Архив по тематике | "Техника"

Еще раз (снова и снова) о технике

Теги: , ,


На эту тему в современном мире уже написано очень много различной литературы. Книги, методики, отдельные статьи, с фотографиями, схемами движения и движущих сил, эпюрами приложения сил в движении лыжника,… В этом многообразии литературы всегда можно найти рекомендации и помощь при совершенствовании собственной горнолыжной техники всем от новичков, впервые встающих на лыжи, до мастеров спорта и экспертов горнолыжного спуска. Всегда можно найти наиболее понятную для себя методику обучения. Кто ищет, тот найдет.

Попытаемся вкратце разобраться с преимуществами старого классического стиля катания и современного карвинга, а также сформулировать основные моментыпри освоении карвингового стиля катания.

Не так давно мне попалась хорошая, относительно современная книга Марка Эллинга (Mark Elling) «The allmountain skier – The way to Expert skiing» в переводе под ред. С.Шикова и Г.Дубенецкого — где подробно и понятно обрисованы направления и пути совершенствования техники горнолыжника-любителя. Около 200 страниц текста, в которых разложены по полочкам особенности каждого шага в технике катания, каждого элемента движений лыжника. Книга не ставит перед собой задачу спортивного тренера – научить выжимать доли секунд от старта до финиша трассы соревнований. Книга помогает лыжнику-любителю среднего уровня подняться до эксперта-универсала, владеющего техникой спусков на лыжах по любому склону (естественно при наличии снежного покрова).

При этом далеко не всегда и не везде возможно применение скоростного современного стиля — КАРВИНГ. Во многих случаях на склонах с не очень подготовленными трассами, а то и совсем без ухоженных трасс применение уже старого, но по прежнему надежного поворота-торможения с опорой на укол палкой, так называемый классический стиль, который на современных укороченных и приталенных лыжах выполняется проще, чем раньше, с меньшими усилиями дает более полезные и интересные результаты, чем карвинг на неровной трассе. Правы, все-таки, те инструктора, которые обучают сначала универсальной технике туриста-горнолыжника «просто кататься», через плуг, поворот из упора, владение соскальзываниями приходя к освоению того самого классического поворота-торможения с упором на укол палкой. Замечу, что у этого поворота даже на старых длинных лыжах существует очень много вариантов исполнения в зависимости от состояния склона, состояния лыжника, его настроения, от предпочтений в технике катания лыжника,… .

Эта классическая техника позволяет наиболее естествено и безопасно использовать для спусков любые горные склоны, но, конечно, в соответствии с физической и технической подготовленностью лыжника, с оглядкой на его моральную готовность. Обратите внимание: использовать не горнолыжные трассы, а именно горные склоны. Классическая техника катания заставляет также уметь работать палками при спусках, что бывает очень полезно и необходимо на сложных склонах. Новые современные лыжи дают на основе поворотов этого типа действительно универсальное, всепогодное надежное катание, тем более, что для любого снежного покрова сейчас можно подобрать свою, наиболее подходящую геометрию лыж.

Новая лыжная геометрия – карвинговая геометрия, в отличие от старой – классической, сделала гораздо более доступной технику, получившую название «КАРВИНГ». Если раньше, на длинных лыжах, подобие карвинга применялось, в основном, спортсменами, требовало для исполнения высоких скоростей и усилий и достигалось импульсом силы, возникающим сразу после перекантовки лыж в начале поворота и продавливающим лыжи в дугу исполняемого поворота. Лыжи становились как-бы более приталенными и «писали» болеее крутую, но дугу поворота. Чем выше скорости, тем большие центробежные силы действуют при изменении направления движения и тем легче прогнуть лыжи в дугу поворота. Новые же лыжи имеют дугу на своей боковой поверхности и надо «только» правильно задать направление движения и угол закантовки лыж. Считая целью хорошего горнолыжного скольжения плавную ровную дугу поворота, по следам на горнолыжных трассах видим, что на новых лыжах у большинства катающихся это получается гораздо лучше, чем 20-30 лет назад. Другими словами, если раньше склоны были беспорядочно изрезаны следами катания, то сейчас очень четко заметна дугообразность следов поворотов и склон похож на лист бумаги, изрисованный синусоидами (это такая довольно красивая волнистая кривая из школьной математики).

Как же добиться этой самой плавной дуги при катании? Возьму на себя смелость огласить несколько основных моментов, которые могут помочь при освоении карвингового катания лыжниками уже владеющими техникой спусков на «параллельных» лыжах при помощи бокового проскальзывания.

Первое. При выполнении поворота постараться, научиться, заставить себя,… перекантовать лыжи, т.е. поставить их на нижний, по отношению к склону, кант, до прохождения линии склона. (Линия склона – это направление стока воды в данном месте склона). Таким образом сам поворот, сама смена направления движения – прохождение через линию склона — будет проходить на кантах внутренних к совершаемому повороту и до смены направления движения Вы держитесь на лыжах, на траектории движения за счет сил инерции, за счет возрастающих центробежных сил поворота, так как Ваш вес уже находится внутри будущей дуги поворота. Выполните этот момент сначала хоть чуть-чуть, но до прохождения линии склона. Далее интервал между перекантовкой и преодолением линии склона будет возрастать и дуга поворота будет принимать все более правильный плавный вид. Плоскость скользящей поверхности лыж держим при этом перпендикулярно голени, которая займет положение сбоку от корпуса лыжника (угловое, винто-угловое положение).

Второй важный момент. После перекантовки плавно увеличиваем давление веса тела на носок лыжи. (См. примечание) Тем самым не даем лыжам срываться с резаного скольжения на кантах. На нежестких туристических трассах для получения требуемого результата, т.е. ведения лыж без бокового проскальзывания достаточно совсем небольших скоростей, но все-таки надо ехать, а не ползти на лыжах. При ведении лыж по дуге без проскальзывания чувствуем, как за счет своей приталенности лыжи уносят Ваше туловище в дугу поворота. При этом не надо торопить лыжу, т.е. передавливать носок, иначе с дуги соскользнет задник лыж и Вы снова в боковом соскальзывании. Не надо бояться небольшого увеличения скорости при прохождении лыжами линии скатывания воды.

Третий момент. Заканчиваем ведение дуги поворота небольшим увеличением давления на задники лыж, не давая тем самым лыжам «сбросить пятки», т.е. уйти в боковое соскальзывание. Ведем дугу до получения дыжами комфортной скорости и плавно переходим к первому пункту, т.е. подаем корпус вперед до возникновения «передней» стойки и чуть-чуть внутрь следующего поворота. Лыжи при этом переходят через плоское незакантованное состояние постепенно становясь на другой кант.

Не ставлю целью научить, но пробуя и контролируя себя при спусках в перечисленных моментах все начнет получаться, а владение несколькими основными моментами на которые стоит обращать внимание при освоении современных горнолыжных техник поможет ускорить Ваш успех.

А. Балуев – горнолыжник, инcтруктор

Примечание редактора: чтобы перекантовать лыжи и перенести вес тела вперед (загрузить переднюю часть лыжи) нужно перенести корпус — наклониться через лыжи вперед-вниз (перецентроваться, перебалансироваться — термины, встречающиеся в различной литературе и материалах интернет). А в этом хорошую помощь окажет своевременный укол палкой.

Контрвращения в современном слаломе и гиганте

Теги: , , ,


Контрвращения были и есть.

r1

r1

Контрвращения ныне не в чести. Складывается впечатление, что этот технический прием считают анахронизмом, пережитком далекого горнолыжного прошлого, когда горнолыжникам акцентированные контрвращения верхней части тела были просто необходимы, чтобы «провернуть» лыжи в крутых, по тогдашним меркам, поворотах и чтобы «отвернуться» от объезжаемого флага (Рис.1). Более того, кадры с утрированным винто-угловым положением (оно как раз и появлялось в результате сильных контрвращений туловища с дополнительным скручиванием плеч и рук наружу поворотов) порою служат иллюстрацией различий современной и старой техники. Различия, конечно, имеются и очень серьезные. Но это вовсе не означает, что в современных горных лыжах, которые идут в поворот как бы сами по себе, контрвращений совсем нет или они бесполезны.

Мы считаем, что контрвращения (не столь акцентированные, как в горнолыжной древности) используются в современном слаломе и в гиганте очень часто.

r2

r2

Разве положение плеч, туловища и вся поза знаменитых Джордже Рокка и Дидье Куша на рисунках 2 и 3 не напоминает то самое, «поросшее мхом», «древнее» винто-угловое положение в исполнении великого Жана Клода Килли (Рис.1)? Действительно, на Рис. 2 и 3 плечи, грудь и плечи у наших современников развернуты – «скручены» — наружу поворота, а туловище и ноги создают выраженное угловое положение. А возникает эти характерные позы в результате движений, которые по физической сути являются контрвращениями. Как и у великого француза. Кстати, «вживую» и в динамике на видео нынешние контрвращения действительно не слишком заметны. Иное дело на отдельных кадрах. Например, у знаменитых Дж.Рокка и Д.Куша торс, плечи и руки развернуты наружу поворота не меньше, чем у Ж.К.Килли — относительно направления движения лыж градусов на 30. Понятно, что столь значительный разворот туловища у наших современников не может быть случайным, что он требует и специальных усилий и координации. Т.е. контрвращения в современном слаломе и гиганте имеются.

О контрвращениях вообще.

r3

r3

В принципе, любые достаточно большие и/или быстрые и/или расположенные «далеко от центра массы» части тела своими движениями в любых направлениях способны создавать моменты инерции, влияющие на баланс сил в системе «лыжник-склон». Но в рамках данной статьи нас интересуют вращательные движения верхних частей тела, направленные в сторону, противоположную вращению лыж в повороте. Будем их называть просто – «контрвращения». Если добавить немного геометрии, то «контрвращения» происходят в плоскости параллельной склону. Очевидно, что в контрвращениях наиболее эффективны движения туловища с плечами (самые тяжелые) и рук (самые подвижные и далекие от центра массы лыжника).

В чем смысл и польза контрвращений.
Именно вследствие движений контрвращения у лыжников появляется, казалось бы, «архаичное» (а на самом деле необходимое) угловое или (реже) винто-угловое положение, при которых туловище к окончанию поворотов развернуто и наклонено в сторону поворотов следующих. Благодаря этим двум положениям тела лыжники легче, быстрее и ловчее начинают «новый» поворот. Ведь туловище уже наклонено и развернуто в нужную сторону.

Кроме того, мы предполагаем, что движение «контрвращения» ослабляет давление лыж на снег, тем самым, облегчая их ведение по дуге в самой нагруженной части поворота – возле и ниже огибаемого флага. Причина такого эффекта контрвращений состоит в уменьшении массы и моментов инерции частей тела, которые лыжам приходится вращать в повороте. В результате потери энергии, затрачиваемой на вращение лыжника в плоскости склона (то есть на те самые повороты «влево — вправо»), становятся меньше. Только представим – за короткое время слаломных поворотов (обычно, менее секунды) лыжи должны повернуть сами и повернуть тело лыжника, с ботинками, из одного крайнего положения в другое. Для поворотов на 90 градусов это «45 градусов влево + 45 градусов вправо».

Вполне очевидно, что вращения лыжника в плоскости склона появляются вследствие действия приложенной к лыжам «вращающей силы», что, в свою очередь, непременно увеличивает сопротивление снега. Величину «вращающей» силы можно почувствовать мысленно: на вращающемся стуле укрепим пару лыж, а на них — четыре 20-ти килограммовых блина от штанги (имитация спортсмена весом 80 кг); далее, держась за носки лыж, станем вращать блины на 90 градусов за 1 сек влево – за 1 сек вправо. Думаем, что мысленному экспериментатору усилие, необходимое для такого вращения, покажется весьма существенным. По сугубо прикидочным с множеством допущений расчетам в отсутствие контрвращений (т.е. у абсолютно «деревянного» лыжника) в крутом быстром слаломном повороте на переднюю часть обеих лыж действует «вращающая» сила, достигающая 5 кг и более. Чтобы навскидку понять, много это или мало, проведем другой мысленный эксперимент: распределим на передних частях обеих лыж (ближе к носкам) дополнительный груз по 2,5 кг и представим, увеличится ли сопротивление снега движению лыжи вперед при такой дополнительной нагрузке. Ответ очевиден.

В гиганте, в сравнении со слаломом, угловая скорость вращений лыж в плоскости склона раза в полтора меньше, но, мы полагаем, она все равно существенна.

Обратим внимание, что сила, вращающая лыжи и лыжника в плоскости склона, по очевидным причинам прикладывается более всего к области носков, на которые (при резаном ведении) и без того приходится очень большая доля сопротивления снега. Контрвращения верхней части тела заметно, вероятно, раза в два, уменьшают массу частей тела, вращаемых лыжами в поворотах, во столько же раз ослабляя «прибавку» сопротивления снега, вызванную упомянутой «вращающей» силой.

Старые и современные контрвращения. Мы полагаем, что ныне: 1) контрвращения стали лаконичнее; 2) в слаломных поворотах используются позднее, не возле, а, как правило, уже после проезда огибаемого флага; 3) вследствие большего наклона лыжников внутрь поворотов (в сравнении с поворотами на классике) направление «правильных», или эффективных, «контрвращений» изменилось.

До появления в слаломе качающихся вешек одной из причин применения акцентированных контрвращений было то, что лыжники, «отворачиваясь» наружу поворотов, могли проехать трассу ближе к огибаемым флагам. Но когда появились качающиеся вешки на слаломных трассах даже на лыжах старой геометрии контрвращения стали больше напоминать современные. То есть скручивание плеч и груди наружу поворотов заметно уменьшились. Ведь необходимость «отворачиваться» от флага отпала. Более того, в современном слаломе при проезде огибаемых флагов (т.е. в середине поворотов) использование акцентированных контрвращений стало просто невыгодным и контрвращения, в целом, сместились ближе к фазе сопряжения. Как, например, у Джордже Рокки на Рис.2 мы видим выраженное угловое положение в самом окончании поворота. А вот в гиганте «отворот» возле огибаемого флага по-прежнему остается выгодным. И действительно на Рис.3 Дидье Куша проходит огибаемый флаг в выраженной угло-винтовой позе.

Также во времена Жана Клода Килли активные контрвращательные движения верхней части туловища и рук, как мы упоминали, были нужны, чтобы облегчить вращение лыж в наиболее искривленных частях поворотов (подходящее выражение – чтобы «провернуть» лыжи). Причем такой «проворот» лыж был возможным и полезным лишь при меньших углах наклона тела (крена). Именно это позволяло «проворачивать» лыжи в снегу и такой «проворот» лыж, чаще всего, сопровождался сносом их задников.

Сейчас в слаломе и гиганте геометрия лыж и прочность снежного покрытия склонов таковы, что спортсмены могут делать крутые повороты на более высоких скоростях, ранее недостижимых. В результате максимальные углы закантовки лыж и наклона тела внутрь поворотов (крен) заметно выросли. Из-за этого стала заметней разница в направлении эффективных контрвращений при сильных и слабых наклонах тела (крена) лыжников внутрь поворотов.

Контрвращения 1 и 2 типов. Граница между обоими типами контрвращений довольно условна. Когда наклон лыжника внутрь поворота (крен) не слишком велик, далек от предельных углов наклона, наиболее эффективны контрвращения, при которых верхние части тела (туловище, плечи, руки) разворачиваются, как бы скручиваются наружу поворота. Подобно тому, как это делают лыжники на Рис. 1 и 2. Назовем такое движение «контрвращением» 1 типа. Но вот когда лыжник сильно наклонен внутрь поворота к «развороту наружу» добавляется движение наклона туловища, плеч и рук вперед и вниз, к носкам лыж (контрвращение 2 типа, встречается почти только в гиганте).

r4

r4

Действительно, присмотревшись к поворотам гиганта в исполнении мастеров, можно видеть, как в начале поворотов, во время заклона, лыжники едут с относительно выпрямленным туловищем. А затем у огибаемого флага или после него они очень нередко сочетают относительно небольшой разворот груди и плеч наружу (подобно тому, как это делает Д.Куш на Рис.3) с наклоном всего туловища (торса) вперед и вниз. Это прекрасно видно на Рис.4 (на нем приведена раскадровка поворота гиганта в исполнении знаменитого Бенджамина Райха из фото галереи Грега Гуршмана на сайте Youcanski.com). В сумме получается движение отчасти близкое к движению внутренним плечом к носку наружной лыжи. И вполне понятно, почему такое суммарное контрвращение (1 + 2 типы) эффективнее при больших наклонах лыжника в крутых поворотах. Ведь именно такое движение направлено в сторону, противоположную вращению лыж в повороте. Что и обеспечивает некоторую инерционную разгрузку носков лыж. Доля контрвращения 2 типа в суммарном контрвращении становятся больше по мере увеличения наклона лыжника внутрь поворотов.

Могут возразить, что в гиганте такое суммарное контрвращение – это как бы «нырок» под огибаемый флаг, чтобы провести лыжи и центр массы по более выгодной траектории. Несомненно, критик прав. Отчасти. Ведь физически подобные движения все равно производят эффект контрвращений. У описываемых движений есть и другие — очень важные — смыслы, которые, чтобы не растекаться мыслью по древу, мы в настоящей работе не разбираем.

А достаточны ли современные контрвращения для существенного влияния на прохождение поворотов? Ведь в нынешних горных лыжах угловая амплитуда контрвращений обоих типов все-таки относительно невелика и при удачном прохождении поворота верхняя часть тела вряд ли «контрвращается» более чем на 20 – 30 градусов. Для ответа вспомним, что масса верхней части туловища велика, а время контвращения мало (в гиганте длительность фазы, в которой оно происходит, как мы считаем, не продолжительнее 0,3 – 0,4 сек, а в слаломе и того меньше). Мы вчерне оценили величину разгрузки лыж в контрвращении 2 типа: стоя на весах, сымитировали нырок под флаг; у нас получилась разгрузка порядка 10% веса. Поэтому мы предполагаем, что при внешней малозаметности контрвращения 2 типа инерционная разгрузка носков лыж может оказаться пусть и не слишком большой, но существенной.

Возникает вопрос, полезна ли для скорости на трассе разгрузка носков, возникающая в результате контрвращений? Ведь недозагрузка носков лыжи приводит к тому, что лыжи, даже сильно закантованные, «склонны» ехать прямо. Мы полагаем, что частичная разгрузка носков контрвращением может быть полезна и дело заключается в величине общего давления на носки. Ведь в крутых поворотах возле огибаемых флагов лыжи и без того сильно нагружены. Поэтому чаще всего (конечно, не всегда) в этих зонах поворотов контрвращение позволяет ослабить загрузку носков и сопротивление снега без уменьшения кривизны дуги. Кроме того, не разбирая детально, добавим, что контрвращение, производимое именно в плоскости, параллельной склону, в первом приближении не уменьшает ни силу «давления в склон», ни глубину следа и, следовательно, не влияет на врезание носков в снег и кривизну траектории лыж. Представление о том, как это происходит и о силах, действующих на лыжу, можно частично составить из нашей статьи на этом сайте, посвященной следам лыж.

Частично повторим сказанное выше. В слаломе обычны контрвращения 1 типа: их можно увидеть, чаще всего, после прохождения флага, ближе к концу поворотов (как на Рис.2). А в гиганте контрвращения обоих типов, как правило, сочетаются и они нередки уже в середине поворотов, в зоне огибаемых флагов (Рис.3 и 4). Но и в гиганте контрвращения 1 типа эффективнее ближе к фазе сопряжения, а контрвращения 2 типа — в зоне огибаемых флагов (где наклон лыжников внутрь поворота наиболее велик).

Пассивные и активные контрвращения. Разделение условное и нам самим во многом непонятное. Но разница, несомненно, существует. В пассивных контрвращениях угловая скорость поворота верхних частей тела меньше, чем у лыж и ног, а угловое или винто-угловое положение появляются не по причине нарочитого разворота торса, плеч и рук наружу поворота. При этом мы считаем, что пассивные контрвращения выполняются правильнее, когда спортсмены ощущают, что лыжи идут в поворот быстрее верхних частей тела. Трудно сказать, чем это обусловлено. Вероятно, дело в рефлекторных механизмах координации движений лыжника.

Известное, старое как горнолыжный мир, инструкторское наставление – «грудь все время смотрит в долину» — справедливо, отчасти, и в современном слаломе и гиганте. Правда, из него вовсе не следует, что нужно разворачивать над лыжами эту самую грудь наружу поворота. Как раз наоборот, лучше, когда ноги и лыжи и лыжи поворачивают под верхней частью тела.

В активном контвращении лыжник сам подталкивает лыжи в поворот энергичным нарочитым противодвижением верхних частей тела. Активное контрвращение также вовсе не анахронизм и встречается нередко. В частности, когда при тех или иных дефектах ведения лыж нужно экстренно «провернуть» лыжи (или, наукообразно выражаясь, скорректировать траекторию). В таких случаях лыжники используют данный технический прием интуитивно, безо всякой теории. Но с пользой. Контрвращения 2 типа, вероятно, следует отнести скорее к активным, чем к пассивным.

Аргумент против. Приходилось слышать решительные слова, что, мол, контрвращения недопустимы, так как «запирают» движение лыж и лыжника по дуге поворота, тем самым, ухудшая выполнение последнего. Согласимся, такое вполне вероятно — когда движение контрвращения слишком велико и начинается слишком рано.

Заключение. Изложенное нами нельзя считать доказанным. Тем более, что мы разобрали вопрос вчерне и далеко не полно. Например, остался не разобранным интересный и важный вопрос, какие движения ног (именно ног) вызывают контрвращения верхних частей тела. В любом случае, в современном гиганте и слаломе движения, являющиеся по физической сути контрвращениями, существуют. Явно или не очень. И даже используются. Следует ли выделять контрвращения как специальный технический прием, который тренерам нужно знать и помнить, а спортсменам тренировать? Мы полагаем, что скорее да, чем нет. Во всяком случае, контрвращения на кое-что в повороте влияют, а их отсутствие не делает прохождение поворотов более совершенным. Вспомним хотя бы упомянутого выше «деревянного» лыжника. И есть основания думать, что это влияние на скорость лыжников довольно существенно. Поэтому понимание механики контрвращений может оказаться полезным и тренерам и спортсменам.

Александр Гай

Горные лыжи: следы на снегу

Теги: , ,


В данной статье мы изложили некоторые «теоретические» (не побоимся этого ужасного слова) представления о том, как след появляется, о его структуре, сопротивлении снега, об особенностях разных следов, а также о других существенных для темы вопросах.

Примем как аксиому, что характеристики следа лыж отражают качество их ведения, зависят от особенностей снега, склона, самих лыж, техники спортсмена и меняются по ходу поворота.

Силы, образующие след (очень упрощенно; на удачности и окончательности терминов не настаиваем). Сила, с которой лыжник давит на склон (сила давления на склон), может быть разложена на силу давления в склон (направлена на склон перпендикулярно) и силу сноса (действует в плоскости склона). Если соотнести указанные силы с площадью контакта лыжи со снегом, то получим удельные показатели: «давление на склон», «давление в склон», «давление сноса» (Рис.1). Понятно, что степень деформации снега определяется именно удельными показателями. Деформация увеличивается до тех пор, пока силы реакции со стороны снега не уравновесят силы, действующие со стороны лыжника.

ris-1

ris-1

Основные типы следов. По нашему мнению, в современном слаломе и гиганте даже на протяжении одного поворота, особенно если он скоростной, крутой, да на леденистом склоне, можно увидеть все основные типы следов. Среди следов мы выделяем следующие типы. Это следы: 1) плоского ведения (плоские); 2) резаные (чисто резаные); 3) резаные с продавливанием (полурезаные); 4) сноса; 5) срыва.

Первые четыре типа следов имеют такое общее свойство — при их формировании лыжи не отрываются от склона (следы: без разрыва, непрерывного ведения, непрерывные). А вот следы срыва лыжи, которые в гиганте и даже слаломе на жестких склона появляются с очень большой вероятностью, характеризуются отрывом лыж от снега. Это следы срыва, ведения с разрывом, прерывистые следы и т.п.. Очевидно, чем больше скорость лыжника, жесткость и неровность склона, тем сильнее и чаще лыжи отрываются от снега.

От чего зависит глубина следа лыжи? Вопрос существенный, ведь от глубины следа зависят сопротивление снега движению лыж вперед и «хватка» кантов. Мы полагаем, что глубина следа определяется, в первом приближении, давлением лыжи «в склон». Этот, для нас очевидный факт, означает, что когда нет давления лыжи в склон – кант в снег не врезается.

В свою очередь, давление лыжи в склон является суммой двух однонаправленных составляющих. Первая и, чаще всего, самая значительная – «статическое давление в склон», «получается» из разложения силы тяжести и зависит только от крутизны склона в данной точке поворота. Геометрически очевидно, что на крутых склонах статическое давление лыж в склон меньше, чем на пологих. Например, на склоне крутизной 40 град оно приблизительно на 20% слабее, чем на склоне крутизной 10 град (а на отвесном склоне – статического давления лыж в склон просто нет).

Вторая составляющая – «динамическое давление в склон» возникает при ускорениях ЦМ лыжника в перпендикулярном склону направлении или, что то же самое, на неровностях склона. Динамическое и статическое давление лыжи в склон суммируются — складываются или вычитаются. Из самого факта наличия динамического давления в склон имеется важное практическое следствие – в нужном месте поворота можно увеличивать или уменьшать хватку кантов, меняя динамическую составляющую давления лыжи в склон. Но обратим внимание на другой, вполне очевидный факт, который кому-то может показаться неверным, что глубина врезания лыж в снег не связана прямо с величиной центробежной силы.

Кроме того, глубина следа во многом определяется углом закантовки лыжи (то есть, по сути, тем же самым давлением в склон). Действительно, лыжа, поставленная плоско, имеет наибольшую площадь контакта со снегом и поэтому оставляет след наименьшей глубины. Но по мере увеличения угла закантовки площадь начального контакта лыжи со снегом уменьшается, а начальное давление лыжи на склон и глубина следа, естественно, увеличиваются. Но до некоторого предела. Предел угла закантовки, после которого глубина следа перестает расти и затем становится меньше, зависит от строения и наклона боковой стенки лыжи и «скользячкой». Если угол между ними равен 900, то, при прочих равных условиях, самый глубокий след должен быть при закантовке на 45 град. А если указанный угол равен 70 град, то след наиболее глубок при закантовке на 55 град. Следовательно, хватка кантов наиболее надежна при углах закантовки лыжи в 45 – 55 град, но по мере увеличения закантовки становится меньше. Но это в принципе.

Обратим внимание на геометрически очевидную зависимость: поперечное сечение следа лыжи, закантованной на углы порядка 45 — 55 град, теоретически увеличивается приблизительно пропорционально квадрату глубины следа.

Из этой – повторимся, очевидной зависимости – имеются два, на наш взгляд, интересных следствия, имеющих оттенок практичности.
Первое следствие. Так как глубина следа является фактическим показателем степени деформации снега, то можно с уверенностью считать, что продольное сопротивление снега (сопротивление снега движению лыжи вперед) при ее закантовке на эти самые 45 – 55 град увеличивается приблизительно пропорционально квадрату глубины следа (в реальности — немного менее). А вот у лыжи, «недо-» или «перезакантованной», тем более, поставленной плоско, зависимость «продольного» сопротивления снега от глубины следа ближе к прямо пропорциональной (или возле того). Это означает, что лыжа испытывает наибольшее продольное сопротивление снега – при прочих равных условиях! — при закантовке порядка 45 – 55 град.

Второе следствие. При опоре в повороте на обе лыжи, закантованные на угол порядка 45 – 55 град и при более или менее равномерном распределении нагрузки между ними (при прочих равных), сопротивление снега движению лыжника вперед (продольное сопротивление лыж) теоретически раза в 2 меньше, чем в случае опоры на одну лыжу. То есть при указанных углах закантовки по соображениям минимизации продольного сопротивления снега выгоднее ехать, опираясь (одинаково сильно) на два канта. А вот хватка кантов – «теоретически» — одинакова, что при езде на одной лыже, что на двух.

Структура идеального следа. Мы полагаем, что во всех, даже в сильно различающихся по внешнему виду следах лыж, можно выделить сходные элементы структуры (Рис.2).

ris-2

ris-2

В срезе следа закантованной лыжи мы выделяем: 1) ложе следа с двумя скосами: более плотным и гладким наружным, или «рабочим», являющимся отпечатком «скользячки», и внутренним; 2) непрочный бортик выдавленного снега по наружному краю наружного скоса; 3) слой сметенного наружу рыхлого снега. Обычно после проезда лыжи некоторое количество снега обсыпается со скосов следа на дно следа, маскируя его истинное строение.

Как образуется след лыжи. В формировании следа лыж наибольшее значение имеет уплотнение снега (или сминание) вследствие его пластической деформации давлением лыжи. Отметим, что снежное покрытие современного спортивного склона, чаще всего, весьма жесткое, порою леденистое, обладает свойствами и пластичности и хрупкости. «Давление сноса» (Рис.1) сминает снег под лыжей до некоторого предела, по достижении которого происходит хрупкое разрушение снега (как бы скалывание). При любой деформации основное направление перемещения частичек снега – в глубь склона перпендикулярно контактирующей со снегом поверхности лыжи. Важное обстоятельство – лыжа при ведении (особенно резаном) сминает снег не только скользячкой, но и боковой поверхностью (Рис.2).

Сминаясь под скользячкой, некоторое количество снега выдавливается на поверхность склона, образуя по наружному краю следа неровный валик непрочного снега (Рис.2). Процесс выдавливания приводит к тому, что прочность верхней части наружного ската следа части гораздо меньше, чем в нижней части, т.е. в области канта.
Выдавленный рыхлый снег, а также менее прочные поверхностные слои снега в следе лыж могут подвергаться сносу. Как правило, частички снега сильнее всего сносятся наружу поворота задниками лыж. Такие красивые снежные шлейфы, вырывающиеся из-под лыж, быстро едущих по сухому склону – проявление сноса снега.

Кажется интересным, что след лыжи образуется не мгновенно, а после проезда всей или почти всей ее длины. Для образования следа в слаломе и гиганте необходимо вполне ощутимое время, порядка 0,07 — 0,15 сек. Вначале след создается носком лыжи, затем по ложу следа проезжают другие части лыжи. Поэтому мы предположили, что существуют «виртуальные» (промежуточные) следы носка, передней, средней и задней частей лыжи.

Важнейшее следствие: под лыжей, движущейся вперед, глубина следа и площадь поперечного сечения следа всегда увеличиваются к от носка к заднику. В принципе, по-другому и быть не может. Поэтому при резаном и полурезаном ведении при движении лыжи вперед площадь контакта ее скользячки с наружным (рабочим) скосом следа и степень уплотнения снега в нем увеличиваются. Правда, до некоторого предела, после которого рабочий скос следа может разрушаться.

Сопротивление снега при образовании следа любого типа обусловлено процессами и уплотнения, и выдавливания и сноса (трение в данном случае не рассматриваем).
Сопротивление снега мы разделяем на продольное (тормозит движение лыж вперед) и поперечное сопротивление (хватка кантов; препятствует сносу лыж наружу). Хотя оба эти вида сопротивления снега очень сильно различаются по величине и роли в повороте, но в основном они обусловлены одним и тем же процессом – затратами энергии на смещение частичек снега в направлении перпендикулярном контактирующей с ними поверхности лыжи.

Продольное сопротивление снега тем сильнее, чем больше площадь поперечного сечения следа, т.е. чем больше деформация снега. Данный вид сопротивления имеет две составляющие: одна создается большей частью длины лыжи, другая — загнутым носком (соответственно, продольное сопротивление всей длины лыжи и носка лыжи).
Возникновение первой составляющей связано с тем, что лыжа по причине нарастания площади сечения следа от носка к заднику, на большей части длины встречает снег пусть под малым, но не равным нулю углом. Это приводит к небольшому смещению частичек снега вперед, по ходу лыжи и, следовательно, к появлению силы, направленной в противоположную сторону. Это и есть сила сопротивления снега, под каждой точкой лыжи она мала, но — приложенная к большей части длины лыжи — в сумме достигает ощутимой величины.

Носок лыжи, точнее его часть, врезающаяся в снег (т.е. весьма короткая, а на твердом снегу – крохотная), обусловливает значительную часть общего продольного сопротивления. Это связано с тем, что загнутый вверх носок при движении вперед смещает частички снега вперед в большей степени, чем остальная часть лыжи.
Носок плоско катящейся лыжи носком смещает частички снега вниз и вперед, а закантованная лыжа кантом носка, дополнительно к этому, раздвигает частички снега также и в стороны. Очевидно, что чем круче загнут носок лыжи и чем глубже он врезается в снег, тем больше его (носка) продольное сопротивление. Этим же, т.е. углублением носка в снег, отчасти объясняется рост продольного сопротивления лыжи на неровностях склона. Кстати, при резаном ведении доля сопротивления носка во всем продольном сопротивлении лыжи увеличивается.

В целом, продольное сопротивление тем слабее, чем меньше угол встречи лыжи со снегом и меньше врезание носка в снег. Однако здесь сталкиваются противоположные тенденции: 1) разгрузка носка и уменьшение его врезания в снег означает смещение давления назад и усиление врезания задней части лыжи; 2) наоборот, разгрузка задников приводит к большему врезанию носков. И то и другое тормозит лыжу. Кроме того, вспомним, что врезание носка (в непрерывном следе!) необходимо для того, чтобы лыжа шла по дуге. В противном случае — в отсутствие врезания – носок за снег не цепляется, сила давления на склон не способна изогнуть лыжу, которая идти по дуге не желает. Поэтому, применительно к задаче минимизации продольного сопротивления, существует некий оптимум распределения нагрузки вдоль лыжи.

Поперечное сопротивление (хватка кантов) противодействует сносу лыжи наружу поворота и, по определению, направлено в каждой точке поворота перпендикулярно ее траектории. Хватка кантов, в первом приближении, прямо пропорциональна площади контакта скользячки с наружным скатом следа (т.е. глубине следа). Продольное сопротивление — в некотором диапазоне закантовок — увеличивается, как уже говорилось выше, приблизительно пропорционально квадрату глубины следа.

В поперечном сопротивлении условно можно выделить две главные составляющие. Первая, назовем ее статичной хваткой кантов, нагляднее в чисто резаном следе, когда снег на наружном скосе следа упрочнен достаточно, чтобы почти без деформации противодействовать силам, «пытающимся» снести лыжу наружу поворота.

Иллюстрацией может служить езда по велотреку, покрытие которого, не деформируясь, удерживает в крутом вираже быстро катящегося велосипедиста.

Вторая составляющая хватки кантов, динамическая, заметнее при недостаточной прочности рабочего скоса следа, когда довольно большое количество снега под лыжей, особенно под задником, смещается наружу поворота. Угол встречи частичек снега с лыжей увеличивается и возникает как бы «подъемная» сила, противодействующая сносу лыжи наружу поворота. Эта сила и является основой динамической хватки кантов. Иллюстрацией немалой величины этой «подъемной» силы может служить эффект «всплывания» лыж на рыхлой целине: неподвижный лыжник тонет, а движущийся быстро — всплывает. Динамическая хватка кантов, если быть совсем точным, описывает также и статическую хватку и имеет место в следе любого типа, но в следах со сносом лыж наиболее наглядна.

След плоского (или почти плоского) ведения лыж, как это ни странно, может занимать вполне заметную (до 20%) часть длины поворотов даже в слаломе и гиганте. Особенно в коротких или, наоборот, в длинных поворотах. Продольное сопротивление плоского следа чаще всего наиболее мало, но может становиться существенным на сильном морозе (ситуации с глубоким снегом не рассматриваем). Хватка кантов фактически отсутствует, но именно это обстоятельство позволяет спортсменам выполнять такие технические элементы, как дрейф (Г.Гуршман, 2005) и руление (Р.ЛеМастер, 2002). Последний элемент, вроде бы, совсем древний, но, как мы полагаем, в слаломе и гиганте применяется и поныне.

Резаный след (Рис.3А) по соотношению поперечного и продольного сопротивления, без сомнения, наилучший и самый желанный вид следа. Создается почти исключительно за счет сминания снега. Имеет самую малую площадь сечения и, следовательно, наименьшее продольное сопротивление (для закантованных лыж). Доля сопротивления носка в общем продольном сопротивлении в сравнении с другими типами следов наиболее велика и еще более увеличивается при изгибе лыжи. Хватка кантов создается почти исключительно статической составляющей и вследствие прочности наружного скоса ложа следа самая большая. Лыжа едет по дуге, задаваемой геометрией бокового выреза.

ris-3

ris-3

Полурезаный след, или резаный с продавливанием, (Рис.3Б) чаще виден в сильнее искривленных зонах поворота и на менее прочном снегу. Продольное сопротивление — в сравнении с чисто резаным ведением — увеличено и за счет носка и за счет длины лыжи. В хватке кантов велика динамическая составляющая. Но именно продавливание снега делает лыжи в поворотах более маневренными, позволяя лыжникам проходить повороты с кривизной недостижимой для резаного ведения (при тех же углах закантовки).

След сноса лыжи (Рис.3В) нежелателен, но даже в современном слаломе и гиганте (конечно, на относительно мягких склонах) его можно довольно часто увидеть. Особенно в самых искривленных и напряженных зонах крутых поворотов и, как ни странно, между поворотами сразу после разгрузки и перекантовки лыж. Этот вид следа лыжи появляется, когда закантовка, и/или угловое положение лыжника и/или давление лыжи в склон недостаточны для данной части поворота. Или когда неровности нежесткого склона уменьшают давление лыжи в склон и, следовательно, хватку кантов. Поперечное сопротивление, в основном, создается динамической составляющей. А продольное сопротивление сильно увеличено вследствие большого угла встречи длины лыжи со снегом.

След срыва лыжи (Рис.3Г) мы попытались проанализировать детальнее. Ведь ведение лыж со срывом предъявляет наиболее серьезные требования к мастерству спортсменов, и к инвентарю. Тем более, что такое ведение сейчас можно увидеть в большом числе поворотов, поскольку современные спортивные склоны, обычно, настолько жесткие, порою даже леденистые, что на скоростях гиганта и даже слалома они, по определению, становятся неровными. К тому же, для большинства стартующих, трассы на спортивных склонах изрезаны ранее проехавшими лыжниками.

Чаще всего след срыва можно увидеть в крутых быстрых поворотах возле огибаемого флага и ниже. Т.е в наиболее нагруженных зонах. Сразу скажем, что след, который образуется при специальном отрыве лыжи от склона, например, при перекантовке в сопряжениях, т.е. в отсутствие большой «силы сноса» (в последнюю входит и центробежная сила), как след срыва мы не рассматриваем.

Лыжа может отрываться от склона целиком или частями. Анализ этого процесса труден не только из-за очень сложного, непредсказуемого для лыжи и лыжника, микрорельефа снега, но и вследствие биений лыжи при ее срыве. Отметим, что биения лыжи при ее срыве очень часто вызывают появление ударных запредельных нагрузок на след, превосходящих таковые при резаном ведении. Что приводит к разрушению наружного скоса следа.

Если рассматривать ведение «со срывом» в целом, то лыжа «отрывается» при наезде на неровности и/или разрушении небольших жестких и хрупких поверхностных неровностей или даже ровного леденистого склона. Срыву лыж способствуют недостаточное угловое положение, чрезмерно большой угол закантовки. В конечном итоге, причиной оказывается недостаточное давление лыжи в склон (т.е. ее недостаточное врезание). Отметим, что по этой же именно причине лыжи столь плохо держатся на внутреннем склоне канавок, образовавшихся на трассе после проезда многих лыжников.

Попробуем упрощенно воспроизвести одну из гипотетических цепочек событий, происходящих под кантом при срыве лыжи. Предположим: лыжа в повороте возле флага удерживает лыжника, зацепившись за леденистый склон не по всей длине канта, а за несколько выпуклых неровностей – площадь контакта мала — давление под кантом превышает предел прочности льдистого снега – лыжа или ее часть скалывает эту неровность – лыжа (вся или ее части) ударяет с размаху по поверхности склона – за счет инерции лыжи в месте удара также происходит хрупкое разрушение структуры следа и т.д..

В сечении след срыва чаще всего представляет собою совокупность нескольких отпечатков канта всей лыжи или отдельных ее частей. При взгляде сверху эти отпечатки почти параллельны. Интересно, но хватка кантов почти не связана с динамической составляющей (ведь льдистого снега отбрасывает наружу очень мало). Понятно, что при срыве лыжи статическая составляющая хватки кантов является суммой некоторого числа «отдельных» небольших хваток.

Срыв лыжи может начаться с любой ее части и поэтому бывает со смещением носков (редко), задников лыжи (часто) или параллельным (термин, конечно, не корректен). При срыве лыжи продольное сопротивление возрастает значительно. Хватка кантов, наоборот, резко снижается и тоже нестабильна, что приводит к изменению траектории поворота. Вполне очевидно, что из соображений продольного сопротивления предпочтительнее «параллельный» срыв лыжи. Из данного суждения может следовать практическое, в некотором роде, следствие – при срыве лыжи лучше, когда лыжник «давит» на ее середину.

По ходу одного поворота лыжа оставляет разные следы. Это не новость. Об этом мы фактически говорили выше. Конечно, было бы идеально, если бы лыжник оставлял в повороте только резаный след (естественно, не считая фазы сопряжения). К сожалению, или к счастью, на современных трассах (на крутых и жестких склонах, обычно изрезанных, с большой кривизной поворотов) следы лыж в одном повороте, как правило, и должны быть и будут неодинаковыми. В фазе сопряжения это пусть и очень короткие, следы плоского ведения (без разрыва или с разрывом) и, не исключено, следы сноса. Затем — следы резаные. По мере увеличения кривизны траектории поворота и давления на лыжи вполне вероятно появление резаных следов с продавливанием, а если скорость велика, поворот крут, а склон тверд и неровен – мы увидим следы срыва. В нижней части поворота следы указанных типов, вероятно, повторятся в обратном порядке. Мораль такова – чисто резаный след на всем протяжении современного нагруженного поворота – почти нонсенс, но, несомненно, стремиться к такому следу очень даже следует. Кто чище едет – тот чаще (но не всегда!) и побеждает.

ris-4

ris-4

Особенности виртуальных следов разных частей лыжи. Задняя и особенно более широкая передняя части лыжи при большой нагрузке вследствие торсионного изгиба закантованы чуть меньше средней части лыжи. Поэтому наружный скат следа под передней частью лыжи получается менее крутым, чем под ее серединой (Рис.4А). Поэтому в середине лыжи давление скользячки на рабочий скос следа смещается вниз, ближе к рабочему канту (Рис.4Б). А задник лыжи, в свою очередь, сильнее давит на верхний край рабочего скоса (Рис.4В). Описанный эффект, визуально не определяемый и для практики вряд ли существенный, кажется, однако, любопытным.

Особая роль носка в ведении лыжи. Умение оптимально загрузить в повороте носок лыжи, как нам кажется, является важным слагаемым успеха или неуспеха спортсмена. Носок лыжи формирует первоначальный след, ложе которого, при резаном ведении, удерживает в себе «последующие» части лыжи. В идеале носок должен быть нагружен ровно настолько, сколько необходимо для достаточного в данной части поворота врезания носка в снег и изгиба передней части лыжи. При перегрузке носка резко возрастает продольное сопротивление снега.

Интересен следующий хорошо известный факт — для следования по выбранной дуге поворота на мягком склоне необходимо сильнее загружать носок лыжи, в сравнении с давлением на носок на склоне жестком. Оно и понятно. Ведь на мягком склоне давление на носок лыжи вызывает заглубление его в снег, что фактически равносильно уменьшению изгиба передней части лыжи. А на жестком склоне носок при давлении на него в снег не углубляется и для того, чтобы лыжа следовала по дуге, дополнительно давить на носок не нужно. Практический вывод хорошо известен – чем мягче склон, тем мягче должна быть лыжа. Во всяком случае, ее передняя часть.

Одно из достоинств езды на двух кантах. Для большей убедительности мы решили немного по-другому повторить уже сказанное выше, в разделе «Отчего зависит глубина следа». Теоретически езда на двух лыжах, нагруженных одинаково и закантованных на углы порядка 45 – 550, обеспечивает (при прочих равных условиях) почти в два раза меньшее продольное сопротивление снега при такой же хватке кантов. Действительно, при указанных условиях чисто геометрически следы двух лыж (в сравнении с одной лыжей) имеют такую же суммарную площадь рабочего скоса следа (т.е. обеспечивая такую же хватку кантов), но в два раза меньшую суммарную площадь поперечного сечения (и в два раза меньшее продольное сопротивление).

Заключение. Конечно, реальность намного сложнее. Мы рассмотрели в данной статье далеко не все, что хотели, и не так глубоко, как можно было бы.
Может возникнуть вопрос, а имеет ли смысл подобное теоретизирование? Мы полагаем, что имеет. По аналогии — нужно ли пианисту знать, как устроено пианино? Пианисту знать может и не надо, а преподавателю и настройщику – просто необходимо. Первому хотя бы для того, чтобы лучше понимать возможности инструмента, а для чего второму – понятно и без объяснений. Так вот, тренер в ГЛ – и преподаватель и настройщик. Поэтому — в глубине души — мы уверены, что наша работа (при внимательном и заинтересованном прочтении) способна дать информацию к размышлению. И пианистам и преподавателям. Т.е. тренерам и спортсменам. И, конечно, фанатам.

Александр Гай

Что такое расклон

Теги: , , ,


Что такое расклон. Согласитесь, если в современном крутом повороте сильный наклон тела к центру поворота достигается с помощью заклона (см. книгу Григория Гуршмана «Пьянта-Су. Горные лыжи глазами тренера», М.,2005), то необходимо и обратное – уменьшение и преодоление этого самого сильного наклона. По аналогии с заклоном назовем этот техническое действие расклоном. Вряд ли в слаломе и гиганте расклон является признаком именно современной техники. Но, как минимум, он не менее важен и, мы полагаем, технически гораздо сложнее заклона. Особенно учитывая, что расклон приходится на нижнюю, сильнее нагруженную и поэтому более трудную часть поворота, а особенности выполнения этого технического действия во многом влияют на качество прохождения поворота последующего. Во всяком случае, фатальные для прохождения трассы события чаще всего происходят именно при расклоне.

Начало и окончание расклона. Мы предлагаем считать, что начало расклона – начало уменьшения наклона лыжника внутрь поворота, а окончание – сопряжение поворотов, когда наклон тела относительно склона приближается к нулю (Рис.1; пунктир — траектория центра массы лыжника, ЦМ). Наклон тела внутрь поворота мы оцениваем по наклону вектора суммарной силы (СС) относительно перпендикуляра к поверхности склона (лыжник внутрь поворота не наклонен, когда вектор СС перпендикулярен склону). СС равна сумме всех сил, действующих на лыжи со стороны ЦМ (что это за сила, понятно из Рис.2 и 3).

9-1

9-1

Перед началом расклона можно выделить еще одну фазу поворота, в целом, самую криволинейную, расположенную в зоне огибаемого флага. Она характеризуется наибольшим наклоном лыжника внутрь поворота. Для нее, вероятно, годится название — «фаза наибольшего наклона», или «фаза наибольшей кривизны» (на Рис.1 — между заклоном и расклоном). Скоротечность этой фазы позволяет полагать, что на ее протяжении наклон (по вектору СС) тела внутрь поворота почти не меняется.

А насколько скоротечен расклон? В принципе, исходя из геометрических соображений, продолжительность расклона вряд ли больше 1/4 — 1/3 от времени целого поворота. Поскольку характерное время обычных («не змеечных») слаломных поворотов составляет порядка 0,8 – 1,2 сек, то собственно расклон в слаломе должен длиться совсем не долго, не более 0,3 – 0,35 сек. В гиганте продолжительность поворотов и расклона раза в 1,2 – 1,5 больше, чем в слаломе, но все равна мала.

Основные силы, действующие при расклоне. Физика и геометрия расклона, как и почти всех движений горнолыжника при прохождении трассы, чрезвычайно сложны и их детальный разбор был бы слишком громоздким и неудобочитаемым. Поэтому мы ограничились заведомо упрощенным описанием этого технического действия.

Как упоминалось выше, в расклоне лыжник преодолевает наклон внутрь поворота (боковой наклон, крен) и готовит тело к повороту следующему. По сути, расклон можно представить как направленное от склона вращение тела лыжника во фронтальной плоскости. В современных крутых поворотах в зоне огибаемого флага боковые наклоны тела бывают очень большими. Сейчас совсем нередки наклоны на 60 и более градусов (а наклоны в 45 — 50 градусов вообще обычны). Поэтому вполне очевидно, что вследствие кратковременности расклона силы, возникающие при его выполнении, должны быть существенными.

Сила, преодолевающая боковой наклон лыжника («расклоняющая»? сила), по сути своей, связана со всем известной центробежной силой, которая, в свою очередь, возникает вследствие криволинейности траектории поворота. Центробежная сила по правилу параллелограмма может быть разложена на две составляющие (Рис.2). Вектор одной из них совпадает с направлением упомянутой выше суммарной силы (СС) и увеличивает силу давления на лыжи. Вектор другой, которая собственно и является расклоняющей силой, перпендикулярен первой и направлен так, что уменьшает наклон лыжника к склону (Рис.2). Геометрически очевидно, что центробежная сила (а с нею и сила расклона) тем больше, чем сильнее искривлена траектория ЦМ лыжника. Но при этом не менее очевидно, что чем ближе к снегу наклонен лыжник, тем меньше доля расклоняющей силы в силе суммарной (СС).

9-2

9-2

Расклоняющая сила преодолевает действие двух основных сил: наклоняющей силы и возникающей при движении расклона силы инерции. Наклоняющая сила, как следует из названия, «стремится» наклонить лыжника к склону. Она получается разложением силы тяжести на составляющие (Рис.2), одной из которых и является наклоняющая сила, направленная в сторону, противоположную силе расклоняющей. В верхней части поворота, во время фазы заклона, наклоняющая сила больше расклоняющей силы. Поэтому наклон лыжника внутрь поворота растет. А в нижней части поворота преобладает расклоняющая сила и наклон лыжника внутрь поворота уменьшается.

9-3

9-3

В нижней части поворота лыжник относительно вектора силы тяжести наклонен меньше, чем в верхней части. Поэтому при расклоне наклоняющая сила меньше, чем при заклоне. На Рис.3 красные стрелки обозначают направление и величину наклоняющей силы, а желтые стрелки – направление и величину суммарной силы. Серые поперечные линии показывают, под каким углом к горизонту видится склон, если смотреть спереди на лыжника, находящегося в разных точках (1, 2, 3, …8) поворота. Возле огибаемого флага, где лыжник особенно сильно наклонен относительно силы тяжести, наклоняющая сила наиболее велика.

Довольно интересно, что по ходу расклона, по мере уменьшения наклона тела относительно вектора силы тяжести, наклоняющая сила ослабевает и в некоторой точке поворота становится равной нулю (на Рис.3 это точка 7). А после прохождения данной точки, хотя криволинейная часть «прежнего» поворота еще не закончилась, наклоняющая сила меняет направление и, суммируясь с расклоняющей силой, «стремится» наклонить лыжника уже не внутрь, а наружу старого поворота (в сторону поворота «следующего», еще не начавшегося). Эту точку иногда, не без оснований, рассматривают как точку сопряжения двух последовательных поворотов, с которой начинается поворот следующий. Мы же склонны к классическому определению границ поворотов, в которых точки сопряжения разделяют повороты «налево» от поворотов «направо».

Совсем кратко о силе инерции, вызванной движением расклона. Эта сила препятствует расклону, возникает при вращении лыжника во фронтальной плоскости и может быть весьма велика. Только представим, что между огибаемым флагом и фазой сопряжения расклоняющая сила за малую долю секунды должна придать лыжнику быстрое вращение во фронтальной плоскости — фактически поднять лыжника из сильно наклоненного, иногда почти «лежачего» положения, в вертикальное – относительно поверхности склона — положение. В максимуме это может быть вращение тела лыжника на 60 — 700 за 0,2 – 0,3 сек. Очевидно, что та часть расклоняющей силы, которая преодолевает силу инерции, должна вносить существенный вклад в сопротивление снега движению лыж в начале фазы расклона. Особенно в менее продолжительных поворотах слалома. К месту напомним, что сила расклона возникает в результате взаимодействия лыж со снегом.

Немного о технике расклона. Как говорилось выше, расклон — это уменьшение и преодоление наклона лыжника внутрь текущего поворота и подготовка тела к новому повороту. Для облегчения расклона горнолыжники, в том числе и выдающиеся, осознанно или неосознанно, используют выраженное угловое положение (УП) и усиливают опору на внутреннюю лыжу. Именно в фазе расклона УП особенно велико и обычно создается ангуляцией сразу нескольких частей тела: и коленей, и бедер, и туловища (Рис.4).

9-4

9-4

Чем больше УП и опора на внутреннюю лыжу, тем быстрее происходит расклон. Ведь при УП (и большей опоре на внутреннюю лыжу) векторы сил отдачи, возникающих при взаимодействии лыж со склоном, направляются намного ниже центра массы лыжника, в силу чего расклон ускоряется (см. наши материалы по УП и наружной и внутренней лыжам).

При быстром расклоне поза лыжника нередко очень даже напоминает не только вроде бы старомодное УП, но, кажется, даже преданное анафеме винто-угловое положение (ВУП), при котором туловище лыжника сильно наклонено наружу текущего поворота и в ту же сторону заметно развернуты грудь и плечи (Рис.4). Правда, в современном слаломе подобная поза обычно видна не возле огибаемого флага, где в стародавние времена горнолыжной классики нужно было «проворачивать» лыжи, а, обычно, несколько позже, ближе к фазе сопряжения. А вот в современном гиганте ВУП нередко можно рассмотреть уже в середине поворота, в частности, во время и, тем более, после прохождения огибаемого флага. Относительно ранее ВУП в повороте гиганта прекрасно видно на том же Рис.4 со знаменитым Дидье Кушем. Обратим внимание на очень заметный, почти акцентированный, разворот плеч, груди и рук спортсмена наружу поворота. Конечно, и в слаломе и в гиганте данная поза менее утрирована, как раньше, всего каких-нибудь 35 – 40 лет назад. Это объясняется тем, что современные приталенные лыжи позволяют поворачивать лыжи резаным ведением, без сильных специальных — «проворачивающих» — контрвращений верхней части туловища. Однако нам кажется, что и такие движения, более лаконичные, чем в эру классики, способны уменьшить потери энергии на вращение лыж в повороте.

Кроме того, мы полагаем, что в фазе расклона УП и ВУП полезны также тем, что позволяют туловищу к концу поворота принять направление более близкое к тому направлению, которое оно будет иметь в повороте следующем. А это, в свою очередь, облегчает выполнение последующего сопряжения поворотов и заклона. Ведь туловище уже наклонено и развернуто нужную сторону. Кроме того, как упомянуто абзацем выше, само по себе вращательное движение туловища, пусть и небольшое, но приводящее к появлению УП и ВУП, облегчает ведение лыж по дуге поворота и уменьшает сопротивление снега.

Расклон происходит быстрее и легче в тех случаях, когда лыжник к его окончанию тем или иным способом «уменьшает» высоту тела, делает его более компактным, собранным. Например, сгибая ноги и туловище. Как мы предполагаем, смысл этого приема, кроме прочего, состоит в приближении частей тела к центру массы и ускорении движения расклона за счет сохранения момента инерции вращения, полученного в начале расклона (аналогично фигурист начинает быстрее вращаться в волчке, когда прижимает раскинутые руки к туловищу). Нам кажется, прекрасным подтверждением нашего предположения является широкое распространение такого технического приема, как: разгрузка лыж «вниз», т.е. разгрузка сгибанием.

В сухом остатке получается, что во время расклона, в нижней части поворота, применять УП и ВУП возможно и желательно. Естественно, в пределах разумного.

Заключение. Конечно, классные лыжники чаще всего выполняют то техническое действие, которое мы назвали расклоном, достаточно эффективно безо всякой теории, основываясь на интуиции и ощущениях. А тренеры прекрасно учат спортсменов горным лыжам. Тем не менее, мы уверены, что даже кратко изложенный нами «теоретический» материал, не всегда академически точно и физически корректно сформулированный, может внести свою лепту в понимание механики поворота и оказаться полезным тренерам и спортсменам. Во всяком случае, если есть заклон, то почему бы не случиться расклону.

Александр Гай

К вопросу о «наилучших» траекториях поворотов в слаломе и гиганте

Теги: , , , ,


Введение. Одним из важнейших компонентов мастерства горнолыжника является умение проехать трассу по наилучшей, т.е. оптимальной, траектории. Обычно под траекторией поворота подразумевают следы лыж на снегу. Однако существует также не видимая, но вполне реальная траектория центра массы (ЦМ). Следует помнить, что при движении по трассе лыжи всего лишь инструмент, который лыжник использует для искривления траектории ЦМ. Сопоставление траекторий лыж и ЦМ во многих случаях позволяет лучше понять механику поворотов и причину систематических дефектов техники спортсменов.

Для упрощения восприятия на некоторых рисунках вместо изображения траекторий обеих лыж мы будем использовать изображение одной общей траектории.

Немного геометрии. При взгляде «сверху» траектория ЦМ (на Рис.1 — красная пунктирная кривая) менее искривлена и короче траекторий лыж. В «закрытом» слаломном повороте длина пути ЦМ лыжника средних габаритов приблизительно на 20 – 40 см короче пути лыж. На слаломной трассе с 50 воротами разница составит порядка 10 – 20 метров. Получается, что в слаломе ЦМ движется медленнее лыж в среднем на 1 – 1,5 км/час. Очень важно, что с помощью изменения наклона тела и выпрямления – сгибания ног и туловища лыжник способен в некоторых пределах произвольно менять кривизну траектории ЦМ. Этот эффект наиболее выражен в середине поворота и ничтожен в сопряжениях.

ris-1

ris-1

Поскольку высота ЦМ (расстояние до поверхности склона) по ходу почти любого поворота заметно меняется (в отличие от лыж, движущихся по поверхности склона), то для анализа траекторий ЦМ информативны кроме вида «сверху» и другие виды и проекции. Например, вид сбоку.

В виде «сверху» в сопряжениях поворотов траекторию ЦМ можно считать почти прямолинейной. Но вид сбоку показывает (Рис.1; закругленный прямоугольник примерно соответствует фазе сопряжения), что именно в этой фазе высота ЦМ (расстояние от ЦМ до склона) может изменяться в наибольших пределах. Причем предельная высота ЦМ обычно составляет около половины роста лыжника (при полном разгибании ног и туловища), а минимальная высота ЦМ (при полном их сгибании) — не превосходит длины голени. Это означает, что в фазу сопряжения диапазон, в котором лыжник может произвольно менять высоту ЦМ над склоном, составляет порядка 1 — 1,2 длины бедра лыжника (40 – 70 см). Трудно сказать, много это или мало.

В других фазах поворота, в которых лыжник наклоняется внутрь поворота, диапазон возможных произвольных изменений высоты ЦМ становится гораздо меньше (Рис.1; Вид сбоку). Например, при больших наклонах (например, 60 – 70 град ) внутрь крутого поворота возле огибаемого флага лыжник может произвольно менять высоту ЦМ в пределах всего 5 – 10 см.

Немного физики. Кратко оценим различия некоторых действующих сил в верхней и нижней частях поворота. Приведенные далее количественные оценки являются сугубо приблизительными. Суммарная сила, действующая на лыжи со стороны ЦМ, как правило, в нижней части поворота значительно больше суммарной силы в соответствующих («симметричных») точках верхней части поворота. В повороте на 90 град на 40 град в точках, где лыжи повернули на ¼ и ¾ от этих 90 град (кстати, эти точки соответствуют вершине и впадине виртуального бугра), то даже без учета возникающей на виртуальном бугре «вертикальной» центробежной силы (см.нашу статью по этому вопросу), на лыжника действует суммарная сила соответственно на 55% меньше и на 55% больше силы тяжести. При этом получается, что нагрузка на лыжи «внизу» в 3,4 раза больше, чем «вверху»! На менее крутых склонах в 30 град и 20 град в тех же точках таких же поворотов на 90 град суммарная сила вверху и внизу будет различаться слабее, приблизительно в 2,7 и 2 раза, что, однако, также очень существенно.

Именно поэтому «ниже» огибаемого флага «продольное» сопротивление снега наиболее велико и в ней гораздо чаще проявляются дефекты их ведения. Впрочем, этот факт хорошо известен.

О наилучших траекториях вообще. Говоря о «наилучшей», или, точнее, «оптимальной» траектории, мы должны четко понимать, для чего она наилучшая? Для скорости или надежности? В зависимости от многих обстоятельств — особенностей склона, трассы, состояния спортсмена и даже от тактической задачи, стоящей перед ним, характеристики наилучшей траектории могут быть разными. В данной работе мы теоретизируем на тему улучшения траекторий поворотов, «заточенных» на скорость.

Способы улучшения траекторий. Отметим сразу, что все способы «траекторного» ускорения, разбираемые нами по отдельности, на самом деле тесно взаимосвязаны и все основаны на простых явлениях: чтобы ехать по трассе быстрее следует в разумных пределах: укорачивать длину поворотов, разгружать более нагруженные нижние зоны поворотов, сильнее загружая верхние зоны. Что высококлассные горнолыжники и делают безо всякой теории.

1. Более «плотное» прохождение огибаемых флагов — самый «ходовой» способ «траекторного» ускорения позволяет укоротить повороты и, что очень важно, уменьшить кривизну траекторий лыж и ЦМ, тем самым, ослабляя центробежную силу и, следовательно, сопротивление снега. Плюсы и минусы этого способа хорошо известны и нами здесь не рассматриваются.

2. Уменьшение кривизны («сужение») только траектории ЦМ (без изменения траектории лыж). Способ применим почти исключительно в слаломе. Навскидку оценим эффективность подобного «сужения» траектории ЦМ. В крутых слаломных поворотах «сужение» траектории ЦМ на 5 см ослабляет центробежную силу в фазе наибольшей закантовки (возле флага или чуть ниже) приблизительно на 1,5 — 3%. Такой выигрыш, даже несмотря на кратковременность фазы, на самом деле значителен, поскольку приходится на нагруженную часть поворота, и поэтому может заметно сказываться на скорости.

А каким образом можно сузить траекторию ЦМ? Теоретически для этого видятся два пути. Первый – более сильное выпрямление ног и туловища во время наклона внутрь поворота. При большом наклоне тела внутрь поворота, предположим, на 60 град , для сужения траектории ЦМ на эти самые упомянутые 5 см необходимо выпрямить ноги на 7 – 8 см. Что во многих случаях представляется возможным. Геометрически очевидно, что способ работает лучше при большем наклоне тела внутрь поворота.

Второй путь сужения траектории ЦМ – увеличение наклона тела внутрь поворота. К примеру, у лыжника ростом 180 см, если исходный наклон тела внутрь поворота равнялся 45 град , то для смещения ЦМ на те же самые 5 см наклон должен увеличиться – в зависимости от позы – на 6 — 7 град . Это довольно значительное увеличение наклона тела. Поэтому, чтобы угол закантовки и траектория лыж остались прежними, следует на столько же уменьшить величину углового положения. Данный способ, по вполне понятной геометрии, эффективнее при сравнительно небольших исходных наклонах.

Мы полагаем, что эффект сужения траектории ЦМ является одной из важных причин некоторого преимущества рослых лыжников в слаломе. Например, если сравнить лыжников равного веса, но с разницей в росте 20 см, то более высокий спортсмен, проехав по той же дуге, что и менее рослый, может провести ЦМ возле огибаемого флага в крутом слаломном повороте на 6 – 12 см ближе к его центру. Это ослабляет центробежную силу в средней части поворота ориентировочно на 3 – 5%, что, как мы понимаем, очень даже существенно. В гиганте, в котором смещение ЦМ внутрь поворота ограничено огибаемым флагом, рослые лыжники такого преимущества не имеют.

3. Разгрузка нижней части поворота за счет более раннего начала и более мощного ускорения ЦМ в сторону центра поворота (эффективнее в слаломе) с помощью активного выпрямления ног (усиления давления на лыжи) и/или более быстрого и сильнее выраженного движения заклона.

ris-2

ris-2

На Рис.2 фиолетовая толстая сплошная кривая соответствует «обобщенному» следу лыж, синий пунктир – «обычной» траектории ЦМ, а красная сплошная кривая – улучшенной траектории ЦМ; серые стрелки направление дополнительного ускорения ЦМ. Подчеркнем, что речь идет не об обычном высоком заходе в поворот, а именно о «раннем», приходящимся на менее нагруженную часть поворота, ускорении ЦМ «внутрь». При таком ускорении траектория лыжник активно выталкивается в сторону центра поворота раньше, может быть, даже до флага. В принципе, более ранее смещение траектории ЦМ при ускорении его к центру поворота по величине не может быть большим и вряд ли превосходит 5 — 10 см. Однако, обратим внимание, что оно, такое смещение, должно проявляться за весьма непродолжительное время – порядка 0,2 сек. Поэтому на основании простых расчетов мы предполагаем, что за это время скорость лыжника в направлении центра поворота может увеличиваться – в максимуме — на 10 — 15 см/сек.

Но это ускорение в сторону центра поворота. А каким образом лыжник при этом ускоряется в направлении своего движения? Дело в том, что полученное лыжником «ранее» ускорение по направлению частично совпадает с направлением движения ЦМ в нижней части поворота (т.е. прямо увеличивает скорость лыжника), а частично — в сторону от траектории лыж (т.е. разгружает лыжи и уменьшает сопротивление снега в нагруженной зоне после флага).

4. Спрямление траектории ЦМ и уменьшение центробежной силы после огибаемого флага с помощью увеличенного углового положения (Рис.3).

ris-3

ris-3

Нам кажется, как ни парадоксально это выглядит, что после огибаемого флага увеличенное угловое положение лыжника, хотя и сильнее искривляет след лыж (вследствие большего угла закантовки), тем не менее, в принципе, может спрямлять траекторию ЦМ, тем самым, ослабляя приложенную к нему центробежную силу. Дело в том, что действующие на лыжи силы реакции (отдачи) склона при большем угловом положении направлены намного ниже ЦМ и поэтому слабее искривляют его траекторию, но сильнее вращают лыжника во фронтальной плоскости, ускоряя «расклон» (т.е. процесс уменьшения наклона лыжника внутрь поворота; об этом — в наших статьях по угловому положению и «расклону»). На Рис.3 розовая широкая кривая и красный пунктир показывают соответственно траектории лыж и ЦМ «ускоренного» поворота, фиолетовая широкая кривая и синий пунктир – траектории «обычного» поворота). Из Рис.3 видно, что в «ускоренном» повороте в зоне после флага след лыж искривлен больше, а траектория ЦМ – меньше, чем в «обычном» повороте. Но вот до флага в «ускоренном» повороте траектория ЦМ, наоборот, искривлена сильнее.

5. Спрямление траекторий ЦМ и лыж между поворотами. Известно, что езда по сильно закругленным траекториям надежнее, обеспечивая более высокие и удобные заходы в повороты, уменьшая предельную величину центробежной силы в повороте, улучшая качество ведения лыж. Однако «округлые» повороты далеко не всегда лучше спрямленных. Спортсмены, едущие по сильно округлым дугам, даже при отличном резаном ведении лыж, нередко показывают время похуже. А более быстрые спортсмены нередко спрямляют путь между поворотами, пусть и с заметным сносом лыж возле флагов. Действительно, нам приходилось и читать и слышать объяснения успехов некоторых выдающихся горнолыжников именно тем, что они спрямляют повороты.

Мы полагаем, что позитивное влияние «правильного» — не слишком выраженного — спрямления поворотов на время прохождения трассы обусловлено, во многом, укорочением траекторий лыж и ЦМ. Приблизительные графические измерения показали, что подобный эффект можно считать существенным, причем чем сильнее искривлены возле огибаемых флагов траектории поворотов, тем больше укорочение длины траекторий и лыж и ЦМ, т.е. значительней «спрямление».

ris-4

ris-4

Например, в симметричных слаломных поворотах на Рис.4 менее искривленные траектории короче округлых приблизительно на 1,5% и 4,4%. Если качество ведения лыж по «короткой» траектории не ухудшается, то на трассе состоящей из 50 таких поворотов это равносильно весьма ощутимому выигрышу порядка 0,7 и 2 сек.

При спрямлении поворотов скорость лыжника может увеличиваться также вследствие большей средней крутизны проходимого в повороте пути. Предположим, что более крутой из поворотов, изображенных на Рис.4, расположен на склоне в 30 град . Тогда укорочение длины поворота на указанные 4,4% увеличит среднюю крутизну пути приблизительно на 0,8 град . При этом средний прирост ускоряющей силы (той, что действует в направлении движения) составляет минимум 2 – 3%. Понятно, что спрямление поворотов должно сопровождаться применением способов уменьшения нагрузки на лыжи возле и после объезжаемого флага. Давайте назовем совокупность упомянутых действий лыжника «правильным спрямлением» поворота. Оно, как упоминалось, нередко эффективнее езды округлыми дугами.

Заключение. Мы прекрасно осознаем, что наше теоретизирование на тему улучшения траекторий является большим упрощением. Ведь в горных лыжах любое достаточно выраженное действие лыжника не может быть изолированным. Оно непременно сказывается на выполнении других — одновременных, последующих и даже предыдущих — технических действий. Мы не уверены, что наши представления правильны на все 100, однако на 50, пожалуй, согласны.

Мы не коснулись многих очень важных «траекторных» вопросов. Например, о траекториях лыж и ЦМ в поворотах разного типа, о траекториях наружной и внутренней лыж и их связи с траекторией ЦМ, о наилучшем местоположении точек сопряжения и оптимальной высоте захода в повороты и многих других. Мы надеемся обратиться к этим вопросам позднее.

Надеемся, что тренеры и спортсмены сочтут статью интересной для прочтения и полезной практически. Кстати, чтобы не засорять голову и тем самым не мешать спортсменам в выработке правильного двигательного стереотипа, в конкретной тренерской рекомендации, как проезжать те или иные повороты, слово траектория может вообще не упоминаться.

Александр Гай

Лыжа наружная и лыжа внутренняя

Теги: , ,


Введение. Не является откровением, что наружная и внутренняя лыжи (Н- и В-лыжи) работают в повороте неодинаково. Однако ни из горнолыжной литературы, ни из устных источников мы не смогли составить четкого представления, в чем различия между Н- и В-лыжами заключаются. Мы попытались этот пробел хотя бы частично восполнить. В данной работе не описывается горнолыжная техника как таковая, а лишь рассматриваются некоторые геометрические и физические обстоятельства, обусловливающие разную работу обеих лыж. Надеемся, что статья окажется полезной.

Почему два опорных канта лучше одного? Известно, что сноуборд не предназначен для очень быстрой езды. На неровном жестком снегу этот спортивный снаряд неустойчив уже на скоростях слалома и гиганта, не говоря о езде под и за 100 км/час. Ведь на достаточно высокой скорости из-за неровностей снега единственный опорный кант сноуборда непредсказуемо отрывается от склона, что делает повороты слишком нестабильными и угрожает спортсмену серьезными срывами с траектории и падением. А вот опора на два канта, наличие взаимной страховки лыж при срывах и иных дефектах ведения повышают надежность спуска и, следовательно, поднимают планку развиваемой лыжником скорости.

Но езда на двух лыжах имеет и другие преимущества. Варьирование нагрузки между лыжами обеспечивает удобство, ловкость, экономичность, адаптивность поперечных перемещений тела во время движения по дуге, в сопряжениях поворотов и в перекантовке. К тому же езда на двух кантах, при соблюдении некоторых условий, уменьшает сопротивление снега.

Преимущества езды на двух лыжах, даже незакантованных и близко поставленных, ярко проявляется в могуле. В лыжном балете вообще все очевидно. Сноуборд, без сомнения, совершеннее и быстрее при езде по целине, особенно, рыхлой (к тому же доску носить легче, а это существенное достоинство). Однако на неизведанных горных склонах, т.е. в настоящем, а не диетическом фрирайде, две лыжи надежнее, практичнее и естественней. Что же касается хав-пайпов, биг-эйров, «новых школ», прыжков откуда и куда ни попади и прочих не слишком извращенных способов получения удовольствия от езды по снегу, то лыжи и сноуборд по возможностям близки. Но и в этих видах спорта лыжи подходящих размеров и геометрии позволяют делать трюки сложнее и разнообразнее. Хотя бы по той простой причине, что человек с несвязанными ногами способен выдумать больше и геометрических фигур и вращений.

Немного физики и геометрии. Сразу скажем, что изложенное в этом разделе является очень большим, но удобным упрощением. Иначе текст и иллюстрации стали бы непродуктивно сложными, и мы потонули бы в физически корректных, но длиннющих и потому нечитабельных определениях, уточнениях и множестве стрелок векторов прямых и обратных сил, которые, все равно, полную картину происходящего дать не могут. Так вот, согласно третьему закону механики не только лыжи действуют на склон, но и склон действует на лыжи (силы реакции склона). Поскольку одна лыжа Наружная, а другая Внутренняя, назовем упомянутые силы Н- и В-силами реакции (отдачи) склона и будем изображать их в виде векторов (на Рис.1 они показаны красными стрелками, идущими от опорных кантов перпендикулярно «скользячке» вдоль голеней).

Н- и В-силы отдачи вызывают два основных эффекта. Во-первых, эти силы искривляют траекторию движения центра массы (ЦМ) лыжника в плоскости склона Именно этот эффект Н- и В-сил отдачи позволяет объезжать расставленные на трассе флаги, ехать по трассе. Точнее, траекторию ЦМ искривляет центростремительная сила (на Рис.1 – толстые красные стрелки, берущие начало от ЦМ), являющаяся одной из составляющих суммарной силы реакции склона (суммы Н- и В-сил). Геометрически очевидно, что доля центростремительной силы в суммарном эффекте сил отдачи становится больше при увеличении наклона лыжника внутрь поворота и уменьшении углового положения (УП).

Во-вторых, силы отдачи «вращают» лыжника в разных плоскостях. Самое наглядное вращение – изменение наклона лыжника во фронтальной плоскости. Те самые чередующиеся наклоны влево – вправо. Силы отдачи почти всегда «стремятся» уменьшить наклон лыжника внутрь поворота (направление и величина данной, «вращающей», силы показаны на Рис.1 дугообразными розовыми стрелками, что физически некорректно, зато наглядно). Назовем это важное и непростое техническое действие уменьшения наклона тела внутрь поворота термином «расклон» (созвучным термину «заклон», обозначающему действие противоположное).

Н- и В-силы отдачи при параллельности их векторов неодинаково влияют на траекторию ЦМ и наклон лыжника внутрь поворота.

ris-1

ris-1

Из Рис.1А, 1Б и 1В видно, что при наличии УП и равной закантовке обеих лыж вектор В-силы всегда проходит дальше от центра массы (ЦМ), чем вектор Н-силы. Поэтому рычаг, на который действует В-сила, длиннее рычага Н-силы. Следовательно, В-лыжа относительно эффективнее «расклоняет» лыжника, но слабее искривляет траекторию ЦМ. Правда, не стоит забывать, что вклад Н- и В-сил в расклон и в искривление траекторий зависит от распределения давления между лыжами. Чем слабее лыжник «давит» на В-лыжу, тем меньше ее вклад в расклон.

Увеличение УП и опоры на В-лыжу облегчают расклон (на Рис.1А – 1Б – 1В розовая стрелка удлиняется). Наоборот, уменьшение УП и более сильный наклон тела внутрь поворота (крен) в сочетании с давлением на Н-лыжу эффективнее искривляют траекторию ЦМ (на Рис.1В – 1Б – 1А удлинение толстой красной стрелки).

Во время заклона, когда УП относительно невелико, векторы отдачи проходят близко к ЦМ. Поэтому опора на В-лыжу и тем более опора на Н-лыжу движение заклона почти не ослабляет.

Мы полагаем, что понимание различий работы Н- и В-лыж может оказаться полезным спортсменам и тренерам для выявления и коррекции дефектов техники. Например, некий спортсмен в новых поворотах систематически «запаздывает». Эта нередкая ошибка нередко вызывается замедлением заклона по причине слабо выраженного УП, недогрузки и недозакантовки В-лыжи в окончаниях поворотов предыдущих, т.е. неэффективностью расклона в окончаниях поворотов предыдущих.

Неодинаковая закантовка Н- и В-лыж и непараллельность голеней наблюдаются очень часто даже у сильнейших горнолыжников в разных частях поворотов в слаломе и в гиганте и бывают выражены в разной степени: от едва уловимых до сильных (Рис.2).

Мы разделяем общепринятое мнение, что наилучшее ведение лыж должно иметь место при закантовке Н- и В-лыж на один и тот же угол. Но при соблюдении некоторых условий. Одно из них — для наилучшего ведения лыж совершенно необходимым является их приблизительно одинаковый прогиб, появляющийся при более или менее равномерном распределении нагрузки между ними. Кстати, параллельность голеней вовсе не обязательно означает равную закантовку обеих лыж.

Строго говоря, фактический, а не задаваемый лыжником, угол закантовки определяется не только положением голеней, но и микрорельефом склона под лыжами. Например, Н-лыжа может резать дугу по наружному скосу желоба, оставшегося после проезда предыдущих лыжников, а В-лыжа – по внутреннему скосу. Соответственно, у Н-лыжи фактическая закантовка будет меньше, а у В-лыжи больше.

Возникает вопрос, в слаломе и гиганте непараллельность голеней – это хорошо или плохо? Вопрос можно переформулировать и так: непараллельность голеней — дефект техники или нет? Нужно ли в поворотах, хотя бы в некоторых случаях, использовать ее специально? Прямо скажем, что ответа мы пока не знаем. Постараемся разобраться хотя бы частично.

Судя по множеству снимков, которые можно легко найти в горнолыжных изданиях, предельная разница углов закантовки Н- и В-лыж редко превосходит 20 град. Например, на Рис.2Е (Боде Миллер) разница углов закантовки при графической оценке составляет около тех самых 20 град. Но на Рис.2Б у того же лыжника разница углов закантовки относительно мала — порядка 5 град или даже меньше. Как и у Яницы Костелич (Рис.2А). Поэтому, вероятно, разницу углов закантовки лыж равную 15 град следует считать весьма большой, порядка 10 град – средней (Рис.2Д), а 5 град и меньше – малой (Рис.2А, 2Б, 2Г). Мы полагаем, что для практического анализа техники при разнице углов закантовки менее 5 град можно говорить об одинаковой закантовке лыж.

ris-2

ris-2

Обратим внимание, что во фронтальной плоскости угол между голенями почти всегда заметно больше угла, характеризующего разницу углов закантовки лыж.

Обычно при непараллельности голеней сильнее наклонена к склону наружная голень. По аналогии с ортопедией назовем это «Х-образной закантовкой», которая; в принципе, может быть следствием «перезакантовки» Н-лыжи и/или «недозакантовки» В-лыжи. Очень часто при «Х-образной закантовке» в крутых поворотах даже при весьма широком ведении лыж наружное колено касается или почти касается внутреннего ботинка или голени (Рис.1Д и 1Е).

Из Рис.1Г понятно, что при Х-образной закантовке (если разница углов закантовки лыж велика) векторы Н- и В-сил отдачи сходятся или даже перекрещиваются. Поэтому плечи рычагов, через которые указанные силы действуют на лыжника, меньше различаются по длине. И, следовательно, вклад каждой лыжи в «искривление траектории» и в «расклон» начинает меньше зависеть от того, какая это лыжа, Н- или В-.

Повторим, что наилучшее качество ведения лыж должно быть при их равной закантовке и равной загрузке. Но это гипотетически и на идеальном склоне. Не исключено, однако, что именно реалии слалома и гиганта заставляют спортсменов применять – инстинктивно или осознанно – неодинаковую, чаще Х-образную, закантовку обеих лыж.

В целом прослеживается такая закономерность – обычно сильнее закантована более загруженная лыжа. Как правило, на протяжении большей части поворота – это Н-лыжа. А вот на кадрах, на которых лыжники показаны ближе к окончанию поворотов, где по «теории» распределение нагрузки между лыжами выравнивается, порою можно увидеть сильнее закантованную В-лыжу (О-образная? закантовка). Смысл понятен – увеличенная нагрузка на В-лыжу и удлинение рычага В-силы отдачи облегчают расклон и подготовку к следующему повороту.

Разберем некоторые вероятные положительные свойства Х-образной закантовки лыж. Первое, что приходит на ум, это компенсация естественной кривизны голеней. Дело в том, что голени очень часто бывают фиксированы в ботинках таким образом, что даже при использовании максимального кантинга и в отсутствие боковых усилий колени лыжников смещены внутрь относительно плоскости, проходящей вдоль середины скользячки и перпендикулярной ее поверхности. Поэтому в повороте для соблюдения равной закантовки лыж спортсмену приходится сильнее наклонять наружную голень и слабее внутреннюю. То есть использовать Х-образную закантовку. Например, если вследствие недостаточного кантинга каждое колено оказывается смещенным внутрь совсем не на много, на 2 см, то у лыжника средних габаритов в крутом повороте при равенстве закантовки Н- и В-лыж угол между голенями (естественно, во фронтальной плоскости) составит порядка 5 град. Что немного, но заметно. Но ведь колено при фиксации голени в ботинке может быть смещено относительно лыжи гораздо сильнее. Мы думаем, что оптимальным расположением голени относительно лыжи во фронтальной плоскости является такое, когда при закантовке на любой угол середина колена находится точно в продольной плоскости, проходящей вдоль середины скользячки и перпендикулярной ей. Другими словами, колено должно располагаться точно над лыжей и не должно смещаться ни внутрь, ни наружу.

Перезакантовка сильнее нагруженной Н-лыжи, в принципе, может быть полезна по следующим причинам. Во-первых, для компенсации скручивания ее носков и задников и, во-вторых, для компенсации бокового люфта голени в ботинке. По нашим оценкам, в крутом повороте на жестком склоне скручивание носков и задников у лыж даже с большой торсионной жесткостью может достигать 2 — 3 град и более, а боковой люфт голени в ботинке – не менее 5 град. Поскольку торсионное скручивание захватывает лишь концы лыжи (в данном случае Н-лыжи), то суммарную «недозакантовку», или, если угодно, «паразитическую» «раскантовку», мы оцениваем – навскидку – величиной порядка 6 град. Вроде бы это не слишком много. Но вспомним, что на больших углах закантовки даже небольшое их изменение очень сильно сказывается на кривизне траектории, по которой следуют лыжи. И понятно, что если не компенсировать «паразитическую раскантовку» увеличением наклона голени, то лыжи следуют по дуге менее крутой, чем нужно. Да и «хватка» кантов при такой раскантовке становится слабее.

В-третьих, когда сильнее нагруженную Н-лыжу «сносит» наружу поворота (а мы все прекрасно знаем, что такое бывает часто), дополнительная закантовка этой лыжи увеличивает кривизну ее траектории, тем самым, позволяя восстановить опору на нее и исходную ширину ведения. Иллюстрацией подобной нередкой ситуации может служить Рис.2Е, на котором великий и ужасный Боде Миллер делает, как нам кажется, именно это. Может быть дело в лыжнике? Ведь это же Боде Миллер, такой неправильный. На Рис.2Б иллюстрация того, как тот же лыжник едет «правильно».

Недозакантовка В-лыжи встречается очень часто, и, мы думаем, вполне может иметь смысл. Во-первых, вероятно, что она позволяет избежать чрезмерно сильного «расклоняющего» эффекта В-лыжи и слишком раннего расклона. Отметим заодно, что при широком ведении лыж время во время сильного наклона внутрь поворота поза с меньшим наклоном внутренней голени просто гораздо удобнее и ловчее.

Во-вторых, не исключено, что при малой нагрузке «недозакантованная» В-лыжа интуитивно ведется лыжником «более плоско» для меньшего сопротивления снега. Ведь при равной закантовке, чтобы В-лыжа могла идти по такой же дуге, как и Н-лыжа, она должна быть также или, по крайней мере, сопоставимо сильно нагружена. Однако при недогрузке В-лыжи (а на протяжении большей части поворота так чаще всего и бывает) она изгибается недостаточно и, не способствуя удержанию лыжника на дуге поворота, тем не менее, увеличивает сопротивление снега значительнее, чем при более плоском ведении.

В-третьих, при равной закантовке обеих лыж В-лыжа, врезаясь в неровности снега, способна дестабилизировать движение всего лыжника в повороте. Это вовсе не удивительно и нередко происходит по той причине, что лыжи – даже когда голени параллельны – на микрорельефе склона могут фактически быть закантованы на разные углы. Обычно при этом фактически сильнее закантованной оказывается В-лыжа, поскольку ей часто приходится скользить по внутреннему скату желоба, оставшегося на трассе после проезда предыдущих лыжников. В пределе это явление — и при сильной и слабой загрузке В-лыжи — способно приводить, и довольно часто, особенно в слаломе, приводит, к «зацепу» ее носком за огибаемый флаг и сходу с дистанции.

Весьма вероятно, что лыжники используют использует недозакантовку В-лыжи именно чтобы избежать дестабилизации ведения и для страховки от подобных зацепов. Крайним проявлением страховки от зацепов является технический прием, нередкий в слаломе (в том числе и в исполнении знаменитых; иллюстраций этому можно найти немало), при котором возле флага обе лыжи распложены непараллельно: носок слабо загруженной или даже оторванной от снега В-лыжи «смотрит» в сторону Н-лыжи. То есть лыжники жертвуют чистотой «идеальной» техники ради надежности и возможности проехать «плотнее» к огибаемому флагу. Хотя, несомненно, на двух кантах ехать лучше, но, как говорится, нужда заставит.

Вероятно, последнее можно считать примером того, что у лыжников, кроме рекомендаций, как «ехать надо», кроме «технических идеалов», есть и практичное ощущение, как «ехать лучше». И надо сказать, что у нас самих перед глазами были случаи того, как юниоры, наученные держать голени строго параллельно, в дальнейшем по мере роста результатов постепенно переходили к ощутимой Х-образной закантовке.

К сожалению, пока мы все-таки не знаем, «как надо учить».

Эффекты Н- и В-лыж при потере сцепления кантов со склоном. Когда в крутом повороте кант Н-лыжи срывается со склона, давление на В-лыжу усиливается и, следовательно, она начинает сильнее расклонять лыжника, тем самым, препятствуя завалу лыжника внутрь поворота. При этом нередко увеличиваются наклон голени и закантовка В-лыжи. Отчасти потому, что лыжник инстинктивно цепляется за склон кантом этой лыжи. Данный эффект очевидным образом усиливается при более широком ведении лыж. Что лыжники делают и без теории: при ненадежном, угрожающим срывом, сцеплении со склоном лыжники инстинктивно используют более «широкую» стойку.

Отрыв от склона канта В-лыжи, особенно при ее сильной или преимущественной загрузке, нередко бывает более драматичным. После отрыва В-лыжи опора на Н-лыжу делает расклон менее эффективным, а это часто приводит к падениям внутрь поворота. Тем более, что сорванная В-лыжа нередко «отбивает» от склона и Н-лыжу.

Н- и В-лыжи и продольный баланс. Термин «продольный баланс» интуитивно понятен. Мы понимаем его как события и действия лыжника, связанные с перемещением ЦМ и давления на лыжи в продольном относительно их длины направлении.

Неодинаковое участие Н- и В-лыж в продольном балансе обусловлено, тем что в крутых поворотах неизбежно возникает разножка. Хотя в современных горных лыжах разножку стремятся уменьшить, тем не менее, в крутых поворотах при большом общем наклоне лыжника внутрь поворота (крене) длина разножки (при оценке по видео- и фотокадрам) бывает довольно большой, до длины ботинка.

Усиление давления на отставленную назад Н-лыжу (и на задники лыж) способствует смещению ЦТ кпереди и препятствует появлению задней стойки. А усиление давления на вынесенную вперед В-лыжу (и переднюю часть лыж) оказывает обратное действие.

Закономерности здесь, в принципе, банальны. Как нам кажется, не совсем банальными могут быть теоретические следствия. В частности, чтобы избежать выезда лыж из-под тела и обеспечить врезание носков лыж в снег можно статично «провисеть» над носками лыж в течение всего поворота. Езда при этом надежная, но не быстрая. А можно «подтолкнуть» ЦМ вперед, сильнее загрузив отставленную назад Н-лыжу. Это в динамике. По аналогии с ходьбой. Во время шага движение ЦМ вперед начинается с опоры на «заднюю» ногу. Тогда как в статике давление на заднюю ногу приводит к «застреванию» ЦМ сзади.

Систематические неточности использования Н- и В-лыж в продольном балансе также могут являться причиной неэффективности техники. Например, в нижней части крутых поворотов передняя стойка в сочетании с акцентированным давлением на более загруженную Н-лыжу способны вызвать слишком сильное «задавливание» ее носка и неоправданное увеличение сопротивления снега. Или, предположим, в окончаниях поворотов слишком сильная опора на В-лыжу может приводить к выраженному смещению ЦМ назад и выскальзыванию лыж вперед из-под лыжника. В явном виде такое выскальзывание лыж вызывает критическую потерю равновесия и у мастеров встречается редко. Но в замаскированном виде оно незаметно, проявляясь, в частности, чуть более ранней разгрузкой лыж в сочетании с незначительной задней стойкой, что вызывает цепь последующих технических ошибок: удлинение фазы сопряжения, задержку врезания кантов в новом повороте и т.д..

Н- и В-лыжи и вращения лыжника в плоскости склона. Вращения в плоскости склона – это те самые пресловутые повороты лыж и тела «влево – вправо». Механика таких вращений, при кажущейся простоте, на самом деле совсем не тривиальна. Дело в том, что при движении в повороте влияние закантованных Н- и В-лыж на эти самые повороты «влево – вправо» сложным образом определяется расположением лыж и нагрузкой на них. Действительно, в некотором диапазоне нагрузок усиление нагрузки на любую закантованную, Н — или В-, лыжу увеличивает ее изгиб и, следовательно, кривизну дуги поворота. Т.е. давление на любую из лыж способствует повороту лыжника в плоскости склона. Исходя из этого вполне очевидно, что сильнее нагруженная в большей части поворота Н-лыжа «стремится» сделать поворот более искривленным и, следовательно, этим ускорить вращение лыжника внутрь поворота. А менее нагруженная в большей части поворота В-лыжа, наоборот, способствует спрямлению траектории поворота и тем самым тормозит указанное вращение лыжника. И это подтверждается множеством видео- и фотокадров с известными спортсменами, где прекрасно видно, что Н- лыжа в крутом повороте изогнута сильнее В-лыжи.

Вместе с тем имеется и противоположная тенденция. А именно, Н-лыжа препятствует вращению лыжника внутрь поворота, а В-лыжа, наоборот, этому вращению способствует. В целом это объясняется разным расположением обеих лыж относительно проекции ЦМ. В качестве иллюстрации, наверное, удобнее использовать совсем не горнолыжный пример – автомобиль. Если у него притормаживает, предположим, правое колесо, то он «стремится» отклониться вправо. В горнолыжном варианте это означает, что усиленная опора на В-лыжу увеличивает «закручивание» лыжника в поворот. Данный эффект особенно заметен, когда носки обеих лыж «расходятся», т.е. когда В-лыжа сильнее развернута внутрь поворота, чем Н-лыжа. Подобное «непараллельное» положение лыж наблюдается чаще в скоростных дисциплинах.

Заключение. Различия Н- и В-лыж рассмотрены нами очень кратко. Мы не отвечаем на практические вопросы и не даем рекомендаций по технике. Отчасти потому, что многое нам самим теоретически и в тренерском аспекте не понятно. Тем не менее, мы надеемся, что изложенное может быть полезным для понимания механики поворотов и, следовательно, для совершенствования техники спортсменов.

Александр Гай

«Виртуальные бугры»

Теги: , ,


В горнолыжном мире термин «виртуальные бугры» распространен, но мы не встретили в литературе более или менее подробного описания, что же они из себя представляют? Ответ на этот вопрос может иметь, как нам кажется, не только абстрактный интерес. Как и Рон Ле Мастер («На кантах», 2002), мы полагаем, что наличие виртуальных бугров сказывается на технике поворотов.

В поворотах на любом склоне лыжи едут вниз по склону как бы переменной крутизны: в сопряжениях наиболее полого, а в точках траектории, где лыжи параллельны линии склона, настолько круто, насколько крут склон (Рис.1). Переменная крутизна спуска в повороте и образует эти самые виртуальные бугры.

«Виртуальные бугры» возникают вследствие округлости траектории лыж в поворотах. Поясним это гипотетическим примером на Рис.1 (слева), где изображены симметричные одинаковые повороты.

picture1

picture1

Геометрически очевидно, что если склон плоский, то отрезки прямых, соединяющие наиболее разнесенные по горизонтали точки этих поворотов (красные линии), одинаково наклонены относительно плоскости горизонта. При округлении поворотов лыжи проезжают по склону соответственно выше и ниже упомянутых отрезков прямых, вследствие чего на пути лыжника возникают неровности – те самые виртуальные бугры. Кстати, именно поэтому в более округлых поворотах виртуальные бугры выше. Правая часть Рис.1 иллюстрирует наклон траектории поворота относительно плоскости горизонта в точках А и О. Вполне очевидно, что путь, по которому едет лыжник, в точках О меньше наклонен к плоскости горизонта, а в точках А — больше.

«Строение» «виртуальных бугров». На Рис.2 воспроизведена примерная форма виртуального бугра, проезжаемого лыжником в крутом повороте на склоне крутизной в 40 град.

picture2

picture2

Мы посчитали, что более правильно связать начало бугра с началом поворота (в его «классическом» виде), то есть виртуальный бугор начинается в точке сопряжения поворотов и заканчивается в следующей точке сопряжения. В этом случае рельеф всего бугра представлен «холмом» и следующей за ним «впадиной». Холм и его вершина соответствуют верхней части поворота, а впадина с дном – нижней. Для упрощения мы считаем верхнюю и нижнюю части поворотов симметричными (хотя такое встречается нечасто). Поэтому на наших рисунках холм и впадина одинаковы по форме и размерам, но противоположно ориентированы.

Самым пологим и почти прямолинейным участком является въезд на холм бугра в зоне сопряжения поворотов. Съезд с виртуального бугра круче въезда и расположен между вершиной и дном. Наиболее крутой участок съезда (крутизна его такая же, как у склона) также практически прямолинеен, хотя и образуется сильно искривленной частью поворота. Эта «почти прямолинейность» спуска с холма виртуального бугра обусловлена тем, что повороты лыж при сравнительно небольших углах спуска (углах между направлением движения лыж и линией падения склона) мало сказываются на крутизне спуска. Например, на 40 – 30 – 20-градусных склонах крутизна спуска уменьшится на малозаметные 0,5 град при поворотах на 8 – 10 – 12 град относительно линии падения склона. Т.е. в области линии падения склона крутизна спуска в пределах вполне заметных поворотов на 16 – 20 – 24 град близка к крутизне склона.

Различие между крутизной спуска на восходящей и нисходящей части виртуальных бугров увеличивается в закрытых поворотах и на более крутых склонах. В очень закрытом повороте на 120 град (60 град + 60 град) на склоне в 40 град наиболее пологий участок въезда на бугор (область сопряжения) имеет крутизну всего около 19 град. А разница крутизны спуска между наиболее крутым и наиболее пологим участками бугра весьма заметна — около 21 град (Рис.1).

Где расположены вершины и дно бугров. Вершины и дно виртуальных бугров легко найти графически и даже непосредственно на склоне. Они находятся в точках дуги, наиболее отдаленных от прямых, соединяющих точки сопряжения с наиболее разнесенными по горизонтали точками поворота (Рис.1 и 2).

Нам кажется важным подчеркнуть, что вершины виртуальных бугров не совпадают с точками сопряжения поворотов, хотя по ощущениям именно сопряжения могут восприниматься лыжниками как вершины. Аналогично и дно впадин расположено не там, где лыжи едут вниз наиболее круто.

Интересно, что вершины и дно впадин виртуальных бугров расположены приблизительно в точках поворота, где лыжи повернули соответственно на ¼ и ¾ от угла всего поворота. Для примера: в целом повороте лыжи повернули на 80 град (угол между направлением движения лыж в точках сопряжения в начале и конце поворота). Тогда вершина и дно виртуального бугра соответствуют точкам траектории, где лыж повернули на 20 град и 60 град.

Высота виртуальных бугров зависит, как уже говорилось, от крутизны склона, «округлости», «закрытости» и длины поворота. Высоту можно приблизительно (а точно и не нужно) определять даже непосредственно на склоне. А тем более – на рисунках. Ведь нетрудно примерно оценить, насколько вершина и дно впадины бугра на склоне соответственно выше и ниже (по вертикали) соответствующих точек на упомянутых соединительных линиях.

Ориентировочные значения высоты виртуальных бугров «средней округлости» в поворотах на разных склонах приведены в таблице.

Поворот

Склон

Открытый поворот

40 град

Средний поворот

80 град

Закрытый поворот

120 град

10 град пологий

0,02 – 0,05

0,06 – 0,15

0,13 – 0,32

20 град средний

0,03 – 0,07

0,12 – 0,30

0,26 – 0,65

30 град крутой

0,05 – 0,12

0,20 – 0,50

0,36 – 0,90

40 град очень крутой

0,07 – 0,17

0,28 – 0,70

0,48 – 1,15

— расстояния между воротами принимаем равными 10 м в слаломе, 25 м в гиганте.
— первые числа в ячейках показывают высоты (в метрах) виртуальных бугров в слаломе, вторые — в гиганте.

Из таблицы видно, что на пологом склоне в открытом повороте высота виртуальных бугров равняется несущественным единицам сантиметров. Но на крутых склонах в закрытых поворотах виртуальные бугры достигают высоты около полуметра в слаломе и 1 метра в гиганте. В наиболее длинных поворотах слалома и тем более гиганта, особенно когда лыжник сильнее округляет траекторию, виртуальные бугры могут быть еще выше!

Средняя крутизна спуска и виртуальных бугров. Очевидно, в поворотах лыжник спускается по траектории переменной крутизны, которая в среднем более полога, чем склон. Непосредственно на склоне, если он ровный, средняя крутизна спуска лыжника в повороте равна крутизне прямой, связывающей наиболее разнесенные по горизонтали точки двух сопряженных поворотов. Иными словами, чтобы «увидеть» среднюю крутизну пути нужно «прострелить» от внутреннего флага одного поворота на внутренний флаг следующего.

Отрывающая и вдавливающая центробежные силы. Езда по виртуальному бугру приводит к появлению дополнительных, «вертикальных», центробежных сил, направленных перпендикулярно склону (Рис.3). На выпуклой части бугра эти силы уменьшают давление лыжника «в склон», а на вогнутой – увеличивают его.

picture3

picture3

Поэтому назовем их соответственно «вдавливающей» и «отрывающей» силами. Они максимальны в наиболее криволинейных областях виртуальных бугров – на вершине и дне и плавно уменьшаются до нуля в прямолинейных зонах. На крутом склоне в быстром закрытом повороте данные силы весьма заметны. Иллюстрацией отрывающей силы может служить хорошо известный «подхлест», описанный еще Жубером: в верхней части быстрого закрытого поворота на крутом склоне лыжи легко отрываются от снега.

Мы оценили ориентировочную величину этих вертикальных центробежных сил. Для простоты изложения расчеты упускаем. На склонах крутизной 10 – 20 – 30 град в крутых поворотах отрывающая сила весьма заметна, составляя (в максимуме!) около 17 – 32 – 43%! от силы тяжести. Эти значения, но с обратным знаком, могут быть перенесены и на впадину виртуальных бугров.

Однако, как и полагается, все сложнее.

picture4

picture4

Представленные величины отрывающей и вдавливающей сил справедливы только для «нижней части лыжника», т.е. лыж, креплений, ботинок и стоп, которые более или менее точно повторяют рельеф виртуальных бугров. А «верхняя часть» и центр массы (ЦМ) вследствие наклона лыжника внутрь поворота перемещается иначе. В крутом повороте за счет наклона всего тела ЦМ лыжника приближается к склону, иногда очень сильно. Очевидно, что перемещение ЦМ, обусловленное таким наклоном, накладывается на рельеф виртуального бугра. Назовем траекторию, получающуюся подобным наложением, «суммарным виртуальным бугром», или «виртуальным бугром ЦМ». Примерная его форма изображена красной линией на Рис.4. На нем видно, что рельеф суммарного виртуального бугра выражен сильнее, чем у виртуального бугра «обычного». Вследствие этого вертикальные центробежные силы должны заметно увеличиваться.

Во всяком случае, ясно, что силы, возникающие при проезде на скорости крупных виртуальных бугров, заметно влияют на баланс всех сил, действующих в повороте. Причем форма суммарного виртуального бугра определяется не только наклоном лыжника внутрь поворота, но и сгибанием и разгибанием ног и туловища, т.е. зависит от техники прохождения поворотов.

Заключение. Надеемся, наша работа показалась читателю интересной. Ясно, что силы, возникающие при проезде на скорости крупных виртуальных бугров, заметно влияют на баланс всех сил, действующих в повороте. Самый важный практический вопрос, как использовать рельеф виртуальных бугров в слаломе и гиганте, отчасти разобран в статье по активному мышечному ускорению, но в целом остается открытым.

Александр Гай

Открытый Пилотный Чемпионат Центрального Федерального Округа России среди инструкторских команд горнолыжных комплексов

Теги: , ,


Уважаемые коллеги!
Руководители горнолыжных курортов, комплексов, клубов Центральной России!
Руководители инструкторских служб горнолыжных центров!
Инструкторы горнолыжники и сноубордисты!
Федерация горнолыжного спорта и сноуборда России и Горнолыжный Клуб имеют честь пригласить вас на открытый Пилотный Чемпионат Центрального Федерального Округа России среди инструкторских команд горнолыжных комплексов,
который пройдет 8-11 февраля на базе Клуба.
В программе соревнований: гигантский слалом и комбинированная эстафета.
Важнейшими задачами Пилотного Чемпионата ФГССР являются
— развитие инструкторских служб горнолыжных центров России,
— повышение уровня мастерства инструкторского состава,
— приведение качества оказываемых услуг к единому уровню,
— поддержка командного духа инструкторской службы ГЛЦ.

До встречи на склоне.
Л. ТЯГАЧЕВ

Положение о Пилотном Чемпионате, состав Оргкомитета, заявка командная, заявка индивидуальная, система определения командных пунктов прилагаются.
Будем признательны за уведомления об участии.
Пресс-служба Чемпионата
Буцкий Андрей – 8 916 514 8497 info@fgssr.ru

Активное мышечное ускорение в современном слаломе и гиганте

Теги: , ,


Введение

Быстрый спуск лыжника по трассе сопровождается интенсивной мышечной работой. Этому не противоречит известный факт, что спортсмены с более высоким уровнем техники и функциональной готовности мышечную энергию расходуют экономнее. «Экономность» спуска высококлассных лыжников обусловлена тем, что с ростом мастерства сокращения мышц лучше координируются по силе и времени, меньше напрягаются мышцы, ненужные для спуска. Вспомним, как мальчишки подтягиваются на перекладине – по мере приближения к пределу начинают включаться совсем ненужные для подтягивания мышцы живота, ног, шеи и даже лица. Также и в горных лыжах, когда лыжник едет близко к физическому и техническому пределу, возникает чрезмерная и непродуктивная генерализация мышечного напряжения. Мы даже считаем, что степень участия «ненужных» мышц на трассе позволяет судить об уровне техники, физической и психологической готовности спортсменов, а обучение расслаблению может явиться одним из способов повышения мастерства горнолыжников.

Но наша, не побоимся этого слова, «теоретическая» работа посвящена анализу некоторых, в принципе, возможных механизмов применения именно дополнительной мышечной работы для увеличения скорости в слаломе и гиганте. Назовем такое ускорение активным мышечным ускорением (АМУ). То, что АМУ используется в слаломе и гиганте, косвенно подтверждается большей скоростью мужчин, которые в среднем превосходят женщин в мышечной силе (психологию и пропорции не упоминаем). Если бы скорость определялась только чистотой следа и «плотностью» проезда к флагу (как считают некоторые авторы), то женщины вряд ли уступали бы мужчинами. Кстати, совершенно понятно, что АМУ целесообразно применять только в таких поворотах, которые лыжник «должен» и способен проехать быстрее.

АМУ наиболее наглядно в «коньковых движениях» стартового разгона. Но по достижении «крейсерских» скоростей слалома и тем более гиганта «конек» в чистом виде становится неэффективным и даже вредным. Тем не менее существует возможность дополнительного ускорения даже при параллельном ведении лыж и связана эта возможность с так называемой «вертикальной» работой лыжников и наличием на склоне «виртуальных» неровностей.

рис1

рис1

<

АМУ на роликах в круглой рампе. Разберем на простом, «не лыжном», примере вполне эффективное и эффектное ускорение с помощью АМУ, а именно, на примере езды спортсмена на роликовых коньках в круглой рампе (Рис.1). Используя только сгибание и разгибание ног, без всяких коньковых движений, роллер способен разгоняться и выпрыгивать намного выше верхнего края рампы, увеличивая запас энергии сверх первоначального уровня. Для этого роллер делает следующее: при съезде вниз он сгибает ноги, благодаря чему глубина «падения» и скорость увеличиваются; затем, перед началом въезда, быстро распрямляется, придавая телу дополнительное ускорение вверх, в направлении предстоящего движения. Такое же, по сути, АМУ используют в хафпайпах сноубордисты и лыжники.

рис2

рис2

Прямой спуск на лыжах. АМУ на буграх. Применительно к слалому и гиганту разберем на двух гипотетических примерах. Первый имитирует относительно продолжительные повороты (Рис.2). Предположим, лыжник спускается по склону с крупными буграми, проезжая от вершины до вершины за обычное для поворотов гиганта время порядка 1 — 1,5 сек. Для увеличения скорости лыжник на вершине бугра, перед началом съезда с него, выпрямляет ноги, приподнимаясь над поверхностью склона (чем выше, тем лучше). Затем во время съезда с бугра приседает, но, подъезжая к дну и на самом дне, вновь быстро, с силой, выпрямляет ноги. Въезжая на следующий бугор, сгибает ноги, но на вершине опять встает и так далее. Ускорение лыжника происходит вследствие: 1) увеличения крутизны съезда центра массы (ЦМ) с предыдущего бугра; 2) уменьшения крутизны въезда ЦМ на следующий бугор; 3) увеличения средней крутизны спуска (без пояснений, что мы под этим подразумеваем); 4) придания телу на дне впадины между буграми (и в конце нисходящей части бугра) дополнительного ускорения, импульса, вверх, к вершине следующего бугра. Движения лыжника на больших буграх напоминают таковые в хафпайпе.

рис3

рис3

На коротких буграх ситуация немного иная (Рис.3). Представим, что на очень пологом склоне лыжники накатали маленькие бугры и неглубокие впадины, по длине сопоставимые с длиною лыж (на лыжных курортах такое часто можно увидеть в траверсах). В прямом спуске лыжник заметно ускоряется, если на нисходящей части бугра или впадины быстро, с силой, выпрямляет ноги. А на восходящей части бугра, наоборот, быстро, с опережением, сгибает ноги, как бы «облизывая» вершину. Скорость возрастает потому, что: 1) быстрое выпрямление ног на нисходящей части бугров, создает дополнительное давление лыж на склон и, суммируясь с силой тяжести, увеличивает вызванное ею ускорение; 2) быстрое выпрямление ног ускоряет лыжника в направлении его движения по восходящей части; 3) быстрое сгибание ног на восходящей части бугра уменьшает давление на него лыж, тем самым, уменьшая тормозящее действие силы тяжести при въезде на эту восходящую часть.

Различия АМУ «на длинных и коротких буграх» обусловлены не только размерами и геометрией описанных «виртуальных» неровностей склона, но и фактором времени. Небольшие бугры (их можно рассматривать как маленькие ямы, или хафпайпы) проезжаются за короткие промежутки времени и полученного «внизу», на дне, вертикального ускорения достаточно, чтобы легко въехать на вершину следующего бугра («облизать» ее), проехав его восходящую часть со слабой опорой или почти без опоры на снег. А длинные бугры проезжаются за относительно большое время, при котором малоопорный проезд по восходящей части бугра невозможен. Ради справедливости заметим, что при детальном рассмотрении механизмы АМУ на крупных и мелких виртуальных буграх и ямах оказываются во многом сходными.

Механизмы АМУ в горнолыжном слаломе и гиганте. Примеры АМУ в роллерной рампе, «хафпайпах», на больших и малых буграх иллюстрируют некоторые принципиально возможные механизмы увеличения скорости за счет дополнительной мышечной работы в реальных поворотах слалома и гиганта.

рис4

рис4

 

Дело в том, что езду поворотами, даже на абсолютно ровном склоне, можно представить, как преодоление двух типов виртуальных неровностей. Первые и главные — лежащие в плоскости склона «горизонтальные виртуальные ямы» («виртуальные хафпайпы»), т.е. те самые «дуги поворотов», при взгляде сверху напоминающие роллерные рампы (Рис.4). Вторые – те самые знаменитые виртуальные бугры. Они расположены в плоскости, перпендикулярной склону (описаны в другой статье) и возникают вследствие неодинаковой крутизны спуска лыжника в разных точках поворота. Здесь лишь кратко упомянем, что виртуальный бугор в каждом повороте представляет собою сочетание собственно бугра и следующей за ним впадины. В боковой проекции виртуальные бугры представляют вытянутую S-образную кривую (Рис.4; на нем изображены два крутых сопряженных поворота и, с соблюдением приблизительных пропорций, соответствующие им виртуальные бугры, которые возникают на склоне крутизной около 30 град).

Не отвлекаясь от основной темы, скажем, что расположение вершин и впадин виртуальных бугров легко определить на траектории поворотов (на Рис.4 соответствующие точки поворотов и бугров связаны пунктиром).
Все описанные выше механизмы АМУ в той или иной мере могут использоваться в слаломе и гиганте, по сути, представляя собой усиленную — в определенных частях поворотов — вертикальную работу лыжника, т.е. активное сгибание и разгибание ног, а также туловища. Понятно, что направление движений вертикальной работы относительно плоскости склона меняется в зависимости от наклона лыжника (крена) внутрь поворотов. Т.е. реальное АМУ имеет место не в плоскости, а в сложным образом искривленной поверхности, очень трудной для анализа. Поэтому нам представляется, что в настоящий момент проще и целесообразнее рассматривать движения АМУ не в упомянутой мудреной поверхности, а в двух взаимно перпендикулярных направлениях: перпендикулярном склону — на виртуальных (вертикальных) буграх и параллельном склону (в плоскости склона) — в виртуальных (горизонтальных) ямах. Назовем такие АМУ, соответственно, горизонтальным и вертикальным АМУ. Для этой цели вероятно, подойдут и простецкие термины, типа – «АМУ в ямах» и «АМУ на буграх». Поскольку глубина виртуальных ям намного (в разы) больше высоты виртуальных бугров, то «горизонтальное АМУ» в большинстве случаев эффективнее «вертикального АМУ».

Мы полагаем, что в слаломе и гиганте среди всех механизмов АМУ самый эффективный — «отталкивание от дна». Будь то дно виртуальной ямы или дно впадины виртуального бугра.

На Рис.4 видно, что дно горизонтальной виртуальной ямы расположено в области огибаемого флага, а впадина вертикального виртуального бугра – приблизительно на ¼ поворота (имеется ввиду угол поворота) соответственно раньше и позже. Этим фактором и определяется расположение области поворотов, в которой АМУ должно быть наиболее действенным. Отталкивание от дна в «горизонтальном АМУ» эффективно в области немного до и сразу после огибаемого флага, а в «вертикальном АМУ» — приблизительно на ¼ поворота позднее. На Рис.4 эти области поворотов обозначены соответственно розовым и красным цветом. Таким образом, зона эффективности такого механизма АМУ, как «выталкивание от дна», занимает около четверти поворота в области огибаемого флага и немного ниже его. Кстати, если рассматривать траекторию поворотов «в виде сверху», то четко видно, что «выталкивание от дна» виртуальной ямы, придает лыжнику ускорение не только к центру поворота, но и, частично, в направлении движения в окончании поворота. В принципе, этот вид АМУ должен быть эффективнее в более искривленных поворотах.

Нельзя скидывать со счета и такой механизм АМУ, как увеличение средней крутизны спуска. Особенно в гиганте. Именно в нем наиболее часто можно видеть, как в начале поворотов горнолыжники едут распрямленными, а плавно и относительно медленно увеличивающийся заклон позволяет въехать на вершину бугра с довольно высоко расположенным центром массы (ЦМ). Однако на дно виртуальных ям и затем во впадины виртуальных бугров лыжники въезжают, по возможности, приблизив ЦМ к склону, в основном, за счет сильного наклона к центру поворота и сгибания туловища вперед.

Как выполнять АМУ. Выталкивание от дна – термин, вероятно, не самый удачный. Поскольку ассоциируется, во всяком случае, у нас, с чем-то слишком быстрым, резким, судорожным, очень кратковременным. На самом деле, ежу и нам понятно, что в реальности это действие растянуто во времени и должно быть плавным, по возможности, сохраняющим чисто резаное ведение лыж. Действительно, резкое выталкивание может вызывать срыв лыж с нарушением чистоты следа резаного ведения.

Однако, отметим одно, на первый взгляд, парадоксальное обстоятельство. При начавшемся срыве лыж выталкивание от дна как раз и может и, вероятно, должно быть резким. Ведь в данном случае оно используется не только для АМУ, но и для компенсации сноса ЦМ наружу поворота. А резаного ведения при этом все равно уже нет.

Предвидим возражение – какое выталкивание, когда нагрузки на ноги столь велики, тут наружную ногу не согнуло бы. Это справедливо. Но кто сказал, что АМУ применяется во всех типах поворотов. Имеются и контролирующие повороты, в которых не ставится техническая задача ехать с ускорением. Кроме того, не забудем, что АМУ может применяться и в верхних, слабее нагруженных частях поворотов. Во многом именно поэтому горизонтальное АМУ – выталкивание в виртуальной яме – довольно эффективно также и в зонах поворотов «до огибаемого флага».

Заключение. Если читатель добрался до этих слов, то изложенное было ему не совсем безразличным. Надеемся, что наш анализ АМУ окажется хоть в чем-то полезным и тренирующим практикам, и ищущим спортсменам, и фанатам-любителям.

P.S. При необходимости читателю не составит труда самому подробнее рассмотреть механизмы и нюансы АМУ. Например, проанализировать очень интересный и наглядный феномен ускорения лыж (но не ЦМ!) в зоне поворота «возле и вскоре после огибаемого флага». Этот феномен мы связываем, в частности и помимо прочего, с изгибом задней части лыжи при съезде на дно виртуальной ямы.

Александр Гай

О современной ширине ведения лыж в слаломе и гиганте

Теги: , , ,


Введение. Общепринято, что нынешние слалом и гигант характеризуются «широким» ведением лыж. Нельзя не согласиться, что ныне спортсмены ведут лыжи заметно шире, чем в эру горнолыжной «классики». Однако не все так просто. Найдется немало кадров, на которых выдающиеся современные мастера в целых поворотах или в отдельные моменты ведут лыжи довольно узко. А при просмотре ЧМ 2009 и этапов КМ 2008 – 2009 вообще складывается впечатление, что повальное увлечение широким ведением лыж заканчивается. Во всяком случае, эта тенденция явно просматривается в слаломе.

Оценка ширины ведения лыж во многом зависит от того, что с чем сравнивать. 40 — 50 лет назад техничным считалось вести лыжи подчеркнуто сомкнутыми и нынешняя ширина ведения покажется очень большой. Но задолго до появления карвинговой геометрии лыжи начали расходиться и совсем узкое ведение стало любительским анахронизмом.

Кстати, а что значит «широкое» и «узкое» ведение лыж. Какие у них достоинства и недостатки? На какие критерии ориентироваться? Вопрос этот, на самом деле, не праздный. Ведь тот или иной ответ на него затем автоматически превращается в рекомендации тренеров и технические установки и навыки спортсменов. Мы попытались в этом вопросе немного разобраться.

Что такое ширина ведения лыж? Определим ее как расстояние между следами одноименных кантов (правый – правый, левый – левый). Особо подчеркнем, что в повороте расстояние между лыжами часто определяется не только желанием или техническими навыками спортсмена, но очень часто бывает случайным, зависящим от «своевольного», порою даже непредсказуемого поведения лыж. Особенно это относится к скоростным крутым поворотам, на крутых склонах, при недостаточной хватке кантов, когда ширина ведения, как правило, увеличивается из-за случайного или неизбежного сноса сильнее нагруженной наружной лыжи. Выхваченные из всего поворота кадры с такого рода «широким» ведением лыж иногда преподносятся в качестве эталонных, особенно если спортсмен известный. Хотя в таких случаях сами спортсмены вряд ли возражали бы против прохождения поворотов без сноса наружной лыжи, т.е. ведения более узкого. Поэтому будем помнить, что ширина ведения бывает желаемая и фактическая.

Лыжи в современном слаломе или гиганте ведутся в среднем заметно шире, чем в докарвинговую эру. Это — несомненно. Как мы полагаем, по следующим причинам.

рисунок 1

рисунок 1

1. Более широкое ведение лыж на протяжении всего крутого поворота является, отчасти, следствием геометрически вынужденного широкого ведения во время сильной закантовки. Действительно, «новая» геометрия лыж сделала повороты слалома и гиганта, и в среднем и в максимуме, круче и быстрее и тем самым увеличила возможные и необходимые углы закантовки. В «классическом» слаломе и гиганте углы закантовки более 500 встречались эпизодически, а ныне нередким стало надежное ведение приталенных лыж при закантовке свыше 700. Но сильная закантовка геометрически требует более широкого ведения лыж (как это, примерно, происходит, показано на Рис.1). Например, наименьшая ширина ведения лыж при закантовке на 500 и 700 (при средних размерах ботинок и голеней и ширине лыжи в талии около 7 см) составит соответственно порядка 15 и 25 см. Различие немалое — больше, чем в полтора раза.

2. Другой причиной, вынуждающей спортсмена вести лыжи широко с самого начала нового поворота, является нежелательный снос наружной лыжи в повороте предыдущем. Такое происхождение широкого ведения лыж очень нередко наблюдается в напряженных скоротечных поворотах, когда восстановление более узкого ведения энергетически невыгодно, да и времени на него не хватает.

3. Еще одной причиной использования широкого ведения лыж является необходимость повышения надежности езды по трассе. Действительно, более широкое ведение в наиболее крутых и сложных участках поворотов позволяет подстраховаться от потерь равновесия при грубых срывах, сносах и соприкосновения лыж и других дефектах их ведения.

4. Широкое ведение лыж, особенно в гиганте, нередко бывает более удобным и эффективным, поскольку в сопряжениях поворотов облегчает действия лыжника, связанные с переносом ЦМ в сторону следующего поворота. По терминологии книги Грега Гуршмана «Пьянта Су!» Горные лыжи глазами тренера» (2005) к таким действиям можно отнести «пересечение над», перецентровку, перекантовку, заклон, а также раннюю закантовку (наружной лыжи).

Недостатки широкого ведения лыж в слаломе и гиганте обусловлены геометрическими, физическими и техническими факторами. Для некоторых факторов мы попытались сделать приближенные количественные расчеты, насколько сильно более широкое ведение может отразиться на результатах в слаломе и гиганте. Сравнивали ширину ведения: 25 см и 45 см. Т.е. «более широкое ведение» было на 20 см шире «более узкого».

Понятно, что точные вычисления применительно к «живому» горнолыжному повороту дело практически невозможное и зачастую просто ненужное. Тем не менее, мы уверены, что в некоторых случаях количественная оценка может оказаться полезной. В расчетах с использованием элементарной геометрии и физики бы сделан ряд необходимых допущений. В частности, мы допустили, что при широком и узком ведении: 1) внутренняя лыжа проходит в 20 см от огибаемого флага; 2) расстояние между лыжами неизменно; 3) обе лыжи нагружены в равной мере. Все результаты расчетов являются сугубо приблизительными.

рисунок 2

рисунок 2

Сразу заметим, что увеличение ширины ведения лыж не только раздвигает следы лыж, но и «отодвигает» траекторию центра массы (ЦМ) от центра поворота (Рис.2). Особенно в слаломе. Вследствие этого траектория ЦМ удлиняется и сильнее искривляется. Собственно говоря, геометрические и физические эффекты увеличения ширины ведения лыж во многом схожи с тем, что происходит при менее «плотном» огибании флагов. Если вести одинаково нагруженные лыжи на 20 см шире, то ЦМ «отодвигается» от наружу поворота примерно на 10 см. «Отодвигание» ЦМ от центра поворота наиболее заметно в слаломе, но менее явно имеет место и в гиганте. Очень важное обстоятельство — чем сильнее загружена наружная лыжа (в сравнении с внутренней), тем сильнее «отодвигание» траектории ЦМ.

В принципе, можно частично компенсировать влияние большей ширины ведения лыж на траекторию ЦМ. Например, переносом давления на внутреннюю лыжу. Однако это слишком изменяет технику поворотов и увеличивает риск падения. Или дополнительным выпрямлением наружной ноги. Но в крутых поворотах это сделать трудно, так как более широкое ведение само по себе выпрямляет наружную ногу.

Негативные эффекты большей ширины ведения лыж.

1. Удлинение траектории наружной лыжи и ЦМ (зависит только от угла поворота и прироста ширины ведения). В повороте на 600 прирост ширины ведения с 25 см до 45 см удлиняет путь наружной лыжи приблизительно на 12 см и путь ЦМ — на 6 см. На гипотетической трассе (50 ворот, средний угол поворотов – 600) суммарное удлинение пути наружной лыжи и ЦМ составит, соответственно, более 6 и 3 метров. На слаломной скорости (условно примем ее равной 10 м/сек, или 36 км/час) лыжник, ведущий лыжи на 20 см шире только по причине отставания ЦМ потеряет на финише около 0,3 сек (0,6% от суммарного времени). Как видим, вполне ощутимое различие. А ведь при преимущественной опоре на наружную лыжу (что характерно для большей части большинства поворотов) потеря времени станет еще существеннее.

2. Увеличение кривизны траекторий лыж и ЦМ. Эти негативные эффекты особенно велики в коротких и некрутых поворотах. В 6-ти метровом повороте слаломной змейки прибавка 20 см к ширине ведения искривляет дугу наружной лыжи очень заметно – радиус ее кривизны уменьшается в среднем не менее, чем на 2,5 м! Это в среднем на поворот. А в зоне огибаемого флага, очевидно, еще сильнее, раза в полтора, как минимум. При этом очень существенно возрастают центробежная сила, давление лыж на снег и его сопротивление. Правда, и без теории спортсмены чувствуют этот недостаток широкого ведения в змейках и, как правило, стараются проходить их «не широко».

В более длинных и крутых поворотах описанные негативные эффекты широкого ведения проявляются значительно слабее. Приведем примеры. В серии «одинаковых» слаломных поворотов длиною 11 м и с «разводом» внутренних вешек по горизонтали на 4 м увеличение ширины ведения с 25 до 45 см уменьшает радиус дуги обеих лыж в среднем на 36 см. В еще более крутых поворотах с «разводом» ближайших вешек по горизонтали на 6 м «расширение» ведения на те же 20 см уменьшает радиус кривизны дуги обеих лыж гораздо слабее – всего на 16 см. Очевидно, что дополнительное искривление следа происходит, в основном, в средних частях поворотов, для которых уменьшение радиуса кривизны можно предполагать (навскидку) раза в полтора — два более существенным, чем в среднем.

Но даже в относительно длинных и крутых слаломных поворотах упомянутое вроде бы незначительное искривление траектории ЦМ дает вполне ощутимый прирост центробежной силы и сопротивления снега. Если вести лыжи на 20 см шире, то в поворотах с разводом ворот 4 м и 6 м центробежная сила увеличивается порядка на 7% и 4%. Если предположить, что сопротивление снега пропорционально давлению на него лыжи, то за счет прироста центробежной силы усиление сопротивления снега в целом повороте мы, вероятно, можем оценить не менее, чем в 3% и 2%. На гипотетической трассе слалома это должно приводить к увеличению времени спуска, как минимум, на те же 3% и 2% (1,5 и 1 сек).

Негативные эффекты широкого ведения лыж, обусловленные увеличением кривизны поворотов, в принципе нельзя рассчитать точно. Но наши сугубо ориентировочные расчеты позволяют полагать, что дополнительное искривление траекторий имеет негативные последствия, вероятно, в несколько раз превосходящие эффекты удлинения траекторий.

3. Изменения техники поворотов. Поскольку при значительном увеличении ширины ведения раздвигаются и голени лыжников (Рис.2), то возникает ряд последствий, которые мы также рассматриваем как негативные.
Вот некоторые:
— при широко расставленных голенях труднее удерживать лыжи параллельными и равно закантованными.
— дополнительно выпрямляется наружная нога. Поэтому в крутых нагруженных поворотах, при почти неизбежном сносе наружной лыжи, спортсмену труднее с помощью опережающего выпрямления наружной ноги (естественно, с расширением ведения) компенсировать снос всего тела наружу поворота.
— при исходно широком ведении лыж дополнительный снос наружной лыжи может приводить к чрезмерной загрузке внутренней лыжи.
— усиливаются ненужные, но неизбежные паразитические вращательные импульсы, возникающие в повороте при наезде широко расставленными лыжами на дефекты снега (неровности, следы лыж и т.п.).

4. Негативные эффекты широкого ведения лыж в гиганте выражены значительно слабее, чем в слаломе. Это связано, во-первых, с большей скоростью, развиваемой лыжниками в гиганте. К примеру, на гипотетической трассе гиганта (те же 50 ворот, та же средняя крутизна поворотов – 600) траектория ЦМ станет длиннее на те же 3 м. Но поскольку в гиганте скорость лыжника раза в 2 больше, чем в слаломе (порядка 20 м/сек), то потеря времени на финише составит всего 0,15 сек (что, на наш взгляд, также ощутимо).

Во-вторых, в гиганте, в котором повороты в 2 – 3 раза длиннее слаломных, увеличение ширины ведения лыж еще слабее искривляет траектории лыж и ЦМ. Так, в повороте 26 м длиной и «шириной» 6 м при более широком (на 20 см) ведении лыж радиус кривизны траектории ЦМ уменьшится всего на 14 см, а прирост центробежной силы и сопротивления снега составят, соответственно, менее 2% и 1%, лыжниками практически не ощущаемые. Поэтому в гиганте положительные стороны широкого ведения лыж становятся заметнее.

Наибольшая ширина ведения лыж обычно не превосходит суммарной длины голени со стопою, чаще всего, составляя в максимуме около 4/5 – 5/6 от этой длины (при этом наружное колено находится на уровне ботинка внутренней ноги и близко к нему). И действительно, на кадрах с известными лыжниками видно, что даже при очень больших углах закантовки расстояние между следами лыж практически никогда не превосходит указанной выше суммарной величины, которая, видимо, близка к «естественному» максимуму ширины ведения. В принципе, имея хорошую гибкость, можно «раскорячиться» и на более широкое ведение. Однако получающаяся при этом поза не естественна, не удобна и еще сильнее затрудняет соблюдение равной закантовки и параллельности лыж.

Чему же равны узкое и широкое ведение лыж? Вообще то для практики точность цифр не нужна. В обыденной горнолыжной жизни достаточно определений, типа «шире» — «уже». Тем не менее, для некоторого наукообразия дадим ориентировочные градации ширины ведения лыж. Теоретически оценка ширины ведения и рекомендации зависят от ряда факторов: крутизны и длины поворотов, размеров лыжника и других. Например, ширина ведения в 30 см в слаломной змейке, скорее всего, великовата, а в крутых поворотах гиганта — с сильной закантовкой да на сложном склоне — маловата.

Кстати, ширину ведения лыж вполне можно оценивать «на глазок», «на вскидку», по ощущениям лыжника. Например (как это ни забавно), по числу горнолыжных ботинок, которые можно мысленно уместить между лыжами. Узкое ведение – между лыжами помещается 1 ботинок (или менее), среднее ведение – 2 ботинка, широкое – 3 ботинка. Довольно смешно, но не лишено смысла такое, к примеру, определение: ширина ведения – два ботинка. Для взрослых среднегабаритных лыжников расстояние между одноименными кантами при этом составляет соответственно около 20 – 25 см, 26 – 35 см и 36 – 45 см. Добавим также очевидные градации: «очень узкое» и «очень широкое».

За среднюю ширину ведения для некоего лыжника, вероятно, можно принять ширину таза на уровне тазобедренных суставов. Использованные нами две ширины ведения лыж в 25 и 45 см могут быть классифицированы как узкое и широкое.

Наилучшая ширина ведения лыж для всех случаев, конечно, не существует. Позитивные свойства узкого ведения лыж сильнее проявляются в слаломе – в змейках и в коротких менее искривленных поворотах, а также в поворотах на большие углы. В гиганте негативные эффекты широкого ведения выражены слабее и на первый план выходят его достоинства. По всей видимости, наиболее универсальной (но не всегда лучшей) следует считать среднюю ширину ведения лыж, которая позволяет кантовать лыжи даже на предельные углы и у которой недостатки широкого ведения выражены слабее.

рисунок 3

рисунок 3

Переменная ширина ведения (Рис.3В) во многих случаях позволяет по ходу поворота использовать достоинства и узкого и широкого ведения. Надо сказать, что в современных крутых напряженных поворотах такой способ ведения лыж встречается очень часто. Как упоминалось выше, это может быть следствием сноса наружной лыжи. Поэтому мы должны различать принципиально разные ситуации: когда переменное расстояние между лыжами задается специально и когда его появление пусть и закономерно, но нежелательно.

В случаях, когда лыжнику удается вести лыжи по задуманной траектории, например, при чисто резаном ведении, переменная ширина ведения, в основном, позволяет немного спрямить траекторию наружной лыжи, тем самым, уменьшая давление лыжи на снег и его сопротивление (Рис.3Б, 3В). При этом узкое в начале поворота ведение затем постепенно сменяется на широкое. Кроме положительного эффекта спрямления траектории наружной лыжи достигаемое к зоне сопряжения широкое ведение лыж облегчает перекантовку, перецентровку, начало резаного ведения наружной лыжи, активный перенос массы (т.е. ускорение) в направлении движения лыжника в новом повороте и т.п.. Понятно, что этот прием затруднен в скоротечных поворотах и потому удобнее в гиганте.

При вынужденном сносе наружной лыжи события могут разворачиваться разным образом. Без сомнения, лучше, когда снос наружной лыжи сопровождается быстрым выпрямлением наружной ноги. Это облегчает удержание ЦМ на исходной траектории поворота и уменьшает негативные последствия такого сноса. Хуже, когда «расширение» ведения лыж вследствие сноса наружной лыжи происходит при «пассивной» наружной ноге – при этом смещается наружу и ЦМ лыжника, что, конечно, не выгодно.

Нам кажется несомненным, что и при «исходно заданной» переменной ширине ведения и при неспециальном сносе наружной лыжи желательную ширину ведения лучше восстанавливать между поворотами, с отрывом от снега «старой наружной – новой внутренней» лыжи (Рис.3 В).


Заключение.
В конце нашего довольно пространного, но, надеемся, небесполезного сообщения повторим, что бытующее мнение о широком ведении как одной из основ современной техники слалома и гиганта верно лишь отчасти. Вероятно, правильнее говорить о более широком, чем ранее, ведении лыж. Тем более, что часто лыжи ведутся широко не преднамеренно, а вследствие сноса наружной лыжи.

В крутых поворотах преднамеренное, исходно широкое ведение лыж, кроме несомненных достоинств имеет и ощутимые недостатки: дополнительное удлинение и искривление траекторий лыж и ЦМ, увеличение центробежной силы и сопротивления снега, ухудшение активной компенсации сноса ЦМ наружу поворотов. Поэтому любая рекомендация по ширине ведения лыж в идеале должна быть адаптирована к условиям склона, спортсмену и характеристикам поворотов и другим конкретным обстоятельствам.

В менее длинных поворотах чаще всего (в змейках обязательно) выгоднее вести лыж не широко. Иногда лучше правильным образом специально менять расстояние между лыжами по ходу поворотов.

И, вероятнее всего, без всяческих «теоретических» заморочек, в обычных условиях просто не следует «стараться» вести лыжи «широко» специально. И уж совершенно ясно, что ведение лыж не должно быть «очень широким». Как всегда, дело в нюансах, которые доступнее корифеям. Но знание этих нюансов позволяет думать о приближении к этим горнолыжным небожителям.

Александр Гай