Весь товар, представленный на сайте Вы можете найти в магазине
по адресу: ул. Сайкина, 4
  • 8 (495) 668-14-97
  • 8 (495) 287-87-97
  • 8 (800) 333-14-41
  • Бесплатный звонок по России
Телеграм чат
Каждый день
Магазин на Сайкина 4
с 10 до 24
Интернет-магазин
с 10 до 22
Присоединяйтесь к нам:

Избранное

Усиливающие материалы для лыж и сноубордов

12.11.2015

О том, каким образом достигается жесткость горных лыж мы попросили рассказать мастера по производству горных лыж на заказ Владимира Полякова. Далее, он делится знаниями и опытом.

При проектировании современных горных лыж большая доля внимания уделяется изучению влияния свойств армирующих материалов на поведение лыж, чтобы лыжа во время поворота резала чёткую дугу.

Для этого кант лыжи в закантованном состоянии должен принять форму дуги окружности. Если математически рассчитать необходимую форму бокового выреза и прогиба, изготовить получившуюся лыжу, то на практике вмешивается еще одна составляющая – скручивание. Из-за него нарушается геометрия, кант уже не может принять рассчитанную форму, а значит идёт срыв дуги и потеря скорости. Также из-за скручивания уменьшается угол закантовки носков и пяток, что опять же способствует срыву дуги. 

Чтобы уменьшить влияние скручивающего момента, нужно максимально повысить торсионную жёсткость, применяя различные армирующие материалы. Эти материалы используются для увеличения жёсткости и прочности лыжи. 

Есть два типа таких материалов:

  • различные сплавы алюминия (в т.ч. «титанал»)
  • специальные ткани - стекловолокно, углеволокно (карбон), арамид (кевлар). 

Отличие заключается в том, что ткани работают только вдоль волокон, тогда как жёсткость алюминия одинакова во всех направлениях. Реже встречаются и другие материалы: графен, сталь, базальт и даже камень. 

Так, например, графен имеет модуль упругости 1 ТПа, но в виду его неэкологичности (вдыхание графеновой пыли может вызвать серьёзные лёгочные заболевания), и высокой стоимости он применяется довольно редко.

А в конструкции швейцарских лыж Zai используется камень, но из-за сложности производства данная технология не получила большого распространения.

Рассмотрим какой результат даёт применение тех или иных материалов. 


Композиты

Для требуемого распределения жёсткости используют ткани с различным расположением волокон:

  • моноаксиальные – однонаправленная ткань
  • биаксиальная – два слоя ткани с расположением волокон под углами -45°/+45°
  • триаксиальная – три слоя -45°/0°/+45°
  • квадроаксиальная -45°/0°/90°/+45°

Состав слоёв может быть как из одного материала, так и из разных. Продольное расположение волокон ткани задаёт продольную жёсткость, а так же повышает прочность лыжи на излом. Например, если взять цельнодеревянную и такую же по жёсткости армированную лыжу, то при воздействии определённого усилия первая сломается раньше, в то время как вторая сможет выдержать большую нагрузку. Такой тип усиления сейчас используется во всех лыжах без исключения. 

Диагональное расположение волокон позволяет добиться усиления торсионной жёсткости, почти не затрагивая продольную. Волокна биаксиальной ткани располагаются вдоль линий касательных напряжений, которые при скручивании проходят приблизительно под углом 45°. 

Например, в качестве эксперимента, используя только биаксиальный карбон, без применения продольных волокон, мы изготовили очень мягкую лыжу, которую почти невозможно скрутить.

Поперечное расположение волокон применяется только в сноубордах.

Алюминий (титанал)

Применение алюминия позволяет добиться усиления жёсткости по всем направлениям сразу. Соответственно одинаковые по жёсткости и геометрии лыжи из композитных материалов и из алюминия будут давать разные ощущения во время спуска из-за разного распределения вибраций по лыже.

Топшит и скользящая поверхность

Пластик на поверхностях лыжи кроме декоративных функций несёт также и усиливающий момент. Эксперименты показали, что лыжу без топшита достаточно легко сломать. Это объясняется тем, что эпоксидные смолы прочные, но достаточно хрупкие, как стекло. При определённых усилиях волокна тканей могут проломить эпоксидное связующее, что может вызвать расслоение с сердечником или перелом лыжи. Более мягкий пластик в верхнем слое даёт амортизацию для волокон и распределяет нагрузку в местах напряжений.

Сравнение армирующих материалов

  • Стеклоткань применяется из-за её низкой себестоимости. В большинстве случаев её жёсткости достаточно для использования в лыжах и сноубордах. Модуль упругости 80ГПа. 
  • Карбон используется в тех случаях, когда необходима максимальная жёсткость и лёгкость. Жёсткость карбона в 3 раза выше стеклоткани. Модуль упругости 200-300 ГПа. 
  • Прочные арамидные (кевларовые) волокна обычно используются в сочетании с хрупким карбоном. На предельных нагрузках чистый карбон может сломаться, образуя острые, как бритва, края. Арамид позволяет немного увеличить сопротивление карбона на излом и при полном разрушении не образует острые края. Модуль упругости 80-120 ГПа. 
  • Алюминий (Титанал) по жёсткости и плотности сравним со стеклотканью, его плюс в том, что распределение жёсткости равномерно во всех направлениях, а минус в низком пределе прочности, при котором необратимые деформации возникают при меньших усилиях, чем у любого композитного материала. Модуль упругости 74 ГПа. 

Сердечник

Сердечник обычно изготавливают из древесины, полимеров и арамидных сот. Со стороны армирующих слоёв на сердечник идёт сдавливающие усилие. Поэтому какими бы не были прочными и жёсткими армирующие слои, если сердечник не может выдержать их сдавливание, результат будет неоправданным. Комбинируя твёрдые породы древесины с лёгкими и мягкими можно добиться хорошей жёсткости при небольшом весе. Также древесина сама по себе даёт небольшой прирост продольной жёсткости. Однако из-за неравномерной структуры волокон дерева бывают расхождения по жёсткости даже в пределах одной пары. Применение вспененных полимеров даёт более предсказуемый результат, но, по сравнению с древесиной, полимеры не гасят вибрации. Арамидные соты очень лёгкие, работают только на сжатие, и применяются когда необходимо максимально уменьшить вес. 

Обобщая, можно выделить четыре основных фактора, влияющие на жесткость лыж: 

  • толщина
  • ширина
  • состав сердечника
  • состав армирующих слоёв

Комбинируя эти параметры, достигается требуемое распределение жёсткости по длине, что в соответствии с расчётами гарантирует идеальную траекторию поворота без проскальзывания и срывов.

Владимир Поляковспециально для Спорт-Марафон


Поделиться

Товары по теме:

Статьи по теме:

Характеристики горнолыжных ботинок Рассмотрим основные характеристики горнолыжных ботинок. Их легко расшифровать в подробных бумажных каталогах производителей, но довольно сложно в кратких стандартизированных описаниях интернет магазина. Заветных слов не так много. Разберёмся? далее
Что такое рокер в горных лыжах? В последние годы в описаниях лыж практически повсеместно встречается термин «рокер». Что это такое? Каким он бывает и как работает - об этом в нашем блоге... далее
Из чего сделаны горные лыжи? С каждым годом все меньше производителей лыж публикует в каталогах подробную информацию о «начинке» лыж. Вроде бы логично: мало кто задумывается о том, что у лыжи внутри и как это влияет на качество катания, а главное - удовольствие от него. далее

Комментарии

comments powered by HyperComments