Ранний период
Наскальные рисунки и находки, сделанные при раскопках, подтверждают, что древние люди использовали лыжи более 4000 лет назад. Но они могли появиться и раньше: когда ледники отступали, охотники преследовали по снегам стада диких животных, мигрировавшие из Центральной Азии на северо-запад. На лыжах можно было гораздо быстрее перемещаться в погоне за добычей, и они были одним из средств для выживания. Об этом говорят наскальные рисунки, а также более поздние находки. Лыжи были распространены в арктических регионах Евразийского материка.
В то время ещё не было никаких специальных инструментов для обработки дерева, и форма у лыж могла быть только самой примитивной — вырезанные из куска дерева две прямые дощечки с загнутыми спереди носками. Понятно, что лыжи не имели ни прогиба, ни бокового выреза. По некоторым сведениям, в северо-восточной части Евразии к лыжам снизу прибивали куски звериных шкур: вперёд они скользили лучше, а назад не скатывались. Этот принцип сейчас используется в современных камусах — специальном покрытии лыж для скитура.
Позже, на протяжении средних веков, лыжи использовались скандинавскими фермерами, охотниками и воинами. Известно, что в XVIII веке подразделения шведской армии тренировались и соревновались на лыжах.
Про боковой вырез и прогиб
До середины XIX века лыжи применялись в основном на равнинной местности. Если говорить о лыжах, предназначенных для выполнения сопряжённых поворотов, то их эпоха начинается с нововведений, сделанных норвежцем Сондре Норхеймом. Прежде чем придумать поворот в стиле телемарк, Сондре усовершенствовал сами лыжи и крепления. Ему приписывается создание первого крепления с ремешком на каблуках, а также лыж для телемарка. Эти лыжи имели продольный прогиб и боковой вырез.
Боковой вырез (sidecut), делающий более узкой середину лыжи и придающий им форму песочных часов, был придуман ныне забытыми ремесленниками в начале XIX века и получил широкое распространение благодаря Сондре Норхейму. Тогда лыжники, которые сами вырезали себе из дерева лыжи, обнаружили, что сужение в центральной части лыжи упрощает вход в поворот. После этого открытия «прямые» лыжи с параллельными краями стали всё меньше использоваться в горной местности. С тех пор лыжи, имеющие постоянную ширину по всей длине, — это, как правило, равнинные беговые, охотничьи и лыжи для прыжков с трамплина.
Лыжи для телемарка, сделанные Норхеймом, были вырезаны из сосны и имели длину около 8 футов (2,4 м). Что касается остальных геометрических параметров, то ширина снаряда (лыжи) изменялась от 7 см в талии до 10 см в носке. Пятка делалась уже, чем носок, — в пределах 7,5-8,5 см. Если сравнивать с геометрическими параметрами современных лыж, то лыжи Норхейма примерно соответствуют универсальным лыжам All mountain. В дополнение к загнутому носку у лыж был сделан продольный прогиб с максимальной величиной посередине. На скользящей стороне тогда вырезали продольный желобок. Первоначальная форма и величина бокового выреза почти не менялись в течение многих десятилетий.
Длина для телемарка выбиралась в зависимости от роста лыжника — по вытянутой вверх руке. Первое время лыжи в Европе вырезались из местного прочного и упругого дерева — ясеня, пока в 1882 году в Норвегии не попробовали изготовить лыжи из гикори, произрастающего в Северной Америке. Гикори настолько прочно и твёрдо, что его очень трудно обрабатывать традиционными ручными инструментами. Норвежцы использовали в работе специальные резцы из углеродистой стали. Эта древесина позволила сделать более тонкую, гибкую и прочную лыжу, на её твёрдой поверхности практически не оставалось царапин. Кантами служили острые деревянные рёбра.
Гикори по высоким ценам импортировали из Америки, из штата Луизиана, и норвежские иммигранты, проживающие в Висконсине и Миннесоте, быстро поняли, что, имея простой доступ к запасам этого дерева, они смогут делать лыжи из гикори отличного качества заметно дешевле, чем их друзья на родине. К 1887 году несколько норвежских ски-мейкеров, таких как братья Хеммествейт, переселились в США.
Первые двуслойные лыжи были разработаны в Норвегии в 1893 году. Мастер Х. М. Христиансен использовал разные породы дерева. Жёсткая основа из гикори или ясеня в сочетании с елью или липой делала лыжи более лёгкими и упругими. Такая технология оказалась эффективной и быстро распространилась среди других мастеров, став отправной точкой в производстве многослойных конструкций лыж.
Появление металлических кантов
До появления металла в конструкции лыж роль кантов выполняли острые деревянные края, которые не могли обеспечить надёжное сцепление с жёстким или леденистым снегом. Их нельзя было заточить, для придания большей остроты. История появления первых кантов на лыжах связана с именем Рудольфа Леттнера родом из Австрии.
Рудольф Леттнер (Rudolf Lettner) работал бухгалтером на гигантском соляном заводе «Салине Халлайн» (Saline Hallein) под Зальцбургом. Зимой по выходным он обычно отправлялся кататься на лыжах в высокие горы, расположенные к югу от города. Однажды зимним туманным воскресеньем 1917 года Леттнер едва не разбился. На крутом и ледяном склоне лыжи начали проскальзывать, и он не удержался на ногах. Хотя лыжи и были из твёрдого гикори и имели острые края, но этого было недостаточно, чтобы зацепиться за лёд. Леттнер покатился вниз по склону то ногами, то головой вперёд, всё больше набирая скорость, прямо на острые камни внизу. И он неминуемо налетел бы на эти камни, если бы ему не удалось затормозить острыми стальными наконечниками палок.
После своего счастливого спасения тридцатилетний бухгалтер задумался о том, как можно обезопасить катание на лыжах на леденистых склонах. Он хорошо запомнил, что смог остановиться только благодаря стальным наконечникам. А если прикрепить металлические рёбра на лыжи? Но как это сделать, чтобы лыжа не потеряла гибкость? У металлических рёбер было ещё одно достоинство: их можно было затачивать для большей остроты. Но сталь не должна быть слишком твёрдой для обработки. Другой металл, такой как бронза, оказался слишком мягким и быстро терял свою остроту. Леттнеру потребовалось почти десять лет экспериментов, чтобы найти приемлемое решение. Оно заключалось в том, что стальной кант состоял из коротких полосок, прикрученных маленькими шурупами по всей длине лыжи. Благодаря такому мультиканту лыжа могла сгибаться.
Леттнер запатентовал своё изобретение в 1926 году. Он не был инженером и к тому же оказался не слишком хорошим предпринимателем и маркетологом. В течение следующих четырёх лет это изобретение не находило спроса. Лишь только на зимней универсиаде в Давосе в 1930 году австрийские лыжники вышли на старт в «окантованных» Леттнером лыжах. Благодаря стальным кантам они легко выиграли эти соревнования. После этого прецедента спортсмены наконец поняли, что без стальных кантов теперь невозможно будет победить на соревнованиях. И сразу появилось множество конструкторских решений, конкурирующих с Леттнером.
В 1935 году в авторитетном «Британском лыжном ежегоднике» (British Ski Year Book) уже было перечислено не менее 17 различных марок стальных кантов. Там же размещалась реклама специальных щитков для защиты голени, чтобы не порезать ноги и не порвать штаны. К этому времени Леттнер изобрёл станок для заточки, а лыжные магазины занялись весьма прибыльным бизнесом, меняя потерянные или повреждённые канты. И всё же лыжники вынуждены были возить с собой запасные фрагменты кантов на случай их потери, что происходило регулярно.
Вот так, не быстро и не просто, одно из важнейших изобретений в конструкции горных лыж вошло в нашу жизнь. Оригинальный стальной кант и единственное известное изображение Рудольфа Леттнера находятся в небольшом лыжном музее в Верфенвенге, к югу от Зальцбурга, неподалёку от того места, где почти роковое падение изобретателя породило саму идею.
Переход на искусственные материалы
Первым искусственным материалом, который стали использовать в конструкции горных лыж, был целлулоид. Им начали покрывать нижнюю поверхность лыж для лучшего скольжения и чтобы не налипал снег.
В 1944 году французская фирма Dynamic выпустила лыжи с подложкой из пластика Cellulix, сделанного на основе целлулоида. Это покрытие оказалось далеко от идеала, и впоследствии его заменил другой пластик.
Полиэтиленовая основа была предложена австрийской компанией Kofler в 1954 году. Материал, получивший название Kofix, оказался достаточно скользким для самых разных снежных условий, избавив от необходимости специальной смазки. К тому же на нём легко было исправлять мелкие царапины и выбоины, добавив расплавленного полиэтилена.
Аналогичный материал, производимый фирмой InterMontana из Швейцарии, стал продаваться под торговой маркой P-tex. Очень быстро полиэтилен стал широко применяться лыжными фабриками и полностью вытеснил другие пластиковые основы, такие как Cellulix.
Мощным толчком к совершенствованию конструкции послужило появление лыж из алюминия. Этот лёгкий металл широко использовался в самолётостроении, и было вполне ожидаемо, что из него попробовали делать лыжи.
Первые опытные образцы алюминиевых лыж были выпущены во Франции компанией TEY, созданной тремя авиаинженерами. Лыжи Alu 60 на все 100% состояли из алюминия, без стальных кантов и пластикового покрытия. Они представляли собой две склеенные друг с другом пластины с пустотой между ними. Alu 60 даже получили некоторую популярность у лыжников, но для широкого распространения имели ряд весьма существенных недостатков. На их нижнюю алюминиевую поверхность налипал снег, а мягкие рёбра быстро теряли свою остроту. Но зато эти лыжи получились гораздо прочнее и легче деревянных. Довольно скоро в той же компании TEY придумали к ним усовершенствование и выпустили специальную скользкую ленту, которая наклеивалась на металл снизу.
Спустя несколько лет коммерчески жизнеспособные алюминиевые лыжи под названием Head Standard создал в США другой авиационный инженер — Говард Хед (Howard Head). Как это часто случалось и с другими изобретателями, Говард получил мощный толчок извне. Но если Ньютону в своё время на голову упало яблоко, то Хед получил импульс другого рода. Как-то он поехал с друзьями покататься на лыжах на курорт Stowe Mountain в штате Вермонт. После длинного дня, потраченного на безуспешные попытки научиться кататься на деревянных лыжах, Говард пришёл к выводу, что во всём виноваты лыжи. И твёрдо решил заняться разработкой собственной конструкции из алюминия. Благо опыт работы с авиационными материалами у него уже был. А тут ещё свалилась неожиданная удача — крупный выигрыш в карты. Деньги, выигранные им в покер, Говард пустил на реализацию своей идеи. И вскоре основал компанию Head Skis.
Вначале между алюминиевыми пластинами Хед поместил сотовый наполнитель, такой же как и тот, что применялся в авиационных крыльях и фюзеляжах. Пройдя длинную серию проб и ошибок, Хед наконец представил алюминиевые лыжи для промышленного выпуска под названием Head Standard. У них был цельнометаллический кант и деревянный сердечник. И окончательная версия Head Standard Ski уже имела полиэтиленовое покрытие снизу. И эти лыжи действительно стали стандартом до появления пластиковых.
После успеха Head деревянные лыжи отошли на второй план. Металлические были прочнее и технологичнее, их производители могли больше экспериментировать с геометрией и тут же сравнивать, что работает лучше.
Однако торжество лыж из алюминия продолжалось не слишком долго. В 1959 году Фред Лангендорф (Fred Langendorf) и Арт Молнар (Art Molnar) начали продавать в Монреале первые модели стеклопластиковых лыж под торговой маркой Toni Sailer. К середине 60-х годов стекловолокно стало основным материалом для изготовления лыж, вытеснив и дерево, и алюминий.

Стеклопластиковые лыжи стали пользоваться всё большей популярностью у спортсменов и инструкторов, а следом и у основной массы лыжников. В это же время Говард Хед, не слушая рекомендаций своих сотрудников обратить внимание на стеклопластик, по-прежнему оставался сторонником алюминиевых лыж. Он говорил: «Стеклопластик — это провал. Его уже завтра не будет!» Эта его ошибка в оценке перспектив, скорее всего, исходила из невероятной гордости за собственные достижения, ведь он создал алюминиевые лыжи, и Хед не смог тогда совладать со своим честолюбием.
Тем временем Билл Киршнер (Bill Kirschner), владелец компании K2 Corporation в Вашингтоне, выпустил в 1962 году стеклопластиковые лыжи под названием Holiday. После этого алюминиевые лыжи, как и деревянные до того, окончательно отошли на второй план. Их конкуренты из стекловолокна были заметно легче, отзывчивее и для входа в поворот требовали гораздо меньших усилий. Именно модель K2 Holiday стала одним из первых изделий из стеклопластика, ставшим суперпопулярным на рынке. При этом их розничная цена составляла всего 79,50$.
И всё-таки, невзирая на феноменальный успех лыж из стеклопластика, спустя двадцать с лишним лет была сделана ещё одна попытка создания конкурентоспособных металлических лыж. На этот раз из стали. В 1989 году Баки Кашива (Bucky Kashiwa), учёный-физик из Лос-Аламоса, а в прошлом спортсмен-горнолыжник, предложил идею поточного изготовления недорогих лыж из углеродистой стали, которая используется в производстве автомобильных кузовов. Сама идея была достаточно проста: в пресс подаётся тонкая стальная лента, которая выходит из него в виде заготовок нужного размера и профиля — кэпа. Полученная деталь склеивается с сердечником, скользящей поверхностью и кантами — и лыжи готовы к отправке в магазины.
Реализацией этой идеи занялась компания Volant, которую Баки Кашива создал вместе со своим братом Хэнком. В теории всё получалось просто, но на деле оказалось намного сложнее. То лыжи получались слишком жёсткими, то слишком тонкими. Если на металле оставались царапины, то лыжи отбраковывались. Большая часть операций выполнялась вручную, и в результате продукция выходила слишком дорогой.
На протяжении последующих двенадцати лет инженеры Volant работали над уменьшением доли ручного труда, чтобы снизить стоимость лыж. Компанией был получен патент на конструкцию лыж из высококачественной стали под названием Steel Cap. И всё же в 2002 году компания обанкротилась и была перекуплена группой Amer Group. Лыжи под брендом Volant выпускаются до сих пор, а по своей стоимости относятся скорее к элитным, чем к массовым.
Лыжи для свободного катания
Если вначале горнолыжники катались исключительно по неподготовленным склонам, то с появлением подъёмников и ратраков в горах становилось всё больше «отутюженных» трасс. Курорты стали соревноваться между собой в качестве подготовки снежных склонов. Трассы укатывались всё тщательнее, ратраки трудились над ними каждую ночь. Развитие горнолыжных курортов шло в этом направлении, пока вдруг спустя десятилетия вновь не произошёл возврат интереса к внетрассовому катанию.
В 80-е годы прошлого века стремительно набирает популярность катание вне трасс и фрискиинг. Теперь для спусков по глубокому пушистому снегу — паудеру — нужны были специальные лыжи. Powderfats были обязаны своим появлением в 1988 году сноуборду.
К этому времени, как и большинство лыжных фабрик, Atomic уже производил сноуборды. Когда инженеру Atomic Руперту Хуберу поручили создание специальной целинной лыжи, ему показалось вполне логичным использовать высокую плавучесть в пушистом снегу сноуборда. Для начала Хубер поступил достаточно просто: он распилил сноуборд пополам, повернул стальными кантами внутрь и поставил туда горнолыжные крепления. Первой промышленной версией целинных лыж стала модель Atomic Powder Plus с геометрическими размерами 133-115-122 мм. Эта первая в мире сверхширокая паудерная лыжа почти не имела бокового выреза.
Желание фрискиеров улучшить характеристики лыж в глубокой бездонной целине привело к появлению геометрии с рокером. Рокером назвали обратный прогиб, помогающий лыже легче всплывать в глубоком снегу и оставаться на его поверхности. Он обеспечивал хорошую манёвренность и более расслабленное катание по сравнению с обычными лыжами. Основная характеристика рокера — длина обратного прогиба от носка лыжи. Чем больше рокер, тем более мягкий и глубокий снег требуется таким лыжам.

Идея внедрения рокера в горные лыжи пришла в голову американскому фрискиеру Шейну Макконки (Shane McConkey). Он вполне справедливо считал, что спуск на лыжах по бездонной целине очень похож на катание на водных лыжах. Макконки работал тогда на компанию Volant и придумал поистине революционный снаряд для паудера — лыжи с обратным прогибом и таким же боковым вырезом. Они были задуманы Шейном ещё в 1996 году, но убедить компанию изготовить первые прототипы ему удалось только летом 2001 года. Модель с обратным боковым вырезом и рокером назвали Spatula, что переводится как «шпатель». Эта концепция также была заимствована из водных лыж. Модель Spatula выпускалась Volant с 2001 по 2003 год.
Лыжи с обратным вырезом не были универсальными, поскольку свободное катание далеко не всегда происходит по идеальной целине и зачастую приходится спускаться по жёстким склонам. Из-за этого многие компании отказались от производства лыж такого типа, предпочитая комбинацию обратной геометрии и традиционного бокового выреза. Данную технологию назвали «тейпер» — taper. И снова пионером этой концепции выступил Шейн Макконки, перейдя из Volant в K2 и создав феноменальную лыжу K2 Pontoon с геометрией 160-130-120 при ростовках 179 и 189 см.
Парковые лыжи
В 1997 году другой фрискиер, Майк Дуглас, предложил идею лыж с загнутыми, как и носки, пятками. Это позволило лыжникам одинаково ехать как вперёд, так и назад, и выполнять те же трюки, что и сноубордисты. До этого времени в сноупарках катались исключительно досочники. Дуглас снял видео катания на новом снаряде и разослал его лыжным компаниям. Раньше других на идею откликнулся Salomon и в том же 1997 году выпустил первые твинтипы под названием Teneighty.
Эти лыжи очень быстро стали популярными благодаря своей высокой манёвренности, и с этого времени в сноупарках появилось гораздо больше лыжников.
Карвинг
Форма бокового выреза оставалась почти неизменной на протяжении многих лет. Значительные изменения начались в конце 80-х, и 90-е годы ознаменовало появление лыж с радикальным параболическим боковым вырезом, положивших начало целой эпохи.
Прототип современной карвинговой лыжи появился в 1984 году, когда в лаборатории американской компании Olin начали экспериментировать с боковым вырезом. Опытная модель Albert длиной 150 см имела носок шириной 128 мм. Лыжа была асимметричной, с глубоким вырезом радиусом 8 метров (!!!), но только с одной стороны. Такая геометрия объяснялась в первую очередь технологическими причинами — заготовка просто не помещалась в имеющиеся на фабрике прессы. Но это была только прелюдия.
Пионером в разработке карвинговых лыж стала компания Elan. Инженер Юрий Франко (Jurij Franko), окончивший Люблянский университет, приступил к работе в проектном отделе Elan в качестве руководителя лаборатории в 1987 году. Через год он уже увлёкся идеей создания лыж с глубоким боковым вырезом. Его коллега Павел Скофич (Pavel Skofic) сделал расчёты кривых. Вместе они начали проект под названием SideCut eXtreme— сокращённо SCX — и приступили к созданию прототипа новых лыж.

Уже в апреле 1993 года Elan представил на рынки Европы и Америки законченную модель SCX с глубоким боковым вырезом. Эти лыжи получили признание по всему миру, и можно сказать, что с них началась эпоха карвинга. Вслед за Elan выпуск лыж с радикальной геометрией начали и другие производители. Но не все лыжные компании поддержали идею Elan, продолжая выпускать лыжи с более традиционными обводами.
Бренды Rossignol/Dynastar, Salomon и K2 не торопились перестраиваться. Отчасти это объяснялось тем, что немногим ранее, в 1990 году, Salomon вышел на горнолыжный рынок со своей новаторской конструкцией, получившей название «монокок» (monocoque).Впрочем, новаторской она была для горнолыжной индустрии, а в авиации её начали широко применять при изготовлении крыльев намного раньше. Монокок представляет собой замкнутую несущую оболочку, выполненную из композитных материалов, а её внутреннее наполнение играет второстепенную роль. Лыжи этого типа имеют высокую торсионную жёсткость и прочность. За два-три года монокок получил широкое распространение: производители стали вкладывать огромные деньги в новое оборудование, позволяющее выпускать лыжи по этой технологии, которая снижает расходы на массовое производство. Высокие первоначальные затраты впоследствии окупались снижением стоимости продукции.
Конструкция с цельным бесшовным верхом отодвинула с лидирующих позиций традиционный сэндвич с прямыми боковыми стенками. Обтекаемая поверхность монокока особенным образом подчёркивала более технологичный способ изготовления лыж. Но в то же время эта технология ограничивала возможности создания изделий более радикальной геометрии, сложнее было осуществлять перенастройку оборудования.
А Elan тем временем выпустил лыжи со своим вариантом конструкции в стиле кэп — MBX Monobloc.
Из чего делают современные лыжи
Куда же двигаются лыжные технологии? Основные конструкционные решения остались прежними: сэндвич (или сайдвол), кэп и их сочетание. Что касается материалов, то изменения в первую очередь происходят в более широком применении лёгких и прогрессивных материалов: углепластика, карбона, кевлара. Для изготовления сердечника чаще применяется традиционное дерево: ясень, клён, тополь и осина. Древесина клёна и ясеня считается самой жёсткой и выносливой, и именно эти сорта дерева применяются в лыжах биг-маунтин, которые должны выдерживать большие нагрузки. Древесина тополя и осины гораздо легче и используется в производстве парковых и универсальных лыж. В лыжах для скитуринга обычно применяют очень лёгкие сорта древесины, например бамбук или павловнию.
В качестве композита обычно берётся стекловолокно. Карбоновое волокно дороже, но оно ценится за малый вес в сочетании с жёсткостью. Поэтому карбон чаще применяют для бэккантри-лыж, когда каждый грамм на счету.
Без добавления металла дело тоже не обходится. Сейчас широко используется титанал— алюминиевый сплав с небольшим добавлением титана. Титанал придаёт лыжам более ровный ход и гасит большую часть вибраций, которые бы ощущались без его применения. Как металл, он, естественно, утяжеляет лыжу, но тут важнее его высокая торсионная жёсткость.
Скользящая поверхность (база) лыж изготавливается из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMW-PE) толщиной порядка 1-2 миллиметров. Также для скользящей поверхности используется спечённый полиэтилен UHMW, имеющий микропоры, которые при парафинировании заполняются воском.
В лыжном мире всё сильнее заметно разделение на специализированные категории, предназначенные для конкретных условий и задач: будь то лыжи для карвинга или для пушистой целины, для катания в парке или по могульным буграм, или же для ski-туринга. До сих пор не создано идеальных, абсолютно универсальных лыж, и появление их, по-видимому, невозможно. На протяжении истории горных лыж такие попытки делались неоднократно: выпускались лыжи с регулируемой жёсткостью, с изменяемым боковым вырезом, со встроенным чипом и так далее. Эксперименты с формой лыжи порой приводили к самым необычным результатам. Но к настоящему времени глобальные нововведения в конструкции и форме, похоже, уже сделаны, остаётся ожидать применения новых сверхпрочных и сверхлёгких материалов.