Геометрия лыж — это форма лыжи . Описанная в направлении движения, передняя часть лыжи, обычно заостренная или закругленная, является носком, середина — талией, а задняя часть — хвостом. У лыж есть четыре аспекта, которые определяют их основные характеристики: длина, ширина, боковой вырез и прогиб. Лыжи также различаются в более мелких аспектах для решения определенных нишевых задач. Например, лыжи для могула намного мягче, чтобы поглощать удары от быстрых и резких поворотов могула, а лыжи для пухляка намного шире, чтобы обеспечить больше «плавания» в более глубоком, мягком снегу.
Длина и ширина лыжи определяют ее общую площадь поверхности, которая дает некоторое представление о плавучести лыжи или способности оставаться на поверхности снега, а не погружаться в него. Беговые лыжи должны быть узкими, чтобы уменьшить сопротивление, и, следовательно, должны быть длинными, чтобы обеспечить требуемое плавание. Горные лыжи, как правило, не предназначены для уменьшения сопротивления и, как правило, короче и шире. Лыжи, используемые в соревнованиях по скоростному спуску, длиннее, с едва заметным боковым вырезом, рассчитаны на скорость и широкие повороты. Слаломные лыжи, а также многие любительские лыжи, короче и с большим боковым вырезом, чтобы обеспечить более крутые и легкие повороты. Для лыж для внетрассового катания наблюдается тенденция к более широким лыжам, которые лучше плавают по поверхности пушистого снега. Ширина лыж для универсальных и внетрассовых лыж в целом увеличилась с 1990-х годов, когда ширина 85 мм считалась широкой для пухляка. [1] Начиная с 2010 года многие известные производители лыж продают универсальные лыжи для фрирайда для широкой публики, начиная с диапазона 90 мм и до 120 мм и более. [2]
Носок лыжи часто касается снега и обычно загибается вверх, чтобы ехать по нему. Наконечники были заостренными на протяжении большей части истории катания на лыжах, но введение лыж более широкой формы привело к изменению формы на более округлую.
Хвосты были и часто остаются прямыми. Для фристайла , где лыжник часто едет назад, обычно используется конструкция «твин-тип», когда хвост лыжи закруглен и загнут вверх, как нос, так что лыжи скользят одинаково в обоих направлениях.
Одной из периодически возвращающихся дизайнерских идей является дизайн «ласточкин хвост», в котором вырез, часто V-образный, вырезается в задней части лыжи. Это превращает хвост в два независимых пальца. При повороте только один край лыжи контактирует со снегом, и в традиционной конструкции лыж это давление вызывает как силу поворота, так и силу кручения на лыже, заставляя ее распластываться на снегу и терять кант. Ласточкин хвост позволяет двум концам двигаться независимо, уменьшая эту силу кручения и, теоретически, сохраняя кант в прочном контакте.
Прогиб — это форма лыжи, если смотреть сбоку. Обычно лыжи проектируются таким образом, что когда носок и пятка находятся на земле, талия находится в воздухе. Без прогиба, когда вес лыжника приложен к талии, вес распределялся бы на поверхности, ближайшей к стопе, уменьшаясь по длине. Прогиб распределяет вес на носок и пятку, увеличивая площадь поверхности, несущую вес лыжника, и тем самым улучшая количество канта лыжи, соприкасающегося с поверхностью. Техника была впервые введена производителями лыж в Телемарке, Норвегия, и оставалась в значительной степени неизменной в течение 20-го века. [3] Когда форма кривой перевернута, созданный профиль известен как рокер (также называемый обратным прогибом или отрицательным прогибом), на плоской поверхности лыжи с прогибом имеют талию на земле, в то время как носки и пятки поднимаются над землей намного раньше, чем у лыж с традиционным прогибом. [4]
Сегодня горные лыжи часто представляют собой комбинацию рокера и кэмбера. Это часто едва заметно, с естественным кэмбером на талии и рокером на носке и пятке. Эти конструкции часто также лишены бокового выреза, полагаясь на их взаимодействие со снегом, чтобы обеспечить изогнутую форму, которая заставляет лыжу плавно поворачивать. [5]
Одним из недостатков параболической формы является то, что она была намного шире в носке и хвосте, создавая конструкцию со значительной инерцией вращения . Чтобы компенсировать этот эффект, лыжи стали намного короче, что уменьшило плечо момента . Несмотря на большие «лопаты» в носке и хвосте, общая площадь лыж была уменьшена, что привело к тому, что они стали тонуть в мягком снегу. Это оставило лыжи для катания по целине и лыжи для внетрассового катания среди немногих рынков, не обслуживаемых параболическими конструкциями. За эти годы появилось несколько лыж, нацеленных на рынок целины, включая Volant Chubb и другие «лыжи для толстяков» с начала до середины 1990-х годов. [6]
Фрискиер Шейн Макконки катался на лыжах на моделях Elan в 1996 году, но обнаружил, что они тонут в снегу. В качестве эксперимента, чтобы добиться большего «плавания» на снегу, он попробовал установить лыжные крепления на водные лыжи, катаясь на лыжах на Аляске. [7] Он начал работать с Volant над лыжами, которые объединили их метод производства на основе металла, создав Volant Huckster на основе алюминия. В 1998 году он тестировал Huckster со своим другом Скоттом Гаффни, который сообщил, что его изогнутые Chubbs катались лучше, чем новая конструкция, потому что носки не тонули в снегу. Макконки взял дизайн и использовал его для создания радикальной модели Volant Spatula в 2002 году, которая отличалась не только бананообразным обратным прогибом , но и отрицательным радиусом бокового выреза. На твердом снегу лыжи было вообще трудно поворачивать, но в пухляке носки и пятки загибались вверх, создавая изогнутую форму, которая заставляла их делать карвинг. Макконки перешел в K2 Sports и представил похожий дизайн Pontoon примерно в 2006 году. [6]
К 2010 году конструкция рокера стала «модной» и начала вытеснять параболические лыжи на более крупных склонах. К 2012 году переход к конструкциям рокера был уже в самом разгаре, и к 2013/14 году почти все новые лыжи претендовали на звание рокеров. Многие из них смягчили свой прогиб и боковой вырез, сделав их более традиционными, что позволило использовать их как на трассах, так и на целине, но сохранили очень широкую базу и другие особенности конструкции рокера. [8] Их можно называть по-разному в зависимости от бренда и маркетинга, например, «полный рокер», «альтернативный рокер», «гибрид» и другие. [9]
Женские лыжи начали появляться в 1980-х годах. По сравнению с мужскими лыжами, женские лыжи обычно легче по весу и ограничены более короткой длиной. [10]
Боковой вырез — это тонкая форма песочных часов лыжи, если смотреть сверху. Лыжи имели боковой вырез еще до 1808 года, когда он был изобретен норвежскими мастерами. С тех пор прямые лыжи с параллельными краями используются только как легкие беговые лыжи и современные лыжи для прыжков. В горных лыжах форма бокового выреза постепенно становилась глубже на протяжении десятилетий. Сегодня глубокие боковые вырезы используются, чтобы помочь лыжам делать короткие, чистые повороты. [11]
Многие поставщики лыж позволяют выбирать лыжи по радиусу поворота. Для гоночных слаломных лыж он может составлять всего 12 метров, а для супергиганта — обычно 33 метра. Боковой вырез — это степень, в которой лыжа или сноуборд уже в талии, чем на носках. Это дугообразная кривая, похожая на песочные часы, которая проходит по краям лыжи от носка до пятки. Эта кривая определяет, как лыжи поворачивают: чем глубже изгиб, тем круче поворот. Более прямые лыжи с меньшим боковым вырезом имеют больший радиус поворота и более устойчивы на высоких скоростях. Радиус бокового выреза — это радиальное измерение кривой, которое соответствует внутренней кривизне лыжи , сноуборда или лыжной доски . Например, при радиальном боковом вырезе окружность с определенным радиусом будет идеально соответствовать кривизне бокового выреза. Этот конкретный радиус является заданной спецификацией от производителя. Однако не обязательно, чтобы радиус был постоянным. Математические функции, такие как парабола или клотоида , часто используются для описания кривизны бокового выреза. Кроме того, несколько радиусов также сшиваются вместе кусочно .
Горные лыжи претерпели три отчетливых изменения в конструкции бокового выреза. Самые ранние лыжи с 1800-х годов вплоть до современных образцов в конце 1990-х годов имели очень небольшой боковой вырез, что делало лыжу почти прямоугольной в профиле, если смотреть сверху. Начиная с Elan SCX в 1993 году, и очень быстро после этого, эти конструкции значительно увеличили боковой вырез, дизайн, известный как параболическая лыжа , или позже известный как профилированная лыжа . За исключением лыж для соревнований по могулу, профилированные лыжи продолжают доминировать везде, где лыжи используются на утрамбованном снегу или в пухляке с твердой основой снизу. После появления в 2003 году лыж Volant Spatula, разработанных Шейном Макконки, на североамериканском рынке стали популярны лыжи «рокер». Европейские лыжники в целом оставались приверженцами лыж с полным прогибом, разработанных в первую очередь для резаных поворотов.
Сноуборды и скиборды, как правило, имели гораздо больший боковой вырез, чем горные лыжи, примерно похожий по компоновке на параболические лыжи. Эти конструкции развивались независимо и были спроектированы с самого начала, чтобы выбрать конструкцию, которая давала плавные повороты. Горные лыжи ранее основывались на скользящем стиле поворотов, известном как « стемминг », который не требовал большого (или вообще никакого) бокового выреза, и не экспериментировали с другими конструкциями по мере изменения стилей. Сноубордисты должны были изобретать свое оборудование и технику заново, и обнаружили, что глубокий боковой вырез был лучшим путем экспериментирования.
Горные лыжи в течение многих лет имели форму, похожую на форму беговых лыж, просто были короче и шире. Эксперименты с более глубокими боковыми вырезами проводились с ограниченным успехом, но гораздо более глубокие боковые вырезы сноубордов привели к дальнейшим экспериментам. В 1993 году Elan SCX представила радикальную конструкцию бокового выреза, которая значительно улучшила характеристики горных лыж. Другие компании быстро последовали за дизайном Elan SCX, и в ретроспективе было осознано, что «оказывается, все, что мы думали, что знали в течение сорока лет, было неправильным». С тех пор «формованные» лыжи доминируют в дизайне горных лыж. [12]
Ранние современные лыжи, изготовленные в Телемарке , Норвегия , Сондре Норхеймом [13], изготавливались вручную из цельного куска твердой древесины и имели сравнительно скромный боковой вырез около 4-5 мм. [14] После этого были достигнуты успехи в материалах и конструкции, но с точки зрения формы лыжи 1970-х годов были в значительной степени идентичны лыжам 1800-х годов. [14]
В 1939 году Дик Дарренс заказал на фабрике Тора Гросволда в Денвере лыжи по индивидуальному заказу с боковым вырезом 7 мм, и это стало новым стандартом для слаломных лыж. [14] Зимой 1948/49 года Джерри Хайатт и сын Тора Джерри решили поэкспериментировать с еще большими боковыми вырезами. Взяв пару стандартных лыж Rocket из орехового дерева компании, они срезали древесину до тех пор, пока не получили боковой вырез 15 мм. Когда они их опробовали, то обнаружили, что они довольно легко поворачивают серией округлых поворотов. Но это считалось плохой формой в эпоху выноса Кристи , где хорошей формой была серия резких J-образных поворотов, и они отказались от этой конструкции. [15]
В любом случае, деревянные лыжи той эпохи не обеспечивали крутильной жесткости, необходимой для того, чтобы извлечь выгоду из бокового выреза, который теперь добавляет производительность. Эксперимент Хайатта и Гросволда требовал такого глубокого бокового выреза, что талия имела малую вертикальную жесткость, что было еще одной проблемой для конструкции. [15]
Радикальное изменение дизайна произошло только после появления в середине 1970-х годов первых современных сноубордов . При отсутствии предыдущих конструкций, которые могли бы задать форму, конструкторам сноубордов пришлось экспериментировать, чтобы найти правильную компоновку. У Burton Backhill 1975 года был боковой вырез 17 мм, что давало доске очень короткий радиус поворота. [16] Backhill был чрезвычайно низкотехнологичным по сравнению с современными конструкциями лыж, состоящими в основном из листа фанеры . Конструкция торсионной коробки современных лыж значительно улучшила жесткость на кручение и позволила бы сделать еще больший боковой вырез эффективным. Но, несмотря на то, что сноуборд продемонстрировал, что современные лыжи могут иметь гораздо более широкие боковые вырезы, и что такой боковой вырез обеспечивает превосходные характеристики поворота, из этой разработки мало что вышло. Рынок сноубордов игнорировался крупными лыжными компаниями в течение 1970-х и 80-х годов. [17]
Эксперименты с немного большим боковым вырезом на лыжах появились в этот период, включая Head Yahoo и особенно Atomic Powder Plus. [16] Дальнейшие разработки последовали из-за изменений в соревновательном гигантском слаломе , поскольку ворота были отодвинуты дальше друг от друга, что привело к гораздо большему повороту. K2 ответила GS Race с 10-миллиметровым боковым вырезом, и последовало несколько похожих конструкций. Несмотря на сообщения о том, что эти лыжи были легче поворачивать, они считались специальными изделиями, и конструкции предлагались только на гоночном и производительном рынках. [16]
Один особенно примечательный эксперимент был проведен в Olin в начале 1980-х годов. В 1984 году один из руководителей Olin спросил у лыжного дизайнера Фрэнка Митто, возможно ли сделать лыжи для новичков, которые бы упростили обучение катанию. Митто и его соавтор Эд Пилпель решили поэкспериментировать с радикальным боковым вырезом, чтобы улучшить повороты. Они спроектировали лыжи с боковым вырезом 31 мм, но у них были кончики шириной 128 мм, и они не помещались в их прессы. Они решили эту проблему, разрезав лыжу пополам продольно, оставив изгиб только на внутреннем крае, который обеспечивает поворот. Результатом стала фактически половина параболических конструкций, которые должны были последовать. Лыжи были настолько узкими под стопой, что пришлось добавлять дополнительные платформы для установки креплений. Компания произвела 150 пар для демонстрации на выставке SIA в 1986 году, но никто не купил странно выглядящую асимметричную конструкцию «Альберт». [18]
Компания Elan из Словении, которая в конечном итоге стала движущей силой эволюции дизайна лыж, — это Elan . Дизайнеры Elan создали экспериментальную конструкцию с винтами, которые можно было регулировать для получения разной величины бокового выреза, и попросили членов лыжной команды компании испытать их при разных настройках. Это быстро показало, что радикально увеличенный боковой вырез около 22 мм явно улучшает характеристики поворота. Последовала серия тестовых лыж, на которых команда Elan немедленно начала одерживать победу за победой в соревнованиях по гигантскому слалому .
В 1993 году несколько таких лыж "Sidecut Extreme" или "SCX" были отправлены в США для тестирования. Результаты на студенческих лыжах были впечатляющими, и компания начала проектировать свои лыжи специально для тренировочного рынка. К концу года улучшение "параболической" конструкции стало очевидным для всех, и SCX была названа "лыжами года" в отраслевой прессе. К 1995 году старые конструкции распродавались по гроши на доллар в ящиках распродаж, поскольку лыжники массово перешли на новые конструкции. К 1997/98 году преобразование было завершено, и производились только параболические конструкции.
Со временем название этих лыж изменилось. Первоначально названные параболическими их дизайнером Юрием Франко, термин карвер вскоре стал общепринятым, поскольку эти лыжи продавались в основном из-за своей способности позволять даже новичкам выполнять эффективный карвинговый поворот. Это название снова изменилось на профилированные лыжи к началу 2000-х годов, поскольку дизайн применялся к более широкому спектру типов лыж, и некоторый уровень параболической формы стал универсальным от тренировочных лыж до лыж для скоростного спуска.
Разные типы лыж имеют разные боковые вырезы. Лыжи с резкими боковыми вырезами, как правило, делают более быстрые и резкие повороты и имеют меньший радиус поворота. Например, лыжи для слалома на кубке мира будут иметь чрезвычайно большой носок (вероятно, около 120 мм), узкую талию (около 60 мм) и большой пяточный участок (немного уже носка). Резкая форма этих лыж позволит им делать чрезвычайно быстрые повороты (радиус от 11 до 14 м) без скольжения. Недостатком выраженного бокового выреза является то, что лыжи будут менее устойчивы на высоких скоростях, предпочитая короткие, быстрые повороты. Кроме того, лыжи с резким боковым вырезом будут плохо работать в могуле . Большинство лыж имеют умеренный боковой вырез. Это позволяет делать достаточно быстрые повороты (радиус около 17 м на большинстве лыж), сохраняя при этом некоторую устойчивость на более высоких скоростях. Другая возможность — очень небольшой боковой вырез. Это обычно встречается на лыжах для гигантского слалома и лыжах для могула соревновательного уровня. Более прямой боковой вырез позволяет лыжам делать длинные, быстрые, очень стабильные повороты (радиус около 30 м для гигантского слалома, еще больше для большинства могульных лыж). В могульных лыжах узкая ширина, более прямой боковой вырез и малый вес позволяют лыжам маневрировать через узкие впадины в неровностях. Прыжковые лыжи очень широкие и имеют практически параллельные боковины, так как прыгун с трамплина больше озабочен поддержанием быстрой и прямой траектории, а не поворотом вообще.
Поскольку конструкции, предназначенные для снежного покрова, становятся все более популярными, начинают появляться некоторые крайне необычные боковые вырезы. Например, самая широкая точка K2 Pontoon — это носок. Затем он постепенно сужается вплоть до пятки. Кроме того, некоторые лыжи, такие как Volant Spatula и Goode Scoop, имеют обратный боковой вырез. При обратном боковом вырезе носок и пятка имеют нормальный размер, но лыжа становится чрезвычайно широкой в талии, что придает ей овальную форму. Считается, что такие конструкции обеспечивают максимальную плавучесть в очень глубоком снегу, но они бесполезны на жестком снегу. Однако большинство людей предпочитают традиционные боковые вырезы, даже в снегу.