главная список статей ссылки контакты

− Исторический обзор
• История горных лыж
» Эволюция конструкции лыж
• Эволюция ботинок и креплений
Здоровье лыжника-любителя
Психология лыжника-любителя
Условия катания на лыжах
Техника катания на лыжах
Обучение технике катания
Горнолыжный спорт
Глоссарий





Эволюция конструкции лыж

Первоначально лыжи изготавливались из цельных кусков дерева твердых пород, соответствующая технология сохранялась в Сибири до середины ХХ века, отдельные сибирские и чукотские мастера владеют ею и в наши дни. Древнейшие охотничьи лыжи имели длину около 150 см, ширину - 15-20 см; прогиб в средней части (весовой прогиб), по-видимому, не делался. Иногда изготавливали также лыжи с двумя узкими загнутыми концами и расширяющиеся в середине - такими, например, до сих пор пользуются ханты-мансийские охотники. В России применялись два типа лыж - "комосные", скользящая поверхность которых подбивалась стриженым мехом (не дававшим лыжам соскальзывать назад), и "голицы" (или "смолюхи") с просмоленной скользящей поверхностью. По-видимому, в Скандинавии также были известны оба типа лыж.

Вот как описывал В.Репнин изготовление лыж в Архангельске: "Для лыжей приготовленiя употребляютъ особливое искуство. Бревно вязовое ли буковое щепятъ на дрань до двухъ перстовъ толщины. Запариваютъ въ бане на ведро квасцовъ съ щелокомъ и гнутъ мягко подъ гнетомъ изъ ядеръ пушечныхъ, добавляя по надобности. Есть ли гнутье удачно, тогда сушатъ и подбираютъ подъ пару, что бы носокъ ровно вздернутъ былъ и по середине ровно продавлены. Смолятъ смолою и кладутъ знакъ, до мастера принадлежащiй".

Изготавливая лыжи из цельных кусков дерева лиственных пород, было очень сложно добиться их одинаковой упругости, к тому же, такие лыжи быстро коробились, трескались и приходили в негодность. Между тем, с древнейших времен были известны свойства клееных деревянных конструкций, с успехом использовавшихся, например, для изготовления луков, мебели, корабельного такелажа и т.д. В начале XIX века в Финляндии были, наконец, изготовлены лыжи, склеенные из отдельных деревянных пластин.

До середины ХХ века финские мастера пользовались непререкаемым авторитетом в области производства деревянных лыж, а их изделия имели мировую известность. Комбинируя разные породы дерева и располагая их волокна в определенных направлениях, изготовители добивались очень высокой прочности и упругости лыж. По сути дела, это нельзя было назвать промышленным производством, поскольку качество изделий целиком и полностью определялось искусством конкретного мастера.

В 1880 г. норвежские лыжные мастера до некоторой степени унифицировали технологию и даже начали экспортировать свою продукцию в Швецию и Германию, а уже в 1886 г. в Кристиании (Осло) открылась первая фабрика, начавшая промышленное производство лыж, склеенных из сосновых, буковых и ясеневых пластин. Для изготовления дорогих моделей использовалась также твердая древесина гикори, завозившаяся из Азии и Америки.

В начале ХХ века форма и размеры лыж были весьма разнообразны: например, в 20-е годы использовались беговые лыжи длиной до 4 м и горные - до 3 м; после того, как в 1928 г. австриец Р.Леттнер применил стальную окантовку краев, лыжи стали короче. К началу 30-х годов форма и размеры горных лыж постепенно определились, а окантовка появилась не только по краям скользящей поверхности, но и на обоих концах лыж. Уже в 1935-1936 гг. скользящую поверхность начали покрывать бакелитом, а в 40-е годы - целлулоидом, что обеспечивало хорошее скольжение и предохраняло дерево от сырости и повреждений. Тогда же вместо цельных боковых кантов стали применять отдельные звенья (прообраз мультиканта), что значительно улучшило ремонтопригодность лыж и увеличило их долговечность.

В 30-40-е годы австрийские и немецкие изготовители горных лыж существенно потеснили финнов и норвежцев, еще долго остававшихся лидерами в производстве лыж беговых. В этот период возникли многие фирмы, имеющие сегодня мировую известность (например "Volkl"), производство лыж осваивали также мелкие фабрики, ранее специализировавшиеся на изготовлении саней, лодок, телег и т.д. (такова, например, история фирмы "Atomic"). Надо отметить, что и скандинавские мастера не отказались полностью от производства горных лыж - так, некогда знаменитая фирма "Jarvinen" до самого конца 70-х годов ХХ века выпускала несколько оригинальных моделей.

Деревянные лыжи обладали двумя существенными недостатками: низкой ударной прочностью (от ударов дерево легко раскалывается) и малой торсионной упругостью (сопротивлением скручиванию). Если для беговых лыж эти недостатки не столь важны, то для горных они приобретают принципиальный характер.

Первые попытки сделать металлические лыжи предпринимались еще в 20-е годы ХХ века, однако лишь в 1945 г. американская авиационная фирма "Chance-Vough" разработала первую удачную модель. Было выпущено около 1000 пар, однако вскоре руководство компании отказалось от производства лыж. В 1947 г. несколько конструкторов из "Chance-Vough" основали собственную фирму "TEY", которая просуществовала почти 10 лет и выпустила более 10 тыс. пар металлических лыж. Модель из алюминия и дерева оказалась очень прочной, по своим динамическим свойствам не уступала деревянным лыжам, а на жестких ледяных склонах значительно их превосходила.

В том же 1947 г. американский инженер Х.Хед разработал еще одну конструкцию, состоящую из деревянного сердечника и двух металлических пластин. Через несколько лет конструктор усовершенствовал свои лыжи и начал производство модели "Blue Gun", быстро завоевавшей признание (небольшая мастерская Хеда впоследствие превратилась в знаменитую фирму "Head"). Успех "Blue Gun" объяснялся удачной комбинацией дерева и алюминия, обеспечившей хорошую продольную гибкость при очень высоком (по тем временам - фантастическом) сопротивлении кручению. Однако ведущие европейские фирмы, проявив здоровый консерватизм, не спешили осваивать новые материалы и продолжали выпускать деревянные лыжи, хотя и проводили исследования металлических сплавов и различных пластмасс. Так, например, фирма "Fisher" уже в середине 50-х годов испытывала лыжи, изготовленные целиком из стеклопластика (фибергласса), а "Kneissl" - модель из дерева, стеклопластика и металла.

К середине 60-х годов наибольшее распространение получили металлические лыжи - сначала клепаные, а затем и клееные; постепенно их конструкция усложнилась, в некоторых моделях использовались, например, слои резины, гасившие вибрацию. Производство металлических лыж было освоено во многих странах восточной Европы, в т.ч. - в Польше, Болгарии, Чехословакии и Югославии ("Elan"). В СССР разработкой перспективных моделей металлических горных лыж занимался Всесоюзный Институт Легких Сплавов (ВИЛС); уже в начале 70-х годов были проведены испытания нескольких опытных образцов, однако в серийное производство была запущена лишь одна модель, причем, далеко не лучшая (хотя и очень прочная). Мукачевская лыжная фабрика выпускала еще одну модель, также разработанную на ВИЛС, но в дальнейшем приобрела лицензию австрийской фирмы "Fisher".

Основным недостатком металлических лыж являлась их низкая технологичность: металл, дерево, пластмасса и др. материалы образовывали слишком разнородную комбинацию, и при малейшем нарушении технологических режимов изделия деформировались или даже лопались прямо на конвейере. Кроме того, лыжники-любители жаловались на слишком большой вес лыж и необходимость ухода за ними, хотя, конечно, и не сложного.

На протяжении 60-х годов ХХ века производители горных лыж уделяли все большее внимание полимерным материалам, в том числе, разработанным для авиационной и космической отраслей: именно из оборонных производств пришли такие материалы, как кевлар, карбоновое волокно, титанал и т.д. Необходимо отметить, что лыжная промышленность до сих пор не отказалась от использования дерева, и в самых современных моделях часто имеются элементы из этого древнейшего материала.

Еще в 1946 г. в Англии были выпущены деревянные лыжи "Gomm", имевшие дополнительные силовые элементы из твердого пластика, однако динамические свойства конструкции оказались невысокими. В начале 50-х годов французский конструктор Д.Боссон разработал лыжи, полностью отформованные из стеклопластика (фибергласса), однако и эта модель не получила распространения. Наконец, в 1959 г. в Канаде началось серийное производству стеклопластиковых лыж, которые даже импортировались в Европу. В рекламе этой модели принимал участие знаменитый австрийский лыжник Антон (Тони) Зайлер.

Уже в 1970 г. пластмассовые лыжи производились всеми ведущими европейскими фирмами, однако настоящая революция свершилась лишь в 1980 г., когда была разработана полная математическая модель внутренней динамики лыж, чрезвычайно сложная, но позволившая, наконец, сделать изготовление лыж настоящей индустрией, обеспечивающей получение изделий с любыми заданными свойствами. Первенство в создании модели оспаривают почти все ведущие фирмы, однако, скорее всего, независимые группы исследователей, работавшие на каждой из них в обстановке строгой секретности, практически одновременно пришли к сходным результатам. По-видимому, для достижения этих результатов требовались определенные предпосылки (уровень развития химии, физики, материаловедения, вычислительной техники и т.д.), поскольку, например, исследования в области математического моделирования лыж, предпринимавшиеся фирмой "Atomic" в 60-е годы, окончились неудачей.

Авторам довелось видеть лыжи разных фирм, на которых, в числе прочего, было начертано: "The first computer-designed ski" ("Первые лыжи, сконструированные с помощью компьютера"), и это отчасти подтверждает мысль об одновременном и независимом создании математической модели лыж.

Внутренняя динамика лыж чрезвычайно сложна, поскольку продольные, поперечные и торсионные нагрузки достигают значительных величин и очень быстро меняются в процессе скольжения. Многие лыжники старшего поколения сталкивались с совершенно невероятным явлением, когда металлические лыжи 60-х годов, необычайно прочные и надежные, вдруг обламывались от очень слабого удара, причем линия слома напоминала отпил. Современные пластиковые и металлические лыжи, сконструированные по формализованной модели, уже не подвержены подобным неожиданностям. Производство лыж на математической основе, как оказалось, может быть освоено любым предприятием, имеющим необходимые технологические условия - например, лыжи японской фирмы "Mizun", появившейся лишь в 80-е годы ХХ века, пользуются спросом и в традиционно лыжных странах.

Кстати говоря, в 1989 г. японские конструкторы разработали также лыжи "Volant", целиком отформованные из тонкого стального листа. К сожалению, финансовые трудности помешали освоению широкого производства этой необычной модели.

В период 70-80-х годов появились некоторые принципиально новые спортивные снаряды, развившиеся из лыж, но, по большей части, не получившие широкого распространения, например, "ски-боб" - подобие велосипеда на двух лыжах, до сих пор пользующийся некоторой популярностью в США. Неоднократно предпринимались попытки массового внедрения Pмонолыж разных видов - некоторые модели были снабжены приподнятой платформой для установки пары креплений, на других крепления разносились по длине, как на водных монолыжах. Некоторое признание завоевали "биг-футы" - очень короткие лыжи (40-70 см) для езды без палок, причем наиболее современные их модели отчетливо напоминают детский снаряд для катания с горок, массово выпускавшийся отечественной промышленностью в 70-е годы.

В последнее десятилетие ХХ века лыжное производство переживало кризис, вызванный быстро нарастающей модой на сноуборд и падением спроса на лыжи. В этом процессе сыграл свою роль главный недостаток горных лыж - сложность освоения: для сколько-нибудь полного изучения классической лыжной техники требуется не менее 4-5 лет, в то время как сноуборд можно в совершенстве освоить за 1-2 года. Выход из кризиса стал возможен благодаря появлению карвинговых лыж.

Еще в 50-е годы ведущие спортсмены освоили технику резаного ведения лыж, позволявшую выполнять повороты без бокового проскальзывания и, соответственно, без торможения. В основе этого приема лежит то обстоятельство, что след от закантованной и прогнутой в средней части лыжи Pпревращается в дугу. Поскольку радиус этой дуги тем меньше, чем больше разница в ширине середины лыж и ее концов, то производители лыж с начала 70-х годов пытались сделать более "приталенные" лыжи с широкими концами. Однако попытки создать то, что сейчас называется "карвинговыми лыжами", неизменно терпели крах, поскольку ни один из применявшихся в то время материалов не выдерживал механических нагрузок, возникающих при крутом резаном повороте. Лишь через 20 лет, в самом конце ХХ века, после внедрения следующего поколения материалов, появился новый спортивный снаряд - лыжи для резаного ведения, т.е. карвинга. Техника чистого карвинга весьма бедна и однообразна, однако по легкости изучения (конечно, на соответствующих лыжах) приближается к технике сноуборда и может быть освоена за 2-3 года почти в совершенстве. Надо отметить, что широкое распространение карвинговых лыж в определенной степени стимулировало интерес к технике резаного ведения со стороны лыжников, по тем или иным причинам предпочитающих классику.

По-видимому, как раз сейчас в производстве горных лыж происходит мини-революция: размеры и пропорции лыж, в основном остававшиеся неизменными почти 70 лет, начали меняться, ежегодно появляются и исчезают модели самых неожиданных очертаний. По-видимому, этот процесс поиска оптимальной формы горных лыж завершится к 2010-2015 году, когда неизбежно появятся новые технические приемы, а старые усовершенствуются.

Несмотря на уверения продавцов спортивных магазинов, в ближайшие 5-10 лет, по-видимому, будут выпускаться лыжи любой геометрии - от узких классических до радикально "приталенных". Конечно, мода заставляет производителей лыж делать основной упор на молодежные карвинговые модели, однако пока ни одна из ведущих фирм не отказалась от выпуска лыж, приближающихся по геометрии к классическим. Более того, фирмы "Salomon" и "Kneissl" продолжают производство чисто классических моделей (ширина носка менее 90 мм), на которые имеется узкий, но стабильный спрос; фирмы "Lacroix" и "Stokli" также производят чисто классические лыжи, хотя и очень дорогие.

PФорма лыж той или иной модели (геометрия) описывается тремя числами, определяющими ширину (в миллиметрах) носка, середины и задника, например 100-64-90; кроме того, иногда указывается и радиус кривизны бокового выреза, как правило, имеющего форму дуги параболы. Например, упомянутая выше геометрия (100-64-90) при длине лыж 190 см соответствует радиусу кривизны в 25 м. В 2000-2002 годах выпускались лыжи с радиусами от 7 до 51 м. В дальнейшем изложении мы будем пользоваться условным делением моделей лыж на классические (радиус более 35 м), карвинговые (15-35 м) и радикально карвинговые (радиус менее 15 м).

Малый радиус кривизны обеспечивает лыжам высокую маневренность, но лишает их устойчивости. Мягкие радикально карвинговые лыжи ("фан-карвы") могут двигаться по прямой только по ровному склону и лишь при отсутствии закантовки - уже при небольшом давлении на один из кантов лыжа начинает поворачивать. Начинающие лыжники, еще не имеющие развитого чувства снега, часто сталкиваются с явлением "рысканья" карвинговых лыж, постоянно стремящихся разъехаться в стороны или наехать друг на друга.

Помимо обычных лыж различной геометрии промышленность выпускает и некоторые их специальные разновидности, например, широкие лыжи для фрирайда, иногда называемые "крузерами" (от англ. "cruiser" - крейсер). Такие лыжи обычно имеют большой радиус кривизны (40-60 м) и ширину в средней части до 9-10 см, что обеспечивает выход на глиссирование по целине при меньшей скорости.

Кроме того, производятся и другие виды лыж - уже упоминавшиеся "биг-футы", короткие карвинговые "блэйды" (длиной около 100 см) и столь же короткие "твин-типы" с двумя загнутыми концами, одинаковыми по ширине. С конца 90-х годов выпускаются специальные лыжи для входящего в моду "телемаркинга", имеющие классическую геометрию и повышенную продольную жесткость. Наконец, имеется "ски-борд" - лыжи, похожие на несколько уменьшенные сноуборды и предназначенные, по-видимому, для "стирания грани" между лыжниками и сноубордистами. Указанные спортивные снаряды предназначены для веселого катания без сложных технических приемов. Вместе с тем, разработаны методики обучения, предполагающие использование на начальных этапах именно коротких лыж (карвинговых "блэйдов" или классических мини-лыж) с постепенным переходом на нормальную длину.

На сегодняшний день существуют четыре основные конструктивные схемы лыж:

• Pсэндвич - многослойная композиция из пластмасс, металла, дерева, резины и т.д., в которой каждый слой выполняет определенную функцию. Эта схема является старейшей и восходит к деревянным клееным конструкциям XIX века, в последние годы используется все реже. Главное достоинство многослойных композиций - сохранение механических свойств при разрушении до 20% площади поперечного сечения;

• P3D-кап - профилированный несущий корпус из упругих полимеров или металлических сплавов, внутри которого находится какой-либо мягкий (или даже жидкий) заполнитель, поглощающий вибрацию, и устанавливаются дополнительные силовые элементы из дерева, металла или пластмасс; поперечное сечение корпуса может быть как прямоугольным, так и В-образным ("бэта-профиль"), и стреловидным ("дельта-профиль"). Несущий корпус уступает многослойным композициям по долговечности, поскольку при разрушении уже небольшого участка боковой грани конструкция теряет жесткость.

Дальнейшим развитием этой схемы является "энергетический пакет" ("energy frame") - несущий корпус из многих слоев напряженного металлического листа, продольная упругость которого изменяется по сложному закону. Упруго изогнутый пакет сохраняет прогиб в течение некоторого времени после снятия изгибающего усилия, а затем резко и сильно разгибается, принимая свою исходную форму;

• Pторсионная коробка - один или два упругих элемента, образующие силовой каркас и обматываемые многими слоями искусственного волокна с каким-либо полимерным связующим, причем намотка каждого слоя осуществляется под строго определенным углом к оси лыжи. Подобная технология использовалась еще в 60-70-е годы ХХ века, когда на клееный деревянный сердечник, по сути дела - готовую лыжу, наматывали 100-300 слоев стекловолокна с полиэфирными смолами;

• Pсотовый каркас - металлический или пластмассовый прессованый несущий элемент, состоящий из многочисленных ячеек с тонкими перегородками, причем каждая из ячеек имеет строго определенную форму и ориентацию; сотовая конструкция с ячейками простой формы обычно называется "воздушным сердечником" ("air core"). Такого рода материалы, обладающие очень необычными свойствами, до недавнего времени использовались только в аэрокосмической промышленности.

Имеются и другие концепции, пока не получившие распространения. Кроме того, иногда применяют сочетания различных схем, например, используют несущий корпус (3D-кап) для средней части лыжи и многослойный сэндвич для ее концов. Иногда внутри несущего корпуса устанавливаются дополнительные элементы торсионной упругости ("torsion core"). В последние годы верхнюю поверхность лыж стали покрывать сложным рельефом, гасящим высокочастотные колебания и предохраняющим конструкцию от нарастания внутренних напряжений.

Фирмы-производители часто вносят в конструкции своих лыж различные "сенсационные" технические новшества, обычно оказывающиеся не более чем рекламными уловками, призванными привлечь внимание потребителей. Например, пьезоэлектрическая система гашения вибраций, иногда сочетавшаяся с сигнальными лампочками на концах лыж, исчезла так же внезапно, как и появилась - оказалось, что традиционный тонкий слой резины справляется с вибрацией ничуть не хуже. По-видимому, та же судьба скоро постигнет и широко разрекламированнык "распределители мощности", вынесенные на поверхность лыж и делающие последние похожими на детали космического корабля. Можно вспомнить также магнитные пластинки для сцепления лыж при транспортировке, воздухозаборники для поддува воздуха под скользящую поверхность, микропроцессоры для "управления" торсионной жесткостью и другие подобные казусы.

Вместе с тем, в последние годы появились и более серьезные новшества, действительно улучшающие потребительские свойства лыж. По нашему мнению, к таковым относятся, например, интерфейсы для установки креплений - заложенные в конструкцию лыжи гнезда, в которые вкручиваются крепежные шурупы или болты. Кроме того, имеются и более сложные подвижные платформы-интерфейсы (системы "Motion", "Flex-fix", "Railflex" и т.д.), позволяющие не только устанавливать крепления, но и легко передвигать их вдоль лыжи, изменяя центровку или подгоняя под размер ботинок. Подвижные интерфейсы, интегрированные в конструкцию лыж и не влияющие на их продольную упругость, выпускаются многими фирмами и, несмотря на довольно высокие цены, пользуются успехом. Более широкому распространению подобных конструкций мешает отсутствие у производителей креплений общих стандартов на размещение крепежных элементов (болтов, шурупов и т.д.) - соответственно, все современные интерфейсы (как гнезда, так и подвижные платформы) обеспечивают монтаж лишь строго определенных моделей креплений.

◊ ◊ ◊

На сайте имеется специальный раздел, посвященный подбору снаряжения, далее в той же главе обсуждаются некоторые вопросы ухода за ним.

Читатели, интересующиеся историей производства лыж и последними достижениями в этой области, могут посетить соответствующие ресурсы Internet, например, сайты фирм-производителей, содержащие много интересных сведений. Кроме того, много интересных исторических материалов можно найти на уже упоминавшемся сайте "Skiing History".

»идного клея (именно эпоксидного и никакого другого), что обеспечивает высокую прочность соединения и не дает шурупам разбалтываться (при необходимости, их можно вывинтить, предварительно прогрев, например, электрическим паяльником).

◊ ◊ ◊

В следующем разделе описываются некоторые вопросы подбора другого снаряжения - одежды, перчаток и т.д. Далее приводятся сведения по уходу за снаряжением и его мелкому ремонту.