По мнению ЛеМастера, именно техника сопряжения поворотов говорит об уровне лыжника. Но оказалось, что мировая горнолыжная наука не имеет понятия о том, как сопрягают карвинговые повороты лыжники экспертного уровня. Поэтому, горнолыжная наука не может дать инструкторам и тренерам «рецепт» того, как научить среднестатистического любителя горных лыж карвить на экспертном уровне. Но мы попробуем прояснить этот вопрос.
Недавние исследования проездов лыжников уровня Кубка Европы и Кубка Мира по фисовским трассам слалома и гигантского слалома показали, что техника сопряжения поворотов у этих лыжников (безусловных экспертов) парадоксально отличается от той техники, которую, по мнению мировой горнолыжной науки, должны демонстрировать эксперты.
Горнолыжная наука считает, что лыжник находится в «равновесии» пока его лыжи режут карвинговую дугу. Лыжник сосредотачивает свой вес в основоном на внешней в повороте лыже. Это дает лыжнику возможность поддерживать баланс или равновесие в повороте. Внешняя лыжа режет карвинговую дугу своим внутренним кантом. Примерно во второй половине рабочей карвиговой дуги лыжник должен перенести свой вес на «внутреннюю лыжу», которая режет карвинговую дугу своим «внешним» кантом. Это выведет лыжника из состояния равновесия. Начнется движение (падение) тела лыжника «в новый поворот» в направлении синей стрелки на рисунке.
Обе лыжи, при этом, «перекатятся» на свои другие канты и начнут резать карвинговую дугу в другом направлении. Внутренняя лыжа станет внешней в новой дуге. При переходе в новую дугу лыжи не отрываются от поверхности склона. Если отрыв лыж происходит, то он считается технической ошибкой.
По мнению горнолыжной науки, указанная схема используется лыжниками любого уровня подготовки – и новичками, и экспертами, и чемпионами мира. Отличие только в том, что эксперты делают все быстрее и «мастеровитее».
Как же все обстоит на самом деле?
Во первых, можно посмотреть как сопрягает карвинговые повороты признанный эксперт карвинга - Дидье Куш в свободном катании.
Отчетливо видно, что Куш режет дугу двумя примерно одинаково загруженными лыжами влоть до наступления безопорного транзита.
Внешняя нога Куша отрывается от поверхности склона ПОСЛЕ того как это «сделает» его внутренняя нога. То есть, Куш не переносит свой вес на внутреннюю ногу вплоть до наступления фазы безопорного транзита, которая отчетливо видна. Просто нам повезло с тем, что на подготовленном склоне лежит тонкий слой снега. В транзите лыжи идут почти по склону. На виде сбоку, возможно, отрыв лыж от склона будет едва заметен.
Также видно, что Куш придал своему телу, еще до наступления фазы транзита, достаточное вращение в сторону нового поворота, так что заметный поворот лыж во время безопорного транзита никак не повлиял на ориентацию корпуса .
И это - свободное катание! Экспертный карвинг. Но не будем ограничиваться «фотками».
Экспериментальные данные, полученные несколькими группами известных европейских ученых, которые исследовали проезды лыжников уровня КЕ и КМ. Данные опубликованы в соответствующих зарубежных научных статьях. Переводы этих статей и ссылки на них я привел в моем блоге моих в статьях «Внутренняя лыжа или внешняя……….» и «Скорость лыжника в трассе слалома…….».
Здесь я привожу данные этих исследований не в виде графиков сил и моментов, как они представлены в оригинальных статье, а в более наглядной форме - в виде стрелок на картинках в примерно соответствующих оригинальным данным пропорциях.
Проекции на оси Z и Y силы реакции склона, которые действуют на каждую ногу лыжника, а именно Fz и Fy, во втрой половине поворота находятся в отношении примерно как семь к одному (Fz : Fy=7 : 1) для внешней внешней и для внутренней лыжи. Соответствующие оси показаны на рисунке.
В апексе поворота тело лыжника-эксперта находится в состоянии наиболее далеком от «равновесия» или «баланса». Силы реакции склона, действующие со стороны склона на лыжи проходят заметно ВЫШЕ центра масс лыжника. Тем не менее, угол закантовки лыж после апекса уменьшается. Более того, лыжник уже в апексе поворота совершает какое-то движение своим телом, которое выражается в возникновении момента сил (красная стрелка), который начинает закручивать все тело лыжника в сторону нового поворота
При дальнейшем уменьшении угла закантовки – движении тела лыжника в сторону нового поворота (толстая синяя стрелка) вся картина сохраняется. Сила реакции склона, приложенная как к внешней (F1), так и к внутренней (F2) лыжам, проходит ЗАМЕТНО ВЫШЕ центра масс лыжника.
Сила реакции склона, действующая на внешнюю лыжу, не сильно превышает силу, действующую на внутреннюю лыжу. Момент, закручивающий тело лыжника в новый поворот, сохраняется и прикладывается к телу лыжник исключительно за счет действия ВНЕШНЕЙ ноги.
Примерно одинаковая загрузка лыж, с преобладанием загрузки внешней лыжи, сохраняется до фазы транзита между карвинговыми дугами, в которой наблюдается отсутствие взаимодействия лыж со склоном. Это - так называемый безопорный транзит. Безопорный транзит, согласно последним исследованиям, является необходимым признаком экспертного карвинга.
Различия, прямо скажем более чем существенные. Скажем больше - различия между теоретической схемой, изложенной в толстых книгах по горнолыжной технике и реальной техникой лыжников экспертного уровня – это небо и земля.
Эти парадоксальные различия объясняются достаточно просто с точки зрения общей физики. В толстых книгах по горнолыжной технике используются самые простые (школьные) физические модели, которые неадекватно описывают тонкости процесса поворота. Современные экспериментальные исследования и получение первичных экспериментальных данных проводятся на очень высоком уровне.
В теоретических исследованиях до настоящего времени не рассматривались модели, которые бы учитывали «многозвенность» тела лыжника, а также то, что эти «звенья» обладают распределенной массой и ускоренно вращаются при движении лыжника в повороте друг относительно друга, относительно центра масс лыжника и относительно склона, который является инерциальной системой отсчета.
Во всех толстых книгах исследуется самая простая модель – «математический перевернутый маятник». Лыжник представляется как невесомый тонкий и жесткий стержень, в середине которого закреплена массивная бусина – центр масс лыжника. Так как теорему о движении центра масс системы материальных точек никто не отменял, то эта модель вполне адекватно описывает движение центра масс, скажем, адекватно на процентов так восемьдесят.
Более адекватной моделью, которая учитывает в первом приближении «распределенность массы», является модель - «физический перевернутый маятник». Эту модель частично исследовал Моравски еще в 1973 году. Тело лыжника представляется в виде жесткого тонкого массивного однородного стержня. Эта модель уже более адекватно описывает движение центра масс лыжника.
Но есть существенная проблема. Согласно этой модели сила реакции склона будет направлена НИЖЕ центра масс «лыжника-стержня» (показано красной стрелкой), если этот стержень будет вращаться с угловым ускорением, направленным как показывает голубая стрелка. То есть, лыжи «лыжника - стержня» не будут резать склон. Карвинг для этой модели невозможен. Поэтому, возможно, модель так и «не взлетела». Моравски ничего не говорил о направлении силы реакции склона. Может он до этого так и не дошел.
Следующая по адекватности модель – «двухзвенный перевернутый физический маятник с мышцами». Такой «лыжник» может ускоренно вращать верхнюю и нижнюю части своего тела с целью поддерживать верхнюю часть тела по нормали к склону. «Лыжник» при сопряжении дуг разгибается, верхняя часть тела вращается относительно нижней части с большим угловым ускорением (для этого и нужны «мышцы»). Такое движение смещает направление силы реакции склона. Вектор этой силы проходит ВЫШЕ центра масс лыжника как показано на рисунке красной стрелкой. Я назвал этот эффект – «эффект весла». В этой модели лыжи уже успешно режут карвинговую дугу, а сила реакции склона направлена так, как показывает эксперимент.
Из этой модели, в частности, следует, что ангуляция имеет функции, о которых горнолыжная наука даже не подозревает. Более подробно эта модель рассмотрена мной в статье «Как достичь больших углов закантовки лыж…». В литературе я пока не встречал попыток теоретического анализа этой модели.
Биомеханика движения тела лыжника, которое создает на внешней лыже момент силы (красная стрелка на двух последних картинках), который придает всему телу лыжника вращение в сторону нового поворота не ясна. Это движение нигде в литературе не упоминалось. Я считаю это движение ключевым для сопряжения карвиговых (резаных) дуг.
В физике эксперимент является первичным. Если теория не может объяснить эксперимент, то такая теория отвергается. Но мировая горнолыжная наука забронзовела в своем примитивизме. Она не реагирует на то, что ее выводы не соответствуют практике.
Современная горнолыжная наука не принимает во внимание целый класс движений тела лыжника, которые оказывают самое существенное влияние на динамику поворота. Эти движения не входят в стандартную классификацию и не описаны ни в одной книге по технике горных лыж. Я постарался подробно исследовать эти движения в своих статьях «Ключ к технике резаного поворота» и «Как достичь больших углов закантовки лыж……»
Но я не вижу здесь особой проблемы для ИНДУСТРИИ. Проблемы возникают только у тех лыжников, которые хотят кататься как эксперты. Но количество этих лыжников – это жалкие проценты от общего числа катающихся и получающих удовольствие от этого вида активного отдыха. В конце концов – «лучше гор могут быть только горы…»
Теоретическая схема из толстых книжек вполне подходит для обучения таких лыжников - новичков и совершенствующихся. Более того, учить сырого новичка движениям эксперта – это контрпродуктивно и даже опасно.
Программа любой горнолыжной школы основана на общих принципах обучения определенным двигательным навыкам. Катание на лыжах - это специфический вид деятельности, который состоит из неестественных и непривычных движений для человеческого тела, поэтому принцип постепенного обучения имеет решающее значение. Элементы горнолыжной техники разучиваются, начиная с самых простых элементов. Эти элементы выполняются на медленных скоростях, на пологих подготовленных склонах. Затем, постепенно переходят к более сложным элементам, которые выполняются на более высоких скоростях и на более крутых склонах.
Проблема только в том, что существует "разрыв" между движениями, которые работают на небольших скростях и на пологих подготовленных склонах, которым учат в горнолыжных школах, и движениями эксперта. Движения эксперта на небольших скростях и на пологих склонах практически не отличимо "на глаз" от тех движений, которые рекомендует горнолыжная наука. Но в динамических поворотах и на сложных склонах "нучная схема" перестает работать.
Обучение экспертному катанию – это некий эксклюзив, с точки зрения экономики горнолыжной школы. До этого уровня «дорастают» не так уж и много лыжников.
Может у них получится самостоятельно найти тренера или инструктора, который им поможет стать экспертом. С учетом сведений из данной статьи.
О сколько нам открытий чудных...