Архив по тематике | "внуренняя и наружная лыжа"

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