Шар для боулинга — твёрдый сферический шар, используемый для сбивания кеглей в боулинге .
Шары, используемые в боулинге с десятью кеглями и американском боулинге с девятью кеглями, традиционно имеют отверстия для двух пальцев и большого пальца. Шары, используемые в боулинге с пятью кеглями , боулинге со свечными кеглями , боулинге с утками и европейском боулинге с девятью кеглями , не имеют отверстий и достаточно малы, чтобы уместиться в ладони.
USBC и World Bowling обнародуют спецификации шаров для боулинга. Спецификации USBC включают физические требования к весу (≤16 фунтов (7,3 кг)), диаметру (8,500 дюймов (21,59 см) — 8,595 дюймов (21,83 см)), твердости поверхности, шероховатости поверхности, ограничениям по сверлению отверстий (пример: одно отверстие для баланса, включая отверстие для большого пальца для «двуручных» боулеров [3] ), ограничениям по балансу, пробкам и внешней маркировке (структурной и коммерческой), а также требованиям к динамическим эксплуатационным характеристикам, таким как радиус инерции (RG; 2,46—2,80), дифференциал RG (≤0,06) и коэффициент трения (≤0,32). [4] USBC запретил отверстия для веса (отверстия для баланса) на соревнованиях с 1 августа 2020 года, чтобы предотвратить изменение динамики шара. [5] USBC допускает три унции (85 граммов) статического бокового веса и три унции (85 граммов) верхнего веса. Эти цифры выше одной унции (28 граммов) после изменения правил 1 августа 2020 года. [6]
Шары для боулинга изготавливались из лигнум витае (твердой древесины) до появления резиновых мячей в 1905 году. [2] Полиэфирные («пластиковые») мячи были представлены в 1959 году и, несмотря на то, что создавали меньшее трение, создающее зацепы, чем резиновые мячи, к 1970-м годам пластик доминировал над резиновыми мячами. [2] Вкратце, технология «замачивания» мячей, включающая смягчение покрытия для достижения большего зацепа, использовалась до тех пор, пока не были введены правила минимальной твердости. [8] Разработка полиуретановых («уретановых») мячей в начале 1980-х годов привела к большему трению с недавно разработанными полиуретановыми покрытиями дорожек того времени, что вызвало эволюцию технологии покрытия для достижения все более прочных зацепов с соответственно более высокими углами входа . [2] [9]
В начале 1990-х годов были разработаны шарики из реактивной смолы («реактивные») путем введения добавок в уретановые поверхностные материалы для создания микроскопических пор, поглощающих масло, которые увеличивают «липкость», что усиливает сцепление. [2] [7] [9] В шариках «с частицами», разработанных в конце 1990-х годов, микроскопические частицы, внедренные в реактивные покрытия, проникают через покрытия масляных дорожек, обеспечивая еще большее сцепление. [2] [7] Производители шариков разработали тщательно охраняемые запатентованные смеси, включающие измельченные материалы, такие как стекло, керамика или резина, для улучшения трения. [10]
В категорию реактивных входят твердые реактивные покровные составы (имеющие наибольшее количество микроскопических пор), перламутровые реактивные покровные составы (включая добавки слюды , которые усиливают реакцию на сухих поверхностях), гибридные реактивные покровные составы (объединяющие реакцию средней полосы твердых покровных составов и конечную реакцию перламутровых покровных составов) и частичные покровные составы (включая микроскопические частицы кремнезема, предпочтительные для использования на тяжелых объемах нефти). [2] [9] [11]
Потенциал хука возрос настолько, что условия на сухой дорожке или некоторые дополнительные удары иногда заставляют боулеров использовать пластиковые или уретановые шары, чтобы намеренно избежать большего хука, обеспечиваемого реактивной технологией. [2] [7]
Схема сверления шара относится к тому, как и где сверлятся отверстия по отношению к локаторному штифту шара и маркеру смещения массы (MB). [9] [12] Схема определяется относительно положительной точки оси каждого боулера (PAP конец лузы начальной оси вращения шара). [13] В схемах «pin down» штифт размещается между отверстиями для пальцев и отверстием для большого пальца, в то время как в схемах «pin up» штифт размещается дальше от отверстия для большого пальца, чем от отверстий для пальцев (см. фотографии). [12] [14] На движение шара для боулинга влияет то, насколько далеко штифт и смещение массы (MB) находятся от PAP, расстояния, определяющие раструб дорожки . [13] Раструб дорожки — последовательность масляных колец, показывающая миграцию оси шара при последовательных оборотах через масляный рисунок — как широко распространено мнение, влияет на угол входа , [13] но Freeman & Hatfield (2018) не учитывают его вклад в движение шара. [15]
Отверстия могут быть просверлены для обычного хвата (пальцы вставлены во вторую костяшку, как в «домашних шарах»), хвата кончиками пальцев (пальцы вставлены только в первую костяшку, что обеспечивает больший крутящий момент для создания оборотов) или менее стандартного хвата, такого как хват Сарджа Истера (безымянный палец вставлен во вторую костяшку, а средний палец вставлен только в первую костяшку). [16] Многие боулеры, использующие так называемую «двуручную подачу» (которая по-прежнему является одноручным релизом ) , не вставляют большие пальцы, тем самым позволяя своим пальцам передавать даже больший крутящий момент, чем при хвате кончиками пальцев. [16]
Вставки для пальцев и заглушки для большого пальца представляют собой специально подогнанные уретановые трубки, вставляемые в просверленные отверстия, как правило, для мячей с захватом кончиками пальцев. [17] Вставки для пальцев усиливают крутящий момент, создаваемый пальцами после того, как большой палец выходит из мяча. [17]
Сложное взаимодействие различных факторов влияет на движение мяча и его влияние на результаты подсчета очков. [18] [19] [20] [21] [22] Факторы можно разделить на следующие категории: подача боулера, дизайн шара для боулинга и состояние дорожки.
Движение шара для боулинга [20] обычно разбивается на последовательные фазы скольжения, зацепления и качения. [23] [24] По мере того, как шар движется по дорожке в фазах зацепления и зацепления, фрикционный контакт с дорожкой приводит к тому, что скорость поступательного движения шара ( поступательная ) постоянно уменьшается, но при этом постоянно увеличивается его скорость вращения ( скорость вращения ). [25] Особенно когда шар сталкивается с большим трением на последних ≈20 футах (приблизительно) дорожки, вращение оси шара (боковое вращение) заставляет шар отклоняться от своего первоначального направления. [25] Одновременно с этим трение о дорожку постоянно уменьшает угол вращения оси до тех пор, пока он не будет точно соответствовать направлению движения шара вперед, а скорость вращения (скорость вращения) увеличивается до тех пор, пока она не будет точно соответствовать скорости движения шара вперед: достигается полное сцепление, и шар переходит в фазу качения, в которой скорость движения продолжает уменьшаться. [25]
Коэффициент выпуска обозначает отношение скорости поступательного движения мяча к его скорости вращения (скорости вращения) в момент выпуска. [26] Это отношение непрерывно уменьшается на протяжении всего пути мяча, пока не достигнет ровно 1,0, когда достигается полное сцепление при входе в фазу качения. [26] Слишком высокое отношение выпуска, также известное как выпуск с доминированием скорости , заставляет мяч достигать кеглей, все еще находясь в фазе крюка, что приводит к небольшому углу входа , который допускает отклонение мяча и, как следствие, покидание 10-кегля, в то время как слишком низкое отношение выпуска, также называемое выпуском с доминированием оборотов , заставляет мяч входить в фазу качения до достижения кеглей, жертвуя силой трения, которая в идеале передавалась бы кеглям для увеличения разброса кеглей . [26] Скорость мяча и скорость вращения считаются согласованными, если мяч входит в фазу качения непосредственно перед ударом о кегли, максимизируя силу, передаваемую кеглям, но помогая обеспечить угол входа, который минимизирует отклонение мяча. [26]
Различные характеристики подачи мяча влияют на движение мяча на протяжении фаз скольжения, крюка и качения. [27] Конкретный способ, которым энергия передается мячу — с различными пропорциями этой энергии, разделенной между скоростью мяча, контролем оси и скоростью вращения — определяет движение мяча. [28] В следующем обсуждении характеристики подачи рассматриваются отдельно, с пониманием того, что движение мяча определяется сложным взаимодействием различных факторов. [21] [22]
Более высокие скорости мяча оставляют ему меньше времени для зацепа, тем самым уменьшая наблюдаемый зацеп, хотя и сообщая больше кинетической энергии кеглям; и наоборот, более низкие скорости оставляют больше времени для большего зацепа, хотя и уменьшая кинетическую энергию. [27]
Более высокие обороты приводят к тому, что мяч испытывает большее трение при контакте с дорожкой за один оборот и, таким образом (при условии, что вращение оси не равно нулю), больший и более ранний зацеп (меньшая «длина» — расстояние от линии фола до точки брейка, в которой зацеп максимален); и наоборот, меньшие обороты вызывают меньшее трение и позволяют мячу реже и позже зацепляться (большая «длина»). [27]
Анализ влияния вращения оси (иногда называемого боковым вращением ) более сложен: существует степень вращения оси — обычно от 25° до 35° и варьирующаяся в зависимости от скорости мяча и скорости вращения — которая может считаться оптимальной, поскольку крюк максимизируется; однако это оптимальное вращение оси также приводит к минимальной длине. [27] В частности, Freeman & Hatfield (2018) сообщают, что оптимальное вращение оси равно arcsin (ωr/v) , где ω — скорость вращения (радианы/сек), r — радиус мяча (м), а v — скорость мяча (м/сек). [27] Ниже и выше оптимального вращения оси встречаются большая длина и меньший крюк, при этом вращение оси больше оптимального вызывает более острый крюк. [27] Другой источник утверждает, что выпуск строго за мячом (вращение оси 0°) вызывает вращение через конец с ранним зацепом, в то время как выпуск с большим боковым вращением приводит к большей длине перед зацепом. [29]
Большие степени начального (на линии фола) наклона оси заставляют мяч вращаться по «дорожкам» меньшей окружности (кольцам на мяче, по которым он соприкасается с дорожкой при каждом обороте), тем самым уменьшая величину фрикционного контакта, обеспечивая большую длину и меньший крюк; и наоборот, меньшие степени наклона оси подразумевают дорожки большей окружности с большим фрикционным контактом за оборот, таким образом обеспечивая меньшую длину и больший крюк. [27]
Лофт — расстояние за линией фола, на котором мяч впервые касается дорожки, — определяет эффективную длину дорожки, которую испытывает мяч: большие расстояния лофта эффективно сокращают дорожку и обеспечивают большую длину, в то время как меньшие расстояния лофта раньше затрагивают дорожку и вызывают более ранний хук. [27]
Различные характеристики структуры ядра мяча и состава покрытия влияют на движение мяча на протяжении фаз скольжения, зацепа и качения. [9] [23] [32] Такое движение в значительной степени (около 75%) [33] [34] регулируется фрикционным взаимодействием дорожки с мячом, которое проявляет как химические характеристики трения, так и физические характеристики трения. [25] Кроме того, внутренняя структура мяча — особенно плотность, форма (симметричная или асимметричная) и ориентация его ядра (также называемого «грузовым блоком») относительно оси вращения мяча — существенно влияют на движение мяча. [25]
«Тупая» (шероховатая) поверхность мяча, имеющая шипы и поры, [35] обеспечивает большее трение в покрытом маслом переднем конце дорожки, но уменьшает фрикционный контакт в сухом заднем конце дорожки, и, таким образом, позволяет сделать более ранний хук. [25] Напротив, «глянцевая» (гладкая) поверхность мяча имеет тенденцию скользить по поверхности масла на переднем конце, но устанавливает больший фрикционный контакт в сухом заднем конце, тем самым способствуя более острому хуку на дорожке, [25] например, в траектории мяча « skid/flip ». [36] Соответственно, поскольку различные условия дорожки и стили боулеров благоприятствуют разным профилям хука, не существует единой «лучшей» поверхности. [25]
Исследование движения мяча USBC 2005-2008 годов показало, что факторами конструкции мяча, которые в наибольшей степени способствовали движению мяча, были микроскопические «шипы» и поры на поверхности мяча (считающиеся частью химических фрикционных характеристик), соответствующие коэффициенты трения между мячом и дорожкой в смазанных и сухих частях дорожки и скорость впитывания масла мячом, за которыми следовали определенные характеристики ядра мяча (в основном радиус инерции и общий дифференциал). [30] Фримен и Хэтфилд (2018) объясняют, что в большинстве случаев именно химическое трение, контролируемое фирменной формулой покрытия производителя, определяющей его «липкость», в первую очередь определяет движение мяча. [25] Кроме того, отделка поверхности, изменяемая наждачной бумагой, полировкой и т. п., также является материальным фактором. [25]
Хотя в литературе производителей часто указывается на раструб дорожки — проявляющийся в виде последовательных масляных следов в виде «галстука-бабочки» и вызванный дифференциалом RG — исследование движения шара USBC показало, что влияние раструба мало, [30] предполагая, что существует минимальный порог раструба, чтобы представить «сухую» поверхность для последовательных оборотов шара. [15] Аналогично, хотя в литературе производителей часто описываются конкретные формы сердечников, сердечники разной формы могут вносить абсолютно одинаковый вклад в движение шара, если они имеют одинаковые общие характеристики RG. [15]
«Слабые» макеты («приколоть вниз»: штифт между отверстиями для пальцев и большого пальца) зацепляются раньше, но имеют более мягкую реакцию задней части, в то время как «сильные» макеты («приколоть вверх»: штифт дальше от отверстия для большого пальца, чем от отверстий для пальцев) обеспечивают большую длину заноса и более угловую реакцию задней части. [12] [14]
Производители обычно приводят спецификации, относящиеся к ядру шара для боулинга, включая радиус инерции (RG), дифференциал RG (обычно сокращенно дифференциал ) и промежуточный дифференциал (также называемый смещением массы ). [31] [9]
Аналитически Конгресс США по боулингу определяет RG как «расстояние от оси вращения, на котором общая масса тела может быть сконцентрирована без изменения его момента инерции ». [38] На практике более высокий RG указывает на то, что масса шара распределена больше по направлению к его покрытию, что делает его «тяжелым по покрытию», что приводит к тому, что шар входит в фазу качения позже (дальше по дорожке). [31] И наоборот, более низкий RG указывает на то, что масса шара распределена больше по направлению к его центру, что делает его «тяжелым по центру», что приводит к тому, что он входит в фазу качения раньше. [31]
Дифференциал RG — это разница между максимальным и минимальным RG, измеренными относительно разных осей. [31] Дифференциал указывает на потенциал раструба траектории мяча и влияет на то, насколько резко мяч может зацепиться . [31] Более высокий дифференциал указывает на больший потенциал раструба траектории — большее угловое движение от точки брейка до лузы — а более низкий дифференциал указывает на меньший потенциал раструба и более плавную дугу до зацепа. [31]
Менее используемый промежуточный дифференциальный рейтинг (иногда называемый рейтингом смещения массы ) количественно определяет степень, в которой ядро шара для боулинга является симметричным или асимметричным. [31] Аналитически ID определяется USBC как «разница в радиусе инерции между осями Y (высокий RG) и Z (средний RG)». [38] На практике более высокий ID указывает на большую асимметрию, которая приводит к созданию большей площади в точке разрыва, заставляя шар реагировать на трение быстрее, чем симметричные шары. [31]
Неформально, шар с низкой дифференциацией можно сравнить с шаром, ядро которого представляет собой сферический объект (высота и ширина которого одинаковы); шар с высокой дифференциацией можно сравнить с высоким стаканом для питья (высота и ширина которого различны); а шар с высокой массой можно сравнить с высокой кружкой для питья с ручкой сбоку (которая имеет разную ширину в разных направлениях). [37]
Поверхности с более высоким коэффициентом трения (более низкая зернистость) заставляют мячи зацепляться раньше, а поверхности с более низким коэффициентом трения (более высокая зернистость) заставляют мячи скользить дольше, прежде чем среагировать (зацепиться). [41]
Отделка реактивных покрытий включает матовую (агрессивная реакция), блестящую (дальность скольжения больше, чем у матовой отделки), перламутровую (наибольшая дальность скольжения среди реактивных покрытий) и гибридную (комбинация дальности скольжения и реакции задней части). [41]
Феномен перехода полосы происходит, когда мячи удаляют масло с полосы по мере прохождения и оставляют часть этого масла на изначально сухих участках полосы. [42] [46] Процесс удаления масла, обычно называемый разрушением, образует сухие пути, которые впоследствии заставляют мячи испытывать повышенное трение и зацепляться раньше. [42] [46] И наоборот, процесс отложения масла, обычно называемый переносом вниз, происходит, когда мячи образуют масляные следы на ранее сухих участках, следы, которые впоследствии заставляют мячи испытывать меньшее трение и задерживать зацеп. [42] [46] Мячи имеют тенденцию «выкатываться» (зацепляются раньше, но зацепляются меньше) в ответ на разрушение и, наоборот, имеют тенденцию скользить дольше (и зацепляться позже) в ответ на перенос вниз — оба приводят к легким ударам. [43] На разрушение влияют характеристики поглощения масла и скорость вращения мячей, которые ранее катились, [42] а перенос вниз смягчается современными мячами, имеющими существенное расширение дорожки. [43]
Материалы дорожек с более мягкой поверхностью, такие как дерево, взаимодействуют с мячом с большим трением и, таким образом, обеспечивают больший потенциал зацепа, в то время как более твердые поверхности, такие как синтетические составы, обеспечивают меньшее трение и, таким образом, обеспечивают меньший потенциал зацепа. [42]
Масла для дорожек с более высокой вязкостью (более густая консистенция) взаимодействуют с мячами с большим трением и, таким образом, вызывают более низкие скорости и меньшую длину, но обеспечивают больший потенциал зацепа и меньший переход между полосами; наоборот, масла для дорожек с более низкой вязкостью (более жидкая консистенция) более скользкие и, таким образом, поддерживают более высокие скорости и длину, но обеспечивают меньший потенциал зацепа и позволяют более быстрый переход между полосами. [42] Различные факторы влияют на собственную вязкость масла, включая температуру (более высокие температуры делают масло более жидким) и влажность (изменения которой могут вызвать образование купола и чашеобразования на поверхности дорожки). [42] Кроме того, высокая влажность увеличивает трение, что сокращает расстояние скольжения, поэтому мяч имеет тенденцию к более раннему зацепу. [44]
Физическая топография дорожек — холмы и впадины, отклоняющиеся от идеальной плоской поверхности — может существенно и непредсказуемо влиять на движение мяча, даже если дорожка находится в пределах допустимых отклонений. [42]
USBC ведет список [47] , который, как утверждается, обновляется еженедельно и включает около 100 производителей шаров для боулинга и одобренные ими шары для боулинга.
Шары для боулинга Duckpin должны быть диаметром от 4,75 до 5,00 дюймов (12,1–12,7 см) и весом от 3 фунтов 6 унций (1,5 кг) до 3 фунтов 12 унций (1,7 кг). [48] У них нет отверстий для пальцев. [48] Хотя шары для боулинга Duckpin немного больше шаров для боулинга Candlepin, их диаметр составляет менее 60% диаметра шаров для боулинга с десятью кеглями, чтобы соответствовать меньшему размеру шаров для боулинга Duckpin. [48] Шары для боулинга Duckpin иногда используются для уменьшенных дорожек для боулинга с десятью кеглями, установленных в игровых автоматах и других развлекательных заведениях . [ требуется ссылка ]
Основные характеристики пятикегельных шаров такие же, как и у шаров с утконосыми кеглями: диаметр от 4,75 до 5,0 дюймов (от 12,1 до 12,7 см), вес от 3 фунтов 6 унций (1,5 кг) до 3 фунтов 12 унций (1,7 кг); шары не имеют отверстий для пальцев. [49]
Шары для боулинга Candlepin имеют вес от 2 фунтов 4 унций (1,0 кг) до 2 фунтов 7 унций (1,1 кг) и диаметр 4,5 дюйма (11 см) — намного меньше, чем шары диаметром 8,5 дюймов (22 см) в боулинге с десятью кеглями, и даже меньше, чем шары диаметром 5,0 дюймов (13 см) в боулинге с утками. [50] [51] Шары Candlepin значительно отклоняются при ударе, будучи даже легче, чем сами свечные булавки весом 2 фунта 8 унций (1,1 кг). [50]
В американском боулинге с девятью кеглями используется тот же шар (и кегли), что и в боулинге с десятью кеглями. [ необходима цитата ] Европейские шары для боулинга с девятью кеглями (например, те, что используются в немецком боулинге Кегеля ) меньше, по размеру находятся между шарами с десятью кеглями и шарами с утками, и не имеют отверстий. [ необходима цитата ] Диаметр шара составляет 16 см (6,3 дюйма), а вес — приблизительно 2,85 кг (6,3 фунта). [ необходима цитата ] Существуют также специальные шары для начинающих игроков, которые имеют диаметр 14 см (5,5 дюйма) и весят 1,9 кг (4,2 фунта), часто с двумя отверстиями для пальцев. [ необходима цитата ]