по сравнению с современными лыжами и состояли в основном из листа фанеры . современных лыж Конструкция торсионной коробки значительно улучшила торсионную жесткость и позволила бы добиться еще большего бокового выреза. Но несмотря на то, что сноуборд продемонстрировал, что современные лыжи могут иметь гораздо более широкие боковые вырезы и что такой боковой вырез приводит к превосходным характеристикам поворотов, из этого развития мало что вышло. Рынок сноубордов игнорировался крупными лыжными компаниями в 1970-х и 80-х годах. ^{[ 17 ]}

В этот период действительно появились эксперименты с немного большим боковым вырезом на лыжах, в том числе Head Yahoo и особенно Atomic Powder Plus. ^{[ 16 ]} Дальнейшее развитие последовало из-за изменений в соревновательном гигантском слаломе , поскольку ворота были раздвинуты дальше друг от друга, что привело к гораздо большему количеству поворотов. K2 ответил выпуском GS Race с боковым вырезом 10 мм, за которым последовало еще несколько подобных конструкций. Несмотря на сообщения о том, что эти лыжи легче поворачивать, они считались специальными моделями, и их конструкция предлагалась только для рынков гонок и спортивных соревнований. ^{[ 16 ]}

Один особенно примечательный эксперимент был проведен в Олине в начале 1980-х годов. В 1984 году один из руководителей Olin спросил дизайнера лыж Фрэнка Митто, можно ли сделать лыжи для начинающих, на которых было бы легче научиться кататься на лыжах. Митто и со-дизайнер Эд Пилпель решили поэкспериментировать с радикальным боковым вырезом, чтобы улучшить повороты. Они разработали лыжу с боковым вырезом 31 мм, но у нее были носки шириной 128 мм, и они не помещались в прессы. Они решили эту проблему, разрезав лыжу пополам в продольном направлении, оставив изгиб только на внутренней кромке, которая обеспечивает поворот. Результатом стала фактически половина последующих параболических проектов. Лыжи были настолько узкими под ногами, что пришлось добавлять дополнительные платформы для крепления креплений. Компания произвела 150 пар для демонстрации на выставке SIA в 1986 году, но никто не купил странный асимметричный дизайн «Альберт». ^{[ 18 ]}

Параболические лыжи

Компанией, которая, наконец, стала движущей силой эволюции дизайна лыж, стала Elan из Словении . Дизайнеры Elan разработали экспериментальную конструкцию с винтами, которые можно было регулировать для создания бокового выреза разной величины, и попросили членов лыжной команды компании опробовать их в разных настройках. Это быстро продемонстрировало, что радикально увеличенный боковой вырез (около 22 мм) явно улучшил характеристики поворота. Последовала серия тестовых лыж, в ходе которых команда Elan сразу же начала одерживать победу за победой в соревнованиях по гигантскому слалому .

В 1993 году несколько лыж Sidecut Extreme или SCX были отправлены в США для испытаний. Результаты студенческого катания на лыжах были потрясающими, и компания начала разрабатывать лыжи специально для тренировочного рынка. К концу года улучшение «параболической» конструкции было очевидно для всех, а SCX была названа «лыжей года» в отраслевой прессе. К 1995 году старые модели распродавались по центам за доллар в специальных корзинах, поскольку лыжники массово обратились к новым моделям. К 1997/98 году конверсия была завершена, и производились только параболические конструкции.

Со временем название этих лыж изменилось. Первоначально дизайнер Юрий Франко назвал их параболическими , но вскоре термин «карвер» стал обычным явлением, поскольку эти лыжи продавались в основном из-за их способности позволять даже новичкам выполнять эффективный резной поворот. К началу 2000-х годов ситуация снова изменилась на лыжи с профилированной формой , поскольку конструкция стала применяться к более широкому спектру типов лыж, а некоторый уровень параболической формы стал универсальным, от тренировочных лыж до лыж для скоростного спуска.

Вариации

Профилированная горная лыжа с относительно небольшим боковым вырезом и классическим прогибом: носок и хвост касаются снега, а средняя часть находится в воздухе.

Разные типы лыж имеют разные боковые вырезы. Лыжи с резкими боковыми вырезами, как правило, делают более быстрые и крутые повороты и имеют меньший радиус поворота. Например, слаломные лыжи чемпионата мира будут иметь очень большой носок (вероятно, около 120 мм), узкую талию (около 60 мм) и большой хвост (немного уже кончика). Утонченная форма этих лыж позволяет им совершать очень быстрые повороты (радиусом от 11 до 14 метров) без заноса. Недостаток выраженного бокового выреза в том, что лыжи будут менее устойчивы на высоких скоростях, предпочитая короткие быстрые повороты. Кроме того, лыжи с резким боковым вырезом будут плохо работать в магнате . Большинство лыж имеют умеренный боковой вырез. Это позволяет выполнять достаточно быстрые повороты (радиус около 17 м на большинстве лыж), сохраняя при этом некоторую стабильность на более высоких скоростях. Другая возможность — очень небольшой боковой вырез. Это обычно встречается на лыжах для гигантского слалома и лыжах для соревнований по могулу. Более прямой боковой вырез позволяет лыжам совершать длинные, быстрые и очень стабильные повороты (радиус около 30 м для гигантского слалома и даже больше для большинства лыж для могула). В лыжах для могула узкая ширина, более прямой боковой вырез и легкий вес позволяют лыжам маневрировать в узких канавках на неровностях. Лыжи для прыжков с трамплина очень широкие и имеют практически параллельные стороны, поскольку прыгун с трамплина больше заботится о сохранении быстрой и прямой траектории, а не о поворотах вообще.

Поскольку конструкции, предназначенные для пороха, становятся все более популярными, начинают появляться некоторые чрезвычайно необычные боковые вырезы. Например, самая широкая точка понтона К2 — это его кончик. Затем он постепенно сужается вплоть до хвоста. Кроме того, некоторые лыжи, такие как Volant Spatula и Goode Scoop, имеют обратный боковой вырез. При обратном боковом вырезе носок и хвост имеют нормальный размер, но лыжа становится очень широкой в талии, что придает ей овальную форму. Считается, что эти конструкции обеспечивают максимальную проходимость в очень глубоком рыхлом снегу, но бесполезны на жестком снегу. Однако большинство людей предпочитают традиционные боковые вырезы, даже в порошке.

Ссылки

^ «Катайтесь на лыжах по всей горе», Делорье, Эрик; Делорье, Роб Опубликовано Mountain Sports Press (2002). ISBN 0971774838 , с. 16
^ «Победители лыжных тестов по фрирайду 2016» . Телеграф . 4 февраля 2016 г.
^ Сет Масиа, «Вехи и обходные пути в дизайне лыж» , журнал Skiing Heritage Journal , март 2004 г., стр. 18-19
^ REI, «Понимание лыжного рокера» , REI
^ «Объяснение рокера для лыж» . РЕЙ . Проверено 19 июля 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Артту Муукконен (перевод Янне Ниини), «История рокерских лыж» , интервью с Шейном МакКонки, 1 апреля 2009 г.
^ "Шейн МакКонки навсегда изменил катание на лыжах по порошку"
↑ Майк Роган, «Понимающий рокер» , Ski , 27 августа 2012 г.
^ "Объяснение рокера для лыж" , REI
^ Броуди, Берн (2020) «Нужны ли женщинам женские лыжи?» на GearJunkie.com
^ Масия, Сет. «ЭВОЛЮЦИЯ ФОРМЫ ЛЫЖ» . Проверено 19 июля 2014 г.
^ Сет Масиа, «Эволюция формы современных лыж» , журнал Skiing Heritage Journal , сентябрь 2005 г., стр. 33–37
^ Масия 2004 , с. 18.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Масия 2005 , с. 33.
^ Jump up to: ^а ^б Масия 2005 , с. 35.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Масия 2005 , с. 34.
^ Джеффри Ковелл и Фредерик Ингрэм, «Корпорация Бертон» , Справочник историй компаний Гейла
^ Масия 2005 , с. 36.

Внешние ссылки

Урок физики о форме поворота и геометрии бокового выреза от Donek Snowboards

[1] «Катайтесь на лыжах по всей горе», Делорье, Эрик; Делорье, Роб Опубликовано Mountain Sports Press (2002). ISBN 0971774838 , с. 16

[2] «Победители лыжных тестов по фрирайду 2016» . Телеграф . 4 февраля 2016 г.

[seth-3] Сет Масиа, «Вехи и обходные пути в дизайне лыж» , журнал Skiing Heritage Journal , март 2004 г., стр. 18-19

[rei-4] REI, «Понимание лыжного рокера» , REI

[5] «Объяснение рокера для лыж» . РЕЙ . Проверено 19 июля 2014 г.

[rocker-6] Jump up to: ^а ^б Артту Муукконен (перевод Янне Ниини), «История рокерских лыж» , интервью с Шейном МакКонки, 1 апреля 2009 г.

[7] "Шейн МакКонки навсегда изменил катание на лыжах по порошку"

[8] Майк Роган, «Понимающий рокер» , Ski , 27 августа 2012 г.

[9] "Объяснение рокера для лыж" , REI

[10] Броуди, Берн (2020) «Нужны ли женщинам женские лыжи?» на GearJunkie.com

[11] Масия, Сет. «ЭВОЛЮЦИЯ ФОРМЫ ЛЫЖ» . Проверено 19 июля 2014 г.

[12] Сет Масиа, «Эволюция формы современных лыж» , журнал Skiing Heritage Journal , сентябрь 2005 г., стр. 33–37

[FOOTNOTEMasia200418-13] Масия 2004 , с. 18.

[FOOTNOTEMasia200533-14] Jump up to: ^а ^б ^с Масия 2005 , с. 33.

[FOOTNOTEMasia200535-15] Jump up to: ^а ^б Масия 2005 , с. 35.

[FOOTNOTEMasia200534-16] Jump up to: ^а ^б ^с Масия 2005 , с. 34.

[17] Джеффри Ковелл и Фредерик Ингрэм, «Корпорация Бертон» , Справочник историй компаний Гейла

[FOOTNOTEMasia200536-18] Масия 2005 , с. 36.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]