Когда возникает вопрос о жесткости лыжи, необходимо разделять продольную жесткость и жесткость лыжи на скручивание, то есть торсионную жесткость. Именно от того, насколько скручивается лыжа в процессе поворота, зависит то, как будет держать лыжа на жестком склоне и насколько активно она будет входить в поворот и заканчивать его.
Так какие же механизмы работают в процессе скручивания?
На форуме одного из дружественных сайтов я обнаружил пост некоей ИришкиВ. В нем были рассмотрены основные моменты скручивания. Приведу выдержку из него.
«Есть 3 модели:
1) Однородная балка, чисто кручение. Сопротивление уменьшается к носку, поскольку растет плечо, а сечение уменьшается. При кручении: напряжение растет к краям, те. работает боковая "стенка" лыжи, где кант. При изгибе, верхняя и нижняя, наоборот. У оси кручения мин. напряжение, если середину вынуть , то получится коробка те. монокок.
2) Пакет, тонких, нерастяжимых слоев, при кручении слои смещаются, относительно друг-друга. Сопротивление = Число слоев * Сила связи. В лыжах это «сэндвич». Число слоев может меняться, по длине, напр. рессора, сила связи = трение листов.
3) Эквивалентная жесткая рама. Сопротивление = растяжение-сжатие звеньев. Конфигурацию рамы можно менять, получаются разные жесткости, под разными углами. Рама заменяется: оболочка с ребрами жесткости.»
На первый взгляд задача повышения торсионной жесткости проста! Делаем нечто мощное и жесткое, типа металлической балки. Но вопрос в том, что высокая торсионная жесткость в лыже, должна сочетаться с эластичностью на прогиб! И вот тут-то и начинаются инженерные изыскания.
Особенную роль торсионная жесткость начала играть при появлении карвинговой геометрии, когда выросла относительная ширина носка и пятки лыжи, а требования к цепкости по дуге значительно повысились.
Исходя из первой модели, меняли структуру сердечника.
В наборном (ламинированном) сердечнике, в крайних боковых слоях использовали твердые породы древесины, таким образом, увеличивая сопротивление крайних боковых слоев.
В комбинированных (деревянно-синтетических) сердечниках по боковым сторонам стали пускать более упругие стрингера из древесины. В некоторых случаях эти стрингера также имели ламинированную структуру.
Одной из первых, и одной из самых удачных конструкций, был Бэта-профиль у лыж фирмы Atomic.
Суть в том, что лыжа теперь как бы состояла из двух, продольно соединённых узких лыж. Каждый профиль имел внутри силовую конструкцию в виде металлической трубки (Power Cannels). В дальнейшем форма профиля менялась, становясь трапециевидной, что еще более увеличивало торсионную жесткость. Такая конструкция долгие годы успешно использовалась фирмой в экспертных и спортивных моделях, в том числе и в цеховых.
Но особое внимание конструктора уделили третьей модели. Тут инженерная мысль пошла по нескольким направлениям. Это было создание «силовых рам» (Power Frame) по боковинам лыжи. Эти рамы могли иметь как замкнутую форму,
так и обладать структурой «силовой вилки».
Рама могла изготавливаться из различных материалов (карбон, композит, металл) и могла как накладываться на лыжу сверху,
так и находиться внутри лыжи. Фирма Volkl развила эту конструкцию в свой «двойной сердечник» (Double Grip). В нем, поверх деревянного основного сердечника, проходили деревянные стрингера различной длины и сечения.
Несколько особняком стоит сложная «волновая» форма топшита у лыж фирмы Elan.
Подобная форма максимально увеличивает торсионную жесткость при минимальном влиянии на продольную эластичность. В принципе, эту конструкцию тоже можно отнести к случаю силовых рам.
Но особо изощренной оказалась конструкция фирмы Scott c системой рычагов SDR . Модель Genius действительно обладала выдающимися характеристиками!
Суть конструкции в том, что металлические рычаги при прогибании лыжи по дуге, как бы выгибали скользящую поверхность кантами наружу!
Особо хотелось бы остановится на второй модели торсионной жесткости. Ведь именно по этой модели сделаны реальные спортивные лыжи, созданные по сандвичевой технологии. Нетрудно понять, что торсионная жесткость таких моделей зависит в первую очередь от КАЧЕСТВА составляющих слоев и применяемого клея. Именно сандвичевые конструкции, в сочетании с ламинированными особым способом сердечниками, дают на сегодняшний день наилучшие результаты!
))
