Соответствие бокового выреза прогибу лыжи. Часть 2

Форма бокового выреза определяет определяет траекторию, по которой идет закантованная, «вжатая в дугу» лыжа. Но то, как именно лыжа ляжет на кант, определяется естественным прогибом лыжи. Первая прикидка по измерениям не выявила соответствия между этими параметрами. В этой заметке хочу поделиться аккуратными измерениями 4-х пар лыж, и довольно ярким результатом. 

Что дает соответствие бокового выреза прогибу лыжи

Для начала напомню, о чем шла речь в первой части. На анимации показано как лыжа под нагрузкой ложится на кант. Лыжа касается склона самыми широкими точками на носке и пятке, затем к середине лыжи прикладывается усилие, которое прогибает лыжу в соответствии с ее характеристиками прогиба. На анимации кант лыжи одновременно целиком касается склона. Понятно, что так может быть только в случае идеального соответствия формы прогиба и формы бокового выреза. Иначе лыжа сначала коснется склона какой-то точкой, а только потом при дальнейшем усилии ляжет на кант целиком.

Типичные величины усилий по такому свободному прогибу до касания склона для слаломной мужской лыжи составляют 20-30 кГ. То есть рассуждения о желательности соответствия форм касаются меньших усилий. Много это или мало, 20 кГ?

По сравнению с весом горнолыжника не много. Во второй половине дуги у вешки еще и перегрузки из-за сложения сил. Даже на глаз видно (см. фото), что на каждую лыжу приложено усилие намного больше чем 20 кГ. Но в дуге есть и другие участки, где давление на лыжи близко к нулю. В начале поворота даже просто надавить на лыжи удается не всегда (подробнее здесь: «Давление на лыжу в первой половине поворота«). Причем это начало поворота с минимальной загрузкой идет сразу после окончания предыдущего поворота с максимальной загрузкой.

Два разных подхода к «соответствию…»

Насколько понимаю, вообще могут быть две концепции в изготовлении лыж и в горнолыжной технике.

Первая, состоит в том, что прогиб лыж и боковой вырез это независимые характеристики. Каждая несет свою функцию, производители могут менять эти характеристики от модели к модели также независимо. Горнолыжник соответственно должен как можно меньше работать с загрузками лыж меньше 20-30 кГ. То есть, если хочешь, чтобы лыжа вела себя предсказуемо, дави в лыжу, причем быстро и решительно. Фазы поворота, где не можешь давить сильно, нужно пролетать, не давя вообще.

Вторая концепция, это как раз согласованность характеристик естественного прогиба лыжи и бокового выреза. Такая концепция ощущается  как «рельсовость», то есть очень хорошая «рулежка» самой лыжи при небольших загрузках. Вполне возможно, что в этой концепции могут быть свои недостатки, поскольку скорее всего лыжа не будет такой верткой, отзывчивой, активной. Но мне (на сейчас) такая «рельсовость» ближе. Кроме того, думаю, что если уж придется на дуге слегка придавить лыжу, то «рельсовая лыжа» пройдет этот участок быстрее.

Эксперимент (измерение прогиба и бокового выреза)

Форму бокового выреза измерял с шагом 1 см вдоль лыжи, а точность поперечных измерений оцениваю в 0.2 мм (подробнее здесь: Лыжи Ogasaka Triun SL 16/17. Часть 2, боковой вырез). Форма бокового выреза жестко определяет форму «расчетного» прогиба лыжи при заданном угле закантовки. Для этого нужно «закрепить» полученную дугу в самых широких частях на носу и пятке и затем «прогнуть» так, чтобы лыжа кантом легла на плоскость. Для этого в Экселе делал преобразование измеренной формы бокового выреза в расчетную форму прогиба при различных углах закантовки.

Затем «расчетную» форму прогиба нужно сравнить с формой свободного прогиба лыжи.

Для этого лыжу закреплял в тех же самых широких частях на носке и пятки, а к области креплений подвешивал груз (подробнее здесь: Лыжи Ogasaka Triun SL 16/17. Часть 3, жесткость и прогиб).  При помощи Фотошопа увеличивал вертикальный масштаб, затем аккуратно переводил кривую прогиба из пикселей в миллиметры.

Нагрузка была различной, от 6 до 30 кГ. Конечно, в отличии от формы бокового выреза, форма свободного прогиба лыжи не такой стабильный параметр. Она может меняться от лыжи к лыже (в зависимости от того, насколько отлажено производство), а также может изменяться в процессе эксплуатации (вначале лыжа может «прикатываться», а в конце срока службы иногда заметно разгибается). Тем не менее предварительные измерения (подробнее здесь: Соответствие бокового выреза прогибу лыжи) показали, что концепция производителя («нужно соответствие или не нужно») все равно видна.

Наконец, нужно попробовать (варьируя угол закантовки) наложить расчетную форму прогиба на измеренную форму свободного прогиба. Если кривые прогибов совпадут, можно говорить о «рельсовости» лыжи, если нет, то должно быть видно, где именно не совпадает.

Еще раз отмечу, что все это важно для загрузки лыжи примерно до 20-30 кГ. Далее, судя по интернет-знаниям, лыжа «вжата» в дугу и реальная форма прогиба лыжи соответствует расчетной, определяемой боковым вырезом. Но до уровня загрузок 20-30 кГ реальная форма прогиба лыжи должна существенно зависеть от формы свободного прогиба.

Результаты (для 4-х разных лыж)

Были измерены четыре слаломные лыжи (длина 165 см) уровня «цех», Атомик 2016 года и Огасака 2015, 2016 и 2017 модельных лет.

Начну с лыж Atomic Redster FIS SL 15/16, по которым в первой части не нашел совпадения при нагрузке 20 кГ.

На графике показаны измеренные прогибы лыж при нагрузках 5.7, 10.6, 17.0, 18.5, 23.4 и 29.8 кГ (не считая веса креплений). На эти кривые в виде анимации накладывается расчетная форма прогиба, определяемая боковым вырезом при углах закантовки соответственно: 20, 34, 46, 49, 56 и 63 градуса. Видно, что сзади (от креплений до пятки лыжи) совпадение есть на всех кривых, а в носовой части лыжи только при минимальной загрузке 5.7 кГ и соотв. угле закантовки 20 град. Да и это совпадение не слишком хорошее. Внизу графика показана лыжа и на ней отмечены участки совпадений. Сзади участок непрерывный, можно говорить о «рельсовости» пятки, но спереди совпадение «фрагментарное», просто иллюстрация пересечения двух кривых. Носовая часть лыжи оказывается заметно мягче, чем это следует из формы бокового выреза. Думаю, что это сделано специально.

Помимо тяготения к концепции №1, отмечу еще один момент, который совсем не связан с рельсовостью и соответствием форм. Атомики прекрасно «втягивают» в поворот. То есть, при закантовке, лыжа сразу начинает поворачивать. У меня были и «другие» лыжи, которые при «просто закантовке» продолжали ехать в том же направлении, а для того, чтобы они стали заворачивать нужно было «наподдать» (в точности как на анимации вначале заметки). Но у Атомиков совсем не так. Думаю, что эта особенность Атомиков связана со специфически подобранной мягкостью лыжи около самой широкой части носка, что вполне может быть не совместимо далее с такой расчетной формой прогиба. В общем, совсем не хочу бросить тень на инженерную мысль авторов лыж Атомик. Отмечу только, что концепции «рельсовый носок» в этой модели лыж нет.

Далее данные трех пар Ogasaka Triun SL модельных лет 15-17.

Как разбирал в отдельных заметках, все эти лыжи разные. У моделей 15 и 16 совпадает форма бокового выреза, но несколько отличается форма прогиба, а «гостья из будущего», лыжа 17 года сильно отличается от этих двух и по форме бокового выреза, и по форме прогиба, и по жесткости.

Так как жесткость и форма прогиба у лыжи Огасака 2015 отличается от Атомик, то при тех же загрузках углы закантовки получаются другими, а именно: 20, 36, 50, 53, 59, 64 градусов (у Атомиков были 20, 34, 46, 49, 56, 63). Совпадение «рельсовости» пятки примерно как у Атомиков, при всех загрузках. Кроме этого почти до угла 50 градусов можно говорить о рельсовости носка, а потом картина становится как у Атомиков, слишком мягкий для такой формы выреза носок.

В Огасаках 16-го года, как было видно из сравнения прогибов, кривая прогиба стала чуть более сбалансированной, носок более жесткий, а пятка более мягкая. Это привело к намного большему соответствию кривых на графике, рельсовость носка остается до углов 53 град и возможно круче, да и совпадение кривых вообще лучше. Так что, нельзя не отметить движение в разработке лыж Огасака именно в эту сторону.

Характеристики лыжи Огасака 2017 года просто удивительны. Совпадение кривых в носовой части просто абсолютное во всем диапазоне. Совпадение в задней части стало чуть хуже, но при этом пятка стала мягче (не сама по себе, а относительно расчетной формы). Здесь явно угадывается концепция более мягкого выхода из поворота, да и вообще, если не в теории, а на практике, то пятка, когда «рулит», загружена гораздо больше, чем 30 кГ.

Меня по-прежнему смущает большая жесткость лыж Огасака 2017 года. Действительно, т.к. вертикальная шкала в миллиметрах, а левая опора во всех графиках совмещена, то разница очень заметна. Эта лыжа гораздо жёстче остальных трех из рассмотренных. Но кроме этого пока сказать ничего нельзя. Вполне возможно, что т.к. с такой разогнанной «рельсовостью» не нужно проскакивать неустойчивые курсовые состояния, то это просто приведет к изменению концепции катания. Но мне было бы спокойнее, если бы жесткость осталась примерно такой же 🙂

(В сезоне 2017 Огасака 2017 была протестирована на снегу. Подробнее здесь: Лыжи Ogasaka Triun SL 16/17. Часть 4, тест на снегу. В целом отзывы соответствуют ожиданиям. Лыжи не кажутся жесткими, а «рельсовость» очень и очень заметна)

Общий вывод радует: соответствие бокового выреза прогибу лыжи все-таки существует!

---

Вадим Никитин

 

 

 

на начало страницы