При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

рием которых мы воспользовались, не сказали еще об одном важном моменте — об амплитуде движений. Будь то сгибания-разгибания или «коньковые шаги», они должны быть использованы в полном диапазоне, допустимом конституцией спортсмена при каждом удобном случае. И в этом отношении нашим спортсменам есть над чем работать. Правильная тех-

ника, взятая на вооружение волевым спортсменом, — основной его козырь в борьбе за победу. Таким мы видели Александра Жирова на завершающем этапе Кубка мира-81 и, увы, не сохранившего своего боевого настроя в сезоне 1982 г.

Перевод с английского Л. Козловой

ПРЕДЛАГАЕМ, ОБСУЖДАЕМ, СПОРИМ

ПРИМЕРЫ «ЛЫЖНОЙ МЕХАНИКИ»

Анализ техники горнолыжного спорта становится все более углубленным. Он требует хорошего знания законов механики, чем и можно объяснить приобщение специалистов в области точных наук к раскрытию «тайн» скольжения на лыжах.

Потребность обратиться к этой теме созрела после знакомства с рядом книг и статей. В некоторых из них, на мой взгляд, имеются существенные отклонения от истины. Но, как говорится, истина конкретна, и я, преодолев опасения оказаться неправым, предлагаю вниманию читателей следующие примеры. Примеры эти имеют давнюю историю. Но тем они и интересны, что за долгий срок ни авторы (по наблюдениям за литературой) не обратили на них внимания, ни читатели не высказались.

Пример 1. В книге «Техника горнолыжного спорта»* на стр. 19 в главе «Анализ техники поворота на параллельных лыжах», под рис. 8 говорится: «Незакантованная лыжа не может двигаться по дугообразной траектории, так как нет силы, уравновешивающей действие центробежной силы». О том, что эта фраза неслучайна, свидетельствуют слова, помещенные на стр. 21: «Разность центробежной силы и этой боковой составляющей и обусловливает боковой снос лыж (проскальзывание), который увеличивается с уменьшением силы F закантовки».

И далее: «Повороты без проскальзывания лыж (резаные повороты) выполнимы лишь тогда, когда на лыжи не действует боковая составляющая Fцб — F закантовки (точнее, когда она равна нулю), вызывающая их боковой снос».

Цитируемые слова свидетельствуют об искаженном представлении природы центробежной силы, ибо если нет «дугообразной траектории», то нет никакой центробежной силы.

Лыжи не могут скользить по кривой не по-

* Л. Ремизов, В. Зырянов «Техника горнолыжного спорта». М., Физкультура и спорт, 1968.

тому, что нет силы, уравновешивающей ц. б. силу, а потому, что нет центростремительной силы, которая заставила бы их скользить по дуге. Центробежная сила есть сила, порождаемая действием центростремительной силы, она всегда ей равна и противоположно направлена. Поэтому их разность всегда равна нулю, независимо от характера взаимодействия лыж со снегом — будь то поворот с боковым проскальзыванием или чисто резаный, без проскальзывания.

Боковое проскальзывание происходит либо под действием составляющей силы тяжести, либо в направлении первоначального скольжения, по инерции, за счет кинетической энергии. Только в этом случае сила инерции не будет называться центробежной, поскольку, повторяем, движение прямолинейное.

И в то же время мы можем привести пример, когда плоско лежащая лыжа, не имея от контакта со снегом боковой силы F закантовки, скользит по дуге. Это бывает в случае чистого поворота из косого спуска под склон — здесь центростремительной силой, заставляющей изменять направление скольжения, будет радиальная составляющая силы тяжести, действующей по линии ската склона (рис. 1). Она все время уменьшается с выходом на линию ската, поэтому кривая поворота, выпрямляясь, будет иметь параболический характер. Если же и дальше сохранять такое плоское положение лыж, то второй половины поворота, фазы поворота к склону не получится, поскольку та же составляющая силы тяжести либо заставит скользить прямо вниз, либо будет просто стаскивать лыжи боковым соскальзыванием, если поставить их поперек склона. Скорее всего это и хотели показать авторы пособия Л. Ремизов и В. Зырянов.

Механизм взаимодействия лыж со снегом является фактором, определяющим форму скольжения. Так, поворот на параллельных лыжах к склону немыслим без кантования лыж. Соответственно и окончание его, в зависимости от последующего движения, должно

Рис. 1.

сопровождаться различными действиями. Недооценка этого момента также приводит к ошибкам.

Так, в описании техники «конец поворота» (стр. 22 того же пособия) говорится; «Эта фаза поворота может оканчиваться двояко:

1.  Лыжник возобновляет спуск. В этом случае достаточно лишь принять нормальную стойку и закантовать лыжи.

2.  Лыжник останавливается. Для этого, приняв нормальную стойку, надо постепенно увеличить степень закантовки лыж».

«Закантовать лыжи» или «увеличить степень закантовки» — разве это не одно и то же? В действительности же, выход из поворота на параллельных лыжах в спуск наискось (именно об этом говорится в книге) сопровождается уменьшением кантования лыж по сравнению с тем, которое было при повороте, а остановка — наоборот, увеличением кантования. Для разных действий требуются и разные стойки... На рисунке, сопровождающем текст, это так и выглядит. Следы лыж на снегу иллюстрируют технику выполненного приема. Задача анализирующего технику — правильно прочитать этот след. Увы, и по сей день можно быть

Рис. 2.
Траектории ц. т.
тела лыжника и лыж

свидетелем искажений прикладной «лыжной» механики при анализе техники поворотов.

Пример 2. В статье В. Лама «Поворот в современном слаломе»* автор показал, что можно рассчитать «минимальные траектории движения» по трассе слалома. Несмотря на то что, как сказано на титульном листе выпуска, сборник — это «популярное издание, рассчитанное на тренеров и спортсменов», статья потребовала многократного прочтения. И что удивило, с каждым разом возникало все больше вопросов — так ли это на самом деле? Внимание с первого раза привлекли траектории, рассчитанные на ЭВМ (БЭСМ-4). Они изображены в проекции на поверхность склона. Показаны три варианта траекторий лыж и ц. т. тела. Сомнение вызвали пунктирные траектории ц. т. тела (рис. 2, А и С). Как могут быть они выпуклыми к центру поворота, хотя бы на отдельных участках, если лыжник на склоне имеет лишь одностороннюю гравитационную связь, осуществляемую в контакте лыж со снегом? Ведь для того чтобы ц. т. тела двигался таким образом, на него должна оказывать воздействие сила, направленная от центра дуги, по которой скользят лыжи, т. е. в сторону, противоположную центростремительной силе, создаваемой взаимодействием лыж со снегом. Подчеркиваем, рисунок изображает проекцию траекторий на склон, а это значит, _ что любые сгибательно-разгибательные движения слаломиста могут лишь уменьшить или увеличить кривизну траектории ц. т. тела, но не сделают ее выгнутой в обратную сторону.

Обвинять ЭВМ в ошибке не приходится. Остается полагать, что в машину была заложена неправильная программа. Не следует ли искать ошибку в весьма грубом приближении определения сил, действующих в повороте на лыжи? Обратимся к тексту: «На лыжника действует сила тяжести Рт, составляющие которой — скатывающая сила, равная Рт, Cos ( — угол между линией склона и горизонтом) и определяющая ускорение, и сила нормального давления на склон Рт • Cos / Cos а (а — угол наклона лыжника внутрь поворота)». Что здесь кажется неточным?

Во-первых, на лыжника кроме силы тяжести действует сила нормальной реакции склона, равная Рт • Cos , а не сила давления на склон, также равная Рт • Cos , направленная к склону как составляющая его силы тяжести.

Во-вторых, сила нормального давления на склон не зависит от угла наклона лыжника внутрь поворота. Этот угол зависит только от центробежной силы, равнодействующая от взаимодействия которой с силой тяжести не должна выходить за опору внешней лыжи. Кроме того, угол а различен в разных точках

* Лыжный спорт. М., Физкультура и спорт, 1976, вып. 1.

цуги и уж если «закладывать» его в программу, то только как переменную величину. Но, повторяем, надобность в этом отсутствует...

В-третьих, скатывающей силой, «определяющей ускорение», является лишь часть движущей силы, равной Рт • Sin (а не Рт • Cos , как сказано в статье), за вычетом сил сопротивления — силы трения лыж и силы лобового сопротивления.

Таким образом, скатывающая сила равна:

Fскат = Рт • Sin — Fтрен — Fлобов.

Это уравнение справедливо лишь для прямых спусков по линии ската, т. с. по наибольшей крутизне склона, где угол между лыжами и горизонтом не меняется и равен . В спусках же наискось скатывающая сила F¹скат = Fскат • Cos , где — угол, лежащий в плоскости склона, между линией ската склона и направлением косого спуска. Эта формула учитывает действительный угол наклона лыж к горизонту. В поворотах же, полагая направление лыж касательным к данной точке дуги. Угол изменяется в процессе поворота. Поэтому подставлять в формулу можно лишь его мгновенное значение. Следовательно, и скатывающая сила в повороте все время изменяется, имея выражение:

Fcкат = Рт • Sin • Cos b — Fтрен — Fлобов.

Так, например, при дуге поворота, охватывающей угол 180°, скатывающая сила изменяется от нуля в начале и конце дуги до максимума в ее середине. Кроме того, надо учитывать и то, что сила трения лыж в начале, середине и особенно во второй половине дуги значительно изменяется, увеличиваясь к концу поворота. Отсюда мы получаем значительно измененную и усложненную картину действующих на лыжника сил, по сравнению с заложенной автором статьи в программу ЭВМ.

Сомнение также вызывает и фраза: «Но изменению направления движения лыж всегда предшествует момент «окончание поворота — вход в поворот», т. е. момент изменения центра тяжести движения». Что означает понятие «центр тяжести движения»? Да и сами названия траекторий — «минимальная», «кратчайшая» или «быстрейшая» требуют большей четкости, ибо далеко не всегда кратчайшая есть минимальная и особенно быстрейшая. Наоборот, быстрейшей чаще всего оказывается не кратчайшая.

Прошло шесть лет с момента появления статьи. Срок вполне достаточный, чтобы ее рекомендации, будь они реальными, воплотились на практике. Увы! Ничего похожего в прохождении трасс слалома, даже асами мирового класса, не наблюдается.

Наоборот, отточенность скольжения по плавным, а не ломаным кривым все более отличает их технику и тактику. И все меньшую роль при этом играют уколы или опоры на

палки. Переход же из поворота в поворот с постановкой лыж ил пятки, который пропагандируется автором, стал просто акробатическим этюдом.

Аналогичное можно сказать и о рекомендациях автора по поводу S-поворота. Статья писалась в эпоху авальманного бума, когда этот прием поглощения ударов от бугров был фетиширован и принимался за «альфу» и «омегу» современности. Все гораздо проще — технику длинных поворотов с сопряжениями поперек склона надо рассматривать как технику преодоления пологих бугров со скоростью, позволяющей сохранять контакт лыж с профилем бугра, дополненной наклонами тела от центра предыдущего поворота к следующему. И последнее — о выталкивании лыж как ускоряющем факторе. Утверждать такое, значит, попрать принцип, гласящий: «Вез действия «внешних» сил в какой-либо системе движущихся тел сумма всех импульсов остается постоянной». Сколько загублено молодых спортсменов этим «выталкиванием». Элемент, приводящий к выигрышу тысячных долен секунды при пересечении ногами финишного луча фотоэлемента (за счет компенсаторного откидывания туловища назад), механически перенесенный в повороты, приводит к неисправимому подседу. Одно дело не мешать лыжам скользить со скоростью большей, чем скорость тела, что наиболее ощутимо в момент сопряжения дуг и не требует никаких усилий. Этим и полезен настоящий авальман. Другое дело умышленно «выталкивать» лыжи. Это совершенно разные вещи, и поэтому могут быть темой особого разговора.

Пример 3. В 1978 г. в русском издании вышла книга итальянских авторов, братьев Франко и Марио Котелли. Из всех итальянских книг о горнолыжном спорте, с которыми мне посчастливилось познакомиться, она наиболее насыщена «механикой» при анализе техники. Внимание привлекли некоторые определения. Так, на стр. 60 при рассмотрении изменения давления на опору в движущемся лифте сказано: «Если же а<0 (отрицательное изменение скорости), то давление превышает вес mg : R = m(g+a). Это, например, возникает при замедлении подъема». Так ли это на самом деле? Данный пример можно рассмотреть и без формулы: мы знаем по первому закону Ньютона, что «всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока какая-либо внешняя сила по выведет его из этого состояния». В случае подъема в лифте, при его замедлении, тело, стремясь двигаться вверх с прежней скоростью, силой инерции, направленной вверх, уменьшит давление на пол лифта. На спуске же, наоборот — при замедлении тело силой инерции, направленной вниз, увеличит давление на пол. Давление на пол равно весу тела либо в покоящемся лифте, либо при установишей-

ся, постоянной скорости подъема или спуска. В каждом конкретном случае в зависимости от режима работы лифта и конституции человека (тело человека не абсолютно твердое тело) отклонения в давлении будут различные. Так, взяв напольные, пружинные весы в лифт своего дома, я констатировал, что собственный вес 90 кг при замедлении подъема «уменьшался»* на 9410 кг, а при замедлении спуска «увеличивался» на 78 кг. На стоянках и участках равномерного подъема или спуска весы показывали 90 кг.

Аналогия с лифтом, проведенная итальянцами, весьма полезна, так как контакт человека с полом кабины осуществляется односторонне, под действием силы тяжести. То же имеет место при спусках на лыжах, где разгрузка и перегрузка лыж при выполнении многих приемов играет огромную роль. Поэтому малейшее искажение законов механики в трактовке техники имеет принципиальное значение и, как правило, приводит к ошибочным выводам.

ТЕХНИКА НА СЛУЖБЕ СПОРТСМЕНОВ

КОНСТРУКТИВНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАЛЫМ БУКСИРОВОЧНЫМ ЛЫЖНЫМ ПОДЪЕМНИКАМ (МБЛП)

К категории подъемников МБЛП относятся канатные дороги протяженностью до 400 — 600 м со съемными индивидуальными бугелями, предназначенные для буксировки лыжников на гору.

Цель статьи — регламентировать конструктивные характеристики и правила эксплуатации таких подъемников, чтобы обеспечить максимальную безопасность пользования ими.

В настоящее время в эксплуатации имеется большое число подъемников самых различных конструкций. За редким исключением они спроектированы кустарно и изготовлены из случайных подручных материалов или готовых агрегатов. Конструкции многих подъемников не подвергались инженерному расчету. При создании подобных подъемников не всегда учитывались требования обеспечения максимальной безопасности. Часто такие подъемники эксплуатируются без соблюдения правил техники безопасности, в результате чего имеются несчастные случаи, иногда с довольно тяжелыми последствиями для пострадавших. Приводимые требования помогут устранить перечисленные недостатки. При разработке требований был использован положительный и негативный опыт, накопленный горнолыжниками Ленинграда и Ленинградской области.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МБЛП

1. Обеспечение максимальной безопасности пользования подъемником. Под максимальной безопасностью понимается возможность без-

* Вес тела не меняется. Изменяется сила давления на пол лифта.

опасного пользования подъемником даже лицами, не прошедшими специального инструктажа, в том числе детьми.

2.  Подъемник должен быть предельно прост и надежен в эксплуатации так, чтобы во время его работы не требовалось постоянного присутствия специального лица (механика).

3.  Простота и надежность должны гарантировать безаварийную и безопасную работу подъемника при выполнении самых минимальных контрольно-профилактических мероприятий, не требующих участия в них специальных должностных лиц. Под минимальными мероприятиями следует понимать производство ревизий перед пуском и перед выключением подъемника, а также выполнение необходимых ремонтных работ при обнаружении неисправностей в его механизмах.

ТРЕБОВАНИЯ К ТРАССЕ
(БУКСИРОВОЧНОЙ ДОРОЖКЕ) ПОДЪЕМНИКА

1.  На трассе подъемника в пределах габаритного коридора (4 м в ширину и 2,5 в высоту) не должно быть каких-либо предметов или препятствий, создающих помехи движению буксируемых лыжников.

Ширину отсчитывают от тягового каната в сторону лыжни, высоту — от поверхности лыжни по вертикали.

2.  В поперечном сечении нижняя граница габаритного коридора, т. е. линия снежного покрова, не должна иметь большого наклона; рекомендуется наклон не более 3° (разница высот на ширине 4 м не более 0,2 м).

3.  Возвышение каната над буксировочной дорожкой — в пределах от 0,5 м до 2,5 м.