Изобретение относится к спортивному инвентарю и, более точно, касается лыж, преимущественно для конькового стиля.
Предшествующий уровень техники
Известны лыжи (см. CH,А, 600905), содержащие каждая поверхность скольжения, внутреннюю и наружную боковые поверхности, причем поверхность скольжения выполнена выпуклой и снабжена продольными ребрами, распределенными по ее ширине.
Однако в данной конструкции имеет место высокое сопротивление движению, обусловленное наличием выступающих из поверхности скольжения продольных ребер, т.к. выступающие за поверхность скольжения ребра при движении лыжи по лыжной трассе контактируют со всеми неровностями на лыжне и перемещают снежно-ледовую массу своей боковой поверхностью от одного ребра к другому вплоть до заклинивания (забивания) этой массы между ребрами. Кроме того, выполнение поверхности скольжения выпуклой создает неустойчивую конструкцию и требует дополнительных затрат мышечной энергии для обеспечения устойчивого положения на лыжне.
Известны, кроме того, лыжи, преимущественно для конькового стиля (SU, А, 1711933), содержащие каждая поверхность скольжения, внутреннюю и наружную боковые поверхности, причем на поверхности скольжения по всей ее длине выполнена выемка, определяющая продольный выступ со стороны внутренней боковой поверхности, выполненной по меньшей мере в своей части, прилегающей к поверхности скольжения, наклонной так, что выступ в поперечном сечении сужается к вершине. Однако в известной конструкции выемка простирается по существу на всю ширину поверхности скольжения от выступа до наружного канта лыжи. При такой конструкции лыжа, находясь в горизонтальном положении, опирается только на выступ и наружный продольный кант. При продольном скольжении, особенно на спусках, выступ и кант, врезаясь в снег (особенно на мягкой лыжне), снижают скорость движения. Кроме того, при движении коньковым стилем в завершающей стадии толчка внутренняя наклонная поверхность лыжи ложится на лыжню и, работая только трением скольжения, может явиться неожиданной для лыжника причиной срыва после толчка и мощного упора выступом за счет поперечного проскальзывания, что приводит к потере скорости, неустойчивому равновесию, непроизводительным затратам энергии.
Известны лыжи, преимущественно для конькового стиля (RU, В, 2128541), содержащие каждая внутреннюю боковую поверхность, наружную боковую поверхность и поверхность скольжения с плоской поверхностью и с наклонной поверхностью, прилегающей к внутренней боковой поверхности и содержащей по меньшей мере два выступа, простирающихся вдоль продольной оси лыжи, при этом плоская поверхность поверхности скольжения расположена, по существу, на одном уровне с вершиной соседнего с плоской поверхностью выступа, причем наклонная поверхность имеет выпуклую форму, а вершины выступов лежат на этой поверхности.
Использование данных лыж показало неплохие результаты, однако такие лыжи больше относятся к элитным лыжам, а не к лыжам для общего пользования, т.к. они сложны в изготовлении и требуют большой ручной доработки, более точной подгонки фигурной скользящей поверхности и клина лыжи. Эти лыжи требуют более высокого качества полиэтилена скользящей поверхности, т.к. требуют определенного режима формовки, при котором полиэтилен более низкого качества формовался бы с недопустимыми дефектами.
Известны лыжи, преимущественно для конькового стиля (DE, С, 4119816), содержащие каждая внутреннюю боковую поверхность, наружную боковую поверхность и поверхность скольжения с донной поверхностью и с наклонной поверхностью, прилегающей к внутренней боковой поверхности и содержащей по меньшей мере два выступа, простирающихся вдоль продольной оси лыжи, при этом донная поверхность поверхности скольжения расположена, по существу, на одном уровне с вершиной соседнего с донной поверхностью выступа. Наклонная поверхность поверхности скольжения наклонена относительно донной поверхности поверхности скольжения на угол 12-18o. Однако данные лыжи из-за малого угла наклона наклонной поверхности поверхности скольжения относительно донной поверхности поверхности скольжения не могут обеспечить надежного зацепления лыжи с лыжной трассой при углах наклона лыжи более 18o. Это также приводит к потере скорости, неустойчивому равновесию и непроизводительным затратам энергии.
Таким образом, несмотря на существование разнообразных конструкций лыж, преимущественно для конькового стиля, существует необходимость в дальнейшем их усовершенствовании.
Сущность изобретения
В основу изобретения поставлена задача разработать конструкцию лыж, преимущественно для конькового стиля, которая за счет выбора профиля поверхности скольжения позволяла бы увеличивать скорость движения за счет уменьшения сопротивления, не приводила бы к снижению скорости при продольном скольжении, в том числе на мягкой лыжне, обеспечивала бы эффективное сцепление лыжи с трассой во время толчка при движении лыжника коньковым стилем и исключала бы возможности срывов лыж в конечной стадии толчка.
Поставленная задача согласно первому аспекту изобретения решается посредством лыжи, преимущественно для конькового стиля, содержащей верхнюю поверхность, внутреннюю боковую поверхность, наружную боковую поверхность и поверхность скольжения с донной поверхностью и с опорной поверхностью, расположенной между внутренней боковой поверхностью и донной поверхностью, причем опорная поверхность содержит простирающийся вдоль продольной оси лыжи выступ, вершина которого расположена не ниже донной поверхности, в которой согласно изобретению часть опорной поверхности, расположенная за выступом ближе к внутренней боковой поверхности, является вогнутой поверхностью, имеющей форму части окружности, причем отношение стрелки дуги вогнутой поверхности к радиусу окружности находится в пределах 0,25-1,25.
Предпочтительно, чтобы выступ был отделен выемкой от донной поверхности.
Целесообразно, чтобы вогнутая поверхность образовывала второй простирающийся вдоль продольной оси лыжи выступ в месте ее сопряжения с внутренней боковой поверхностью.
Желательно, чтобы донная поверхность была расположена, по существу, на одном уровне с вершиной первого выступа.
Возможно, чтобы выемка проходила до конца лыжи.
Предпочтительно, чтобы вогнутая поверхность имела по меньшей мере один дополнительный выступ.
Целесообразно, чтобы выступы имели форму для минимального трения с контактирующим снегом.
Желательно, чтобы вогнутая поверхность, выемка и выступы начинались на заданном расстоянии от носка лыжи.
Возможно, чтобы вогнутая поверхность и выступы заканчивались на заданном расстоянии от конца лыжи, а поверхность, простирающаяся от места окончания вогнутой поверхности и выступов до конца лыжи, была выполнена с возможностью оказания минимального сопротивления движению.
Предпочтительно, чтобы лыжа была выполнена симметричной относительно плоскости продольного центрального сечения, перпендикулярного донной поверхности.
Поставленная задача согласно второму аспекту изобретения решается посредством лыжи, преимущественно для конькового стиля, содержащей верхнюю поверхность, внутреннюю боковую поверхность, наружную боковую поверхность и поверхность скольжения с донной поверхностью и с опорной поверхностью, расположенной между внутренней боковой поверхностью и донной поверхностью, причем опорная поверхность содержит простирающийся вдоль продольной оси лыжи выступ, вершина которого расположена не ниже донной поверхности, в которой согласно изобретению часть опорной поверхности, расположенная за выступом ближе к внутренней боковой поверхности, является вогнутой поверхностью с изменяющейся в плоскости поперечного сечения лыжи кривизной, причем отношение превышения второго выступа над первым к расстоянию между выступами вдоль плоскости донной поверхности находится в пределах 0,25-1,0.
Предпочтительно, чтобы выступ был отделен выемкой от донной поверхности.
Целесообразно, чтобы вогнутая поверхность образовывала второй простирающийся вдоль продольной оси лыжи выступ в месте ее сопряжения с внутренней боковой поверхностью.
Желательно, чтобы вогнутая поверхность имела изменяющуюся в плоскости поперечного сечения лыжи кривизну.
Возможно, чтобы вогнутая поверхность имела большую кривизну со стороны внутренней боковой поверхности лыжи.
Предпочтительно, чтобы донная поверхность была расположена, по существу, на одном уровне с вершиной первого выступа.
Целесообразно, чтобы выемка проходила до конца лыжи.
Желательно, чтобы вогнутая поверхность имела по меньшей мере один дополнительный выступ.
Возможно, чтобы выступы имели форму для минимального трения с контактирующим снегом.
Предпочтительно, чтобы вогнутая поверхность, выемка и выступы начинались на заданном расстоянии от носка лыжи.
Целесообразно, чтобы вогнутая поверхность и выступы заканчивались на заданном расстоянии от конца лыжи, а поверхность, простирающаяся от места окончания вогнутой поверхности и выступов до конца лыжи, была выполнена с возможностью оказания минимального сопротивления движению.
Желательно, чтобы лыжа была выполнена симметричной относительно плоскости продольного центрального сечения, перпендикулярного донной поверхности.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает лыжу согласно изобретению, общий вид сбоку с внутренней стороны;
фиг. 2 - разрез по II-II на фиг. 1, увеличено;
фиг. 3 - вариант осуществления изобретения с выемкой;
фиг. 4 - вариант осуществления изобретения со вторым выступом;
фиг. 5 - вариант осуществления изобретения с дополнительными выступами;
фиг. 6 - разрез по VI-VI на фиг. 1, увеличено;
фиг. 7 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей форму части окружности;
фиг. 8 - окружность с изображенными стрелкой дуги, хордой дуги и радиусом;
фиг. 9 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей форму части окружности, где отношение стрелки дуги к радиусу окружности составляет 0,25;
фиг. 10 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей форму части окружности, где отношение стрелки дуги к радиусу окружности составляет 1,0;
фиг. 11 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей форму части окружности, с запрессованным снегом в пазухах вогнутой поверхности;
фиг. 12 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей изменяющуюся по ее длине кривизну;
фиг. 13 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей изменяющуюся по ее длине кривизну, где отношение превышения первого выступа над вторым к расстоянию между выступами равно 1,0;
фиг. 14 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей изменяющуюся по ее длине кривизну, где отношение превышения первого выступа над вторым к расстоянию между выступами равно 0,25;
фиг. 15 - вариант осуществления изобретения с вогнутой поверхностью, имеющей изменяющуюся по ее длине кривизну, где отношение превышения первого выступа над вторым к расстоянию между выступами равно 0,25, причем лыжа показана в положении толчка;
фиг. 16 - силы, действующие на лыжу в положении толчка;
фиг. 17 - вариант осуществления изобретения, симметричный относительно плоскости центрального сечения лыжи.
Подробное описание лучших вариантов осуществления
Изображенная на фиг. 1 и 2 лыжа 1 содержит верхнюю поверхность 2, поверхность 3 скольжения, внутреннюю боковую поверхность 4 и наружную боковую поверхность 5. Поверхность 3 скольжения содержит донную поверхность 6 и опорную поверхность 7, расположенную между внутренней боковой поверхностью 4 и донной поверхностью 6. Опорная поверхность 7 содержит выступ 8, вершина которого расположена не ниже донной поверхности 6. Понятно, что при расположении выступа 8 ниже донной поверхности 6 выступ 8 будет взаимодействовать со снегом при нормальном, т.е. ненаклоненном положении лыжи, что приведет к ненужному торможению при параллельном скольжении лыж. Предпочтительно, чтобы донная поверхность 6 была расположена, по существу, на одном уровне с вершиной выступа 8, однако допустимы варианты осуществления изобретения, в которых вершина выступа 8 размещена несколько выше донной поверхности. Выступ 8 простирается вдоль продольной оси лыжи.
Отличительным и чрезвычайно важным признаком изобретения является то, что часть опорной поверхности, расположенная за выступом 8 ближе к внутренней боковой поверхности 4, является вогнутой поверхностью.
При движении по слабо пересеченной местности коньковым стилем лыжник осуществляет толчок лыжей, особенно в конечной стадии толчка, под углом 35-45o, что совпадает с естественным положением ноги во время толчка. При движении в подъем (обычные углы подъемов составляют 8-12o и занимают до 15% всех спортивных трасс) лыжу приходится наклонять больше на величину угла наклона трассы, т.е. до 50-60o.
Лыжники, использующие конструкции лыж с углом наклона плоской наклонной опорной поверхности относительно донной поверхности, равным 12-18o, осуществляют этот наклон лыжи посредством приема Х-ования - "иксования", т.е. наклоняя голень внутрь лыжни. Этот прием является неестественным для организма, но вынужденным. Если при использовании таких известных лыж не применять Х-ование, то тогда край наклонной поверхности ляжет на трассу, коэффициент сцепления лыжи с трассой резко упадет и может произойти срыв, а значит потеря энергии и скорости.
При использовании конструкций лыж с углом наклона плоской наклонной опорной поверхности относительно донной поверхности, равным 35-60o, лыжнику нет необходимости применять прием X-ования.
С другой стороны, есть все основания для уменьшения угла наклона плоской наклонной опорной поверхности относительно донной поверхности, т.к. при меньшем угле значительно уменьшается нагрузка на голеностоп от крутящего момента, равного произведению вертикальной составляющей усилия лыжника во время толчка на плечо между этой составляющей и реакцией в месте передачи этой нагрузки на лыжню. При меньшем угле вершина выступа располагается ближе к середине лыжи и крутящий момент на голеностоп уменьшается, при большем угле соответственно увеличивается.
Если выбирать углы наклона меньше 35o, то начинают учащаться случаи поперечного проскальзывания лыжи. При углах наклона более 60o чрезмерно увеличивается действие крутящего момента на голеностоп.
Таким образом, интервал от 35 до 60o углов наклона плоской наклонной опорной поверхности относительно донной поверхности - это оптимальный интервал, позволяющий, с одной стороны, полностью избегать поперечного проскальзывания лыжи, а с другой стороны, избегать ненужного чрезмерного повышения нагрузки на голеностоп от крутящего момента.
Эксперименты и практические расчеты показали, что выполнение части опорной поверхности 7, расположенной за выступом 8, ближе к внутренней боковой поверхности 4 в виде вогнутой поверхности позволяет при существенно меньших углах наклона лыжи (чем в случае с плоской опорной поверхностью) избегать ее поперечного проскальзывания, а следовательно, позволяет минимизировать воздействие крутящего момента при толчке на голеностоп.
В данном случае под углом наклона понимается угол наклона, образованный плоскостью, проходящей через границу перехода опорной поверхности во внутреннюю боковую поверхность (точка в на фиг. 2) и через вершину выступа 8 (точка а на фиг. 2).
Этот эффект уменьшения вышеуказанных углов наклона объясняется именно вогнутой формой части опорной поверхности, которая позволяет уменьшить этот угол с сохранением тех же характеристик лыж, что и при плоской форме части опорной поверхности.
На фиг. 3 показан вариант осуществления изобретения, где выступ 8 отделен от донной поверхности 6 выемкой 9. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2, выемка настолько мала, что ею, по существу, можно пренебречь. Наличие выемки 9 является желательным для постепенного вступления выступа 8 во взаимодействие со снегом на полную высоту при наклоне лыжи в положении упора о снег.
На фиг. 4 показан еще один вариант осуществления изобретения, где вогнутая поверхность образует второй простирающийся вдоль продольной оси лыжи выступ 10 в месте сопряжения вогнутой поверхности с внутренней боковой поверхностью 4. Наличие выступа 10 является предпочтительным, поскольку при наклоне лыжи в положении упора о снег, когда лыжа ложится на нижнюю кромку внутренней боковой поверхности 4, выступ 10, взаимодействуя со снегом, продолжает осуществление толчка лыжи о снежную поверхность.
Вогнутая поверхность может иметь несколько дополнительных выступов 11', 11'', 11''', расположенных между первым 8 и вторым 10 основными выступами (см. фиг. 5). В этом случае вогнутой является образующая криволинейной поверхности (показана штриховой линией). Такой профиль вогнутой части опорной поверхности 7 может оказаться полезным при движении по лыжной трассе с рыхлым снегом, где в зацепление со снегом вступает ряд выступов, обеспечивающих, с одной стороны, лучшее уплотнение снега под опорной поверхностью 7 и, с другой стороны, более надежную связь лыжи с запрессованным под лыжей бугорком снега. При этом снижается риск проскальзывания лыжи при упоре на рыхлом снегу и увеличивается скорость движения.
Каждый выступ 8, 10, 11'-11''' для лучшего сцепления со снежной трассой, как правило, имеет сужающееся к его вершине поперечное сечение. Предпочтительная форма поперечного сечения сужающегося к вершине выступа - треугольная, однако для любого специалиста в данной области техники ясно, что форма поперечного сечения выступов может быть и иная - трапециевидная, в форме многоугольника и т. д. Ясно, что разная форма выступа, как правило, обуславливает соответствующую форму выемок. Поэтому как выступы, так и образованные между ними выемки, могут иметь полукруглую, овальную, трапециевидную и другую форму. Выбор конфигурации и размеров выступов определяется типом трассы (мягкая, твердая, ледовая), для которой предназначаются лыжи, а также физическими данными лыжника (рост, вес и т.п.).
С другой стороны, ясно, что выступы должны иметь форму для минимального трения с контактирующим снегом при перемещении лыжи, по существу, вдоль ее продольной оси. Поэтому ясно, что треугольная форма выступа должна быть слегка скруглена у его вершины.
Как правило, вогнутая поверхность, выемка, следовательно, и выступ начинаются на заданном расстоянии от носка лыжи. При расположении выемки 9 и выступа 8 на самом носке лыжи затруднено торможение "плугом" или "полуплугом", т.к. выемка и выступ направляют лыжу и изменить это направление лыжи при таком расположении выемки и выступа очень трудно. Иная ситуация (и это проверено опытом) складывается при расположении выемки и выступа на заданном расстоянии от носка лыжи. Это расстояние зависит от квалификации лыжника (для элитных лыжников оно меньше, для любителей больше), от состояния лыжни (для мягкой лыжни оно меньше, для плотной - больше) и т.д.
Вогнутая поверхность и выступы 10, 11'-11''' также желательно располагать на заданном расстоянии от носка лыжи, т.к. малая толщина сечения лыжи около носка не всегда позволяет разместить выемку.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения вогнутая поверхность и выступы 10, 11'-11''' могут заканчиваться на заданном расстоянии от конца лыжи, что также связано с трудностями их размещения в тонкой конечной части лыжи. При этом поверхность лыжи, простирающаяся от места окончания вогнутой поверхности и выступов до конца лыжи, выполнена так, что она оказывает минимальное сопротивление снегу при движении лыжи. Вогнутая поверхность с выступами 10, 11'-11''' на участке минимальной толщины лыжи вблизи конца лыжи плавно переходит в плоскую наклонную поверхность с выступом 8 и выемкой 9, которые проходят до конца лыжи (см. фиг. 6). Требование того, чтобы выемка 9 доходила до конца лыжи, обусловлено необходимостью того, чтобы образованный выемкой 9 бугорок снега на лыжне не приглаживался задней частью лыжи с созданием тормозящего эффекта. Это зависит от формы лыжи на участке минимальной толщины вблизи конца лыжи.
На фиг. 7-11 показан предпочтительный вариант осуществления изобретения, в котором вогнутая поверхность имеет форму части окружности с центром в точке О и с радиусом R. В этом варианте осуществления изобретения предпочтительно, чтобы отношение стрелки дуги вогнутой поверхности к радиусу окружности находилось в пределах 0,25-1,25. Под стрелкой S дуги (см. фиг. 7 и 8) понимается перпендикуляр, опущенный из самой удаленной от хорды H дуги точки окружности на хорду H дуги. Следовательно, как видно из фиг. 7, должно выполняться соотношение
0,25≤S/R≤1,25 (I)
Критические величины для отношения S/R определялись посредством проведения многочисленных расчетов и экспериментов.
Например, расчетные данные показали, что лыжи с конфигурацией поверхности скольжения, где S/R=0,25 (см. фиг. 9) могут быть применимы, но только для мокрого снега, который способен хорошо уплотняться. При выборе S/R≤0,25 второй выступ, по существу, не взаимодействует со снегом при толчке лыжи, проскакивая над ним.
Для менее уплотняемого снега при толчке необходимо уплотнить большую массу снега, поэтому при увеличении S/R с 0,25 до 1,0 имеет место существенное улучшение эффективности лыж. На фиг. 10 показан вариант осуществления изобретения, где S/R=1,0.
Этот вариант осуществления изобретения согласно расчетам и экспериментам является одним из наиболее эффективных и может быть применен с достаточной эффективностью при рыхлом снеге, а также при более плотной трассе, вплоть до жесткой.
При дальнейшем увеличении S/R с 1,0 до 1,25 происходит плавное уменьшение эффективности лыж за счет того, что снег при перемещении лыж запрессовывается в образующиеся пазухи вогнутой поверхности (см. фиг. 11, где S/R= 1,25), что приводит к увеличению сопротивления скольжению лыж и к снижению скорости. Вместе с тем, при увеличении S/R более 1,25 существенно уменьшаются прочностные характеристики выступа 10, расположенного в области наибольших касательных и нормальных напряжений, что может привести к досрочному разрушению выступа при устойчивой работе остальной части лыжи.
Для подтверждения расчетных данных были проведены эксперименты. Приведенный здесь только в качестве примера эксперимент для варианта осуществления изобретения, в котором вогнутая поверхность имеет форму части окружности, проводился следующим образом.
Эксперимент проводился для лыж с различными соотношениями S/R. Эксперимент проводился в два этапа: на мокром снегу с температурой наружного воздуха +3oC и на свежевыпавшем снегу с температурой наружного воздуха -2oC. Погода в обоих случаях - пасмурная. Использовались лыжи, скользящая поверхность которых во всех случаях была изготовлена из одного и того же полиэтилена. Скользящие поверхности лыж готовились одинаково во всех случаях, т.е. натирались одним и тем же парафином. Замеры проводились в десять этапов для каждого типа лыж. На каждом этапе проводились измерения и наблюдения за каждым шагом лыж. Для этого выбирался участок длиной 700 м. На участке 400 м спортсмен разгонялся, а на участке 300 м замерялось время прохождения этого участка. С учетом этого времени определялся тормозящий эффект. Количество проскальзываний подсчитывалось 4-мя наблюдателями. Тормозящий эффект определялся методом экспертных оценок, выставляемых 4-мя наблюдателями и 2-мя лыжниками с учетом времени прохождения последнего 300-метрового участка.
Полученные данные обрабатывались статистическими методами. Результаты эксперимента занесены в таблицу I.
Данный эксперимент приведен здесь только в качестве примера. На самом деле было проведено множество самых различных экспериментов. Исходя из данных этих многочисленных экспериментов были приняты граничные коэффициенты 0,25 и 1,25, за пределами которых резко снижаются скоростные характеристики лыж.
На фиг. 12 показан еще один вариант осуществления изобретения, в котором вогнутая поверхность имеет изменяющуюся по ее длине кривизну, причем, как правило, кривизна вогнутой поверхности увеличивается по мере приближения к внутренней боковой поверхности лыжи. При этом выступ 10 за счет большей кривизны со стороны выемки 9 может более надежно работать в толчке, особенно на жестких трассах.
Эксперименты и расчеты показали, что оптимальным является такое соотношение размеров выступов, при котором отношение превышения "а" выступа 10 над выступом 8 к расстоянию "в" между выступами 8 и 10 вдоль плоскости донной поверхности 6 находится в пределах 0,25-1,0.
Иными словами, должно выполняться соотношение
0,25≤a/b≤1,0 (II)
В показанном на фиг. 13 варианте осуществления изобретения a/b=1,0. Легко понять, что при этом угол наклона, образованный плоскостью, проходящей через границу перехода вогнутой части опорной поверхности во внутреннюю боковую поверхность и через вершину выступа 8, и донной поверхностью, равен 45o. При этом выступ 10 вступит в работу только при угле наклона лыжи, равном 45o (в конечной стадии толчка) на подъемах и на ровной поверхности. При толчке на пологом спуске выступ 10 работать не будет, так как наклон лыжи в этом случае не достигает угла 45o. Ясно, что для данного варианта осуществления изобретения соотношение a/b=1,0 является граничным верхним значением.
На фиг. 14 показан этот же вариант осуществления изобретения, где a/b= 0,25. При этом выступ 10 вступает в работу уже при угле наклона лыжи, равном чуть более 14o (в самом начале толчка), а выступ 8 выключается из работы (см. фиг. 15). Работа такой лыжи в незначительной степени отличается от работы традиционной лыжи, а крутящий момент, действующий на голеностопный сустав за счет вертикальной составляющей усилия толчка, всего примерно на 14% меньше, чем в традиционной лыже. С другой стороны, дальнейшее уменьшение соотношения a/b неизбежно приводит к чрезмерному уменьшению ширины донной поверхности, что недопустимо, поскольку иначе лыжа будет проваливаться и врезаться в снег даже при жесткой лыжне. Увеличение ширины донной поверхности в этом случае возможно только за счет увеличения ширины лыжи, что приведет к увеличению веса лыжи и практически неприемлемо. Ясно, что для данного варианта осуществления изобретения соотношение a/b=0,25 является граничным нижним значением.
При 0,25≤a/b≤1,0, с одной стороны, не происходит поперечного проскальзывания лыжи, а с другой стороны, не так велик действующий на голеностоп крутящий момент.
На фиг. 16 показаны силы, действующие на лыжу в положении толчка, где:
P - сила толчка ногой;
Pv - вертикальная составляющая силы толчка;
Rv- вертикальная составляющая реакции опоры;
a - плечо пары сил Pv и Pv;
α - угол наклона лыжи относительно поверхности снега при толчке.
Ниже приведена таблица II значений крутящего момента, действующего на голеностоп, для разных величин соотношения a/b, в сравнении со значениями крутящего момента для традиционных лыж. В нашем случае крутящий момент определяется по формуле:
M = Pv×a = P×a×cosα (III),
причем P принимался равным 70 кг.
Из данной таблицы II четко видна критичность соотношения 0,25≤a/b≤1,0 для данного варианта осуществления изобретения.
На фиг. 17 представлен еще один вариант осуществления лыж согласно изобретению, в котором левая и правая лыжи выполнены идентичными для обеспечения их взаимозаменяемости.
В этом варианте каждая лыжа выполнена симметричной относительно плоскости P продольного центрального сечения, перпендикулярного донной поверхности. Симметричная форма лыжи обеспечена за счет того, что поверхность скольжения лыжи содержит еще одну вогнутую опорную поверхность 7', прилегающую к наружной боковой поверхности 5 и содержащую выступ 8'.
Ясно, что этот вариант осуществления изобретения может быть модифицирован в соответствии с любым из вариантов осуществления изобретения, описанных выше.
Лыжи согласно изобретению используются спортсменом следующим образом.
Лыжи могут использоваться как для движения коньковым стилем, так и классическим.
При движении коньковым стилем спортсмены, как правило, на спусках используют классический стиль, когда лыжи расположены параллельно и опираются на лыжню поверхностью 3 скольжения. Благодаря наличию донной поверхности 6, расположенной на практически одном уровне с вершиной выступа 8, нагрузка от лыжника равномерно распределяется по этой донной поверхности, что предотвращает опасность проваливания (утопания) лыж в снег даже в том случае, если лыжная трасса мягкая. При продольном движении лыж на горизонтальных участках трассы так же, как и на спусках, выступ 8 не врезается в снег благодаря тому, что он находится не ниже донной поверхности 6.
На стадии толчка при постепенном увеличении угла наклона лыжи 1 рабочая поверхность выступа 8 входит в контакт с лыжней.
Благодаря этому увеличивается коэффициент сцепления лыжи с трассой, что позволяет повысить мощность толчка, существенно снизить риск поперечного проскальзывания и в итоге приводит к увеличению скорости движения лыжника. При дальнейшем увеличении угла наклона лыжи при толчке начинает работать второй выступ 10, что еще больше повышает мощность толчка, снижает риск поперечного проскальзывания и позволяет увеличить скорость движения.
За счет вогнутой конфигурации опорной поверхности значительно уменьшается вероятность поперечного проскальзывания лыжи при толчке и достигается оптимальная величина крутящего момента, действующего на голеностопный сустав при перемещении коньковым стилем, как по горизонтальной лыжне, так и в подъем.
В симметричном исполнении левая и правая лыжи в соответствии с Европейским стандартом являются взаимозаменяемыми.
Промышленная применимость
Лыжи, преимущественно для конькового стиля, выполненные согласно настоящему изобретению, могут быть изготовлены с использованием существующего технологического оборудования и известных материалов.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЛЫЖИ ДЛЯ КОНЬКОВОГО СТИЛЯ | 1998 |
|
RU2128541C1 |
| КРЕПЛЕНИЕ ЛЫЖ КОНЬКОВОГО СТИЛЯ И ЛЫЖНЫХ БОТИНОК | 2009 |
|
RU2403943C1 |
| БЕГОВЫЕ ЛЫЖИ ДЛЯ КОНЬКОВОГО ХОДА | 2014 |
|
RU2569792C1 |
| ЛЫЖА | 2009 |
|
RU2400277C1 |
| ЛЫЖА И КРЕПЛЕНИЕ ДЛЯ НЕЕ | 2007 |
|
RU2350372C1 |
| ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (ВАРИАНТЫ): ЛЫЖА, ЛЫЖЕРОЛЛЕРЫ, ШАРНИРНОЕ ЛЫЖНОЕ КРЕПЛЕНИЕ, ЛЫЖНЫЕ БОТИНКИ И СПОСОБЫ ХОДА НА ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ | 2010 |
|
RU2414275C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ОБУВИ К СПОРТИВНОМУ СНАРЯДУ | 2005 |
|
RU2297264C2 |
| СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ ДОСКУ ДЛЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И УСТРОЙСТВО УДЕРЖАНИЯ НА НЕЙ ИЗДЕЛИЯ ТИПА ЛЫЖНОГО БОТИНКА, И КЛИНОВИДНАЯ ПРОКЛАДКА | 2009 |
|
RU2492900C2 |
| Способ перемещения спортсмена по лыжной трассе и лыжная трасса | 1988 |
|
SU1713418A3 |
| ИСКУССТВЕННОЕ ПОКРЫТИЕ | 2001 |
|
RU2196629C2 |
Изобретение относится к спортинвентарю, в частности к лыжам для конькового стиля. Лыжа, преимущественно для конькового стиля, содержит верхнюю поверхность и поверхность скольжения с донной поверхностью и с опорной поверхностью, расположенной между внутренней боковой поверхностью и донной поверхностью. Опорная поверхность содержит простирающийся вдоль продольной оси лыжи выступ, вершина которого расположена не ниже донной поверхности, а часть опорной поверхности, расположенная за выступом ближе к внутренней боковой поверхности, является вогнутой поверхностью, имеющей форму части окружности, причем отношение стрелки дуги вогнутой поверхности к радиусу окружности находится в пределах 0,25-1,25. Другой вариант выполнения лыжи, также преимущественно для конькового стиля, отличается от первого выполнением части опорной поверхности, расположенной за выступом ближе к внутренней боковой поверхности, вогнутой с изменяющейся в плоскости поперечного сечения лыжи кривизной, причем отношение превышения второго выступа над первым к расстоянию между выступами вдоль плоскости донной поверхности находится в пределах 0,25-1,0. Группа изобретений обеспечивает увеличение скорости движения за счет уменьшения сопротивления, снижение скорости при продольном скольжении, в том числе на мягкой лыжне, а также обеспечивает эффективное сцепление лыжи с трассой во время толчка при движении лыжника коньковым стилем и уменьшение возможности срывов лыж в конечной стадии толчка. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 17 ил., 2 табл.
| DE 4119816 C1, 16.07.1992 | |||
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧИХ КОЛЕС ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОПРЕССОРОВ | 2011 |
|
RU2459980C1 |
| СИСТЕМА КРЕПЛЕНИЯ РЕЛЬСОВ К ЖЕСТКОМУ ОСНОВАНИЮ С ПОМОЩЬЮ УПРУГОГО ЭЛЕМЕНТА, ИЗГОТОВЛЕННОГО ИЗ СТАЛЬНОЙ ПЛАСТИНЫ ИЛИ ПОЛОСОВОГО МАТЕРИАЛА | 2007 |
|
RU2383679C2 |
| ЛЫЖИ ДЛЯ КОНЬКОВОГО СТИЛЯ | 1998 |
|
RU2128541C1 |
