Как устроены современные горные лыжи

Ключевые параметры горных лыж сводятся к геометрии (форме) и конструкции — их сумма определяет назначение и характер каждой модели. В этом материале разбираемся, что находится «под капотом» у горных лыж, почему их конструкция напоминает слоёный пирог и зачем инженеры соединяют внутри материалы с очень разными свойствами.

Существуют три основных типа конструкции горных лыж, которые легко узнать даже невооружённым глазом.

Все ключевые элементы лыжи уложены «слоями»: скользяк, канты, сердечник, стеклоткань. Отсюда и название, ведь слои собраны словно бутерброд. По бокам по всей длине лыжи их герметично закрывают вертикальными стенками из очень прочного пластика, чтобы защитить от внешней среды — например, от талой воды и ударов.

Конструкция «сэндвич» позволяет сделать лыжи максимально жёсткими на скручивание, отчего кант сохраняет надёжный контакт со склоном даже в сложных для этого условиях. Это обеспечивает лыжам высокие ходовые характеристики. Боковые стенки жёсткие и расположены прямо над кантом, что помогает точнее передавать энергию от лыжника. Поэтому лыжи с конструкцией «сэндвич» будут ощущаться более точными, агрессивными и устойчивыми, чем лыжи без вертикальных боковых стенок.

При сильных ударах в лыжах такой конструкции страдают канты и боковые стенки, а не сердечник. Их повреждения проще устранить, а вот ремонт сердечника куда сложнее и может быть недолговечен.

В минусы конструкции «сэндвич» можно записать только сравнительно большой вес.

В этой конструкции внутренние элементы лыжи укрыты не боковыми стенками, а цельной верхней «крышкой». Она обеспечивает и жёсткость, и защиту от повреждений. «Кэп» позволяет сделать лыжи существенно тоньше, отчего они получаются одновременно легче и мягче. Да, лыжи начинают заметно проигрывать в ходовых характеристиках, зато становятся проще в освоении для детей и начинающих лыжников. Поэтому «кэповые» лыжи сегодня чаще всего встречаются в детских и новичковых линейках..

Это сочетание конструкций «сэндвич» и «кэп» в одной лыже. Это позволяет придать различную жёсткость лыже на разных участках её длины. Например, сделать носок мягче и легче, но оставить центр жёстким и мощным, что актуально для all-mountain и фрирайдных моделей лыж..

Большинство современных горных лыж развивают высокие скорости, поэтому им требуется высокая и равномерная жёсткость. Добиться этого позволяет деревянный сердечник, склеенный воедино из множества небольших брусков древесины разных сортов. Так получается сбалансировать жёсткость, сделав лыжу предсказуемее и спокойнее.

Ещё на этапе проектирования сердечника производитель лыж может заложить огромную часть их предполагаемых свойств: вес, упругость, гибкость и, как следствие, степень отзывчивости, динамичности и скоростной стабильности. Ради этого могут использоваться разные породы дерева, меняться количество и расположение частей сердечника, а также их толщина как в продольной, так и в поперечной оси.

Для создания сердечника могут применять и синтетические полимеры. Когда-то их начали внедрять, чтобы добиться более равномерной жёсткости, ведь в отличие от древесины, внутри них нет направленных волокон и их жёсткость одинакова во всех направлениях. Но выяснилось, что синтетические сердечники заметно уступают деревянным в упругости гашения вибраций. Но в совокупности с более низкой ценой такие полимеры стали важным материалом в производстве лыж для детей и начинающих, где их недостатки остаются незаметны.

В то же время присутствие какой-либо синтетики в сердечнике лыжи ещё не делает её «низкосортной». Порой топовые горные лыжи в коллекции сочетают в своём сердечнике и древесину, и полимерную пену.

Это целая группа различных деталей, элементов и материалов, которые применяются для повышения прочности лыж и усиления определённых свойств сердечника. Их используют как для «тонкой настройки», так и для «мощного впрыска» дополнительной энергии в лыжи.

Усиливающие элементы изготавливают из широкого спектра материалов, перечислим основные из них, и для каких целей их чаще всего применяют. Важно: у каждого материала есть целый набор свойств, поэтому их применение и сочетания дают многогранный эффект. В огромной части производимых лыж разные усиления из разных материалов используются как раз совместно.

Оно же фибергласс, применяется для скрепления слоёв лыжи друг с другом, а также для придания им дополнительной жёсткости и упругости. 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.

Стеклоткань — это недорогой и эффективный материал, поэтому применяется почти во всех горных лыжах на рынке. Однако у неё не слишком высокая прочность и она заметно утяжеляет лыжи, ведь в процессе изготовления её полотно пропитывает эпоксидный клей.

Стеклоткань состоит из сплетённых синтетических нитей, поэтому её жёсткость направленная и распределяется вдоль волокон. Поэтому то, под какими углами и в каких направлениях положили волокна, определяет распределение жёсткости и массу получившегося слоя:

Это сплав алюминия, который используется как альтернатива и дополнение к стекловолокну. У металла нет волокон, его кристаллическая решётка распределяет жёсткость равномерно во всех направлениях, а также помогает гасить в себе вибрации, которые возникают в лыжах. А ещё из тонких листов металла (0,3–0,8 мм) удобно вырезать сложные фигуры, что открывает возможности по точному усилению отдельных частей лыжи. Например, её площадки под креплениями.

Существует расхожее заблуждение о «жёсткости» титанала. Но важно помнить, что листы титанала, которые применяют в горных лыжах, по толщине сравнимы с толстой фольгой. Будучи отделёнными от сердечника, они складываются буквально под собственным весом.

Жёсткой лыжа с титаналом становится из-за увеличения своей толщины в тех местах, где его уложили. И это справедливо для любых других материалов. Титанал особенно ценен тем, что делая лыжу слегка тяжелее, существенно заглушает вибрации. Лишь иногда сердечник закрыт полноразмерными титаналовыми пластинами и сверху, и снизу. Тогда лыжа становится заметно более жёсткой как продольно, так и торсионно. Такие лыжи отличаются спокойным, тихим, но динамичным ходом. Однако если переборщить с металлом, лыжи могут ощущаться неповоротливыми.

Карбон — пропитанная эпоксидными смолами ткань, сплетенная из углеродных волокон. Её используют, когда лыжам нужно заметно прибавить в жёсткости, не добавляя веса. Жёсткость внутри листа карбона распределяется так же, как в стеклоткани — вдоль волокон. Но его индекс упругости существенно выше, поэтому применяют его осторожно. Иначе можно получить очень лёгкие и жёсткие лыжи. Они будут максимально точными в управлении, но чтобы чётко вести их по дуге, будут требоваться отличная техника и отменные физические данные. Поэтому нередко можно услышать упрёки в адрес лыж с большим количеством карбоновых усилений в том, что они «дёрганые» и «неспокойные».

Но здесь всё зависит от того, как и где применено карбоновое усиление. Есть примеры, когда лыжа получалась весьма гибкой продольно, но жёсткой торсионно — на скручивание, что делало её одновременно стабильной на скорости и достаточно доступной в освоении..

Сердечник лыж также могут усиливать базальтовыми, льняными и арамидными волокнами. Их свойства относительно близки. Например, базальт близок к карбону, но не даёт такой высокой жёсткости; лён и арамид очень хорошо гасят вибрации и хорошо переносят многократные деформации. Сочетая их в разных пропорциях, производитель может очень точно подобрать нужную комбинацию свойств.

Эпоксидный клей нужен, чтобы скрепить все многочисленные слои лыжи воедино. Это едва ли не важнейший элемент в производстве лыж. И его ключевое свойство — эластичность. Благодаря ей он одновременно удерживает все элементы конструкции вместе и позволяет лыже многократно сгибаться и возвращаться в исходную форму. Когда в магазине кто-то впервые гнёт новую лыжу, можно услышать тихий треск — это как раз клей впервые разминается и издаёт этот звук.

Чем больше элементов нужно соединить, тем больше клея используется, а значит, и лыжа становится тяжелее. Тяжёлые лыжи — не значит плохие, но контролировать конечную массу очень важно и не только в дисциплинах вроде скитура и ски-альпинизма, где критичен малый вес снаряжения.

Это самый верхний слой лыжи. Это на нём напечатаны красивые иллюстрации, узоры и логотипы. Но он выполняет не только эстетические функции. Топшит защищает внутренности лыж сверху от ударов, порезов и сколов. Он же не даёт эпоксидной смоле раскалываться и крошиться, поддерживает целостность конструкции лыж и их упругость.

Топшит, как правило, делают из пластичных полимеров, хотя встречаются и металлические, и даже деревянные. Например, металлический топшит — визитная карточка лыж Stockli серии Stormrider. Графика печатается сразу поверх верхнего слоя титанала, усиливающего сердечник, что придаёт лыжам просто сногсшибательный вид.

Скользящая поверхность — она же «база» или «скользяк» — закрывает нижнюю сторону лыжи по всей площади и позволяет эффективно скользить по снегу. Её изготавливают из высокомолекулярного полиэтилена по двум технологиям:

Но база не работает в одиночку. На неё наносят структуру — особый рисунок из мельчайших углублений, который работает подобно рисунку протектора на резине автомобиля. Он нужен, чтобы вода могла уходить из-под лыжи, не вызывая её прилипания к снегу.

Канты — это тонкие металлические кромки по краям лыжи, которые врезаются в склон подобно лезвиям коньков. С их помощью лыжники и поворачивают, и тормозят. Кант изготавливают из высокопрочной из стали и его толщина может быть разной. Например, в спортивных лыжах его делают тоньше, чтобы он меньше влиял на их упругость, а в парковых и фрирайдных лыжах его толщину, наоборот, увеличивают ради повышения ресурса, чтобы они выдержали больше циклов заточки.

Важнейшее значение имеет угол заточки канта, причём с двух сторон: со стороны боковой стенки и со стороны скользящей поверхности. Это определяет агрессивность «хватки» лыж, их отзывчивость и точность управления. Поэтому рекомендуем лишний раз не экспериментировать с самостоятельной заточкой лыж, если у вас нет нужного опыта, навыков и оборудования.

Борьба с вибрациями, которые лыжи начинают испытывать под нагрузкой во время катания, — одна из главных инженерных задач при проектировании и производстве лыж. Есть традиционные способы сделать лыжу спокойнее:

Но есть более изощрённые и сложные способы, настоящие производственные «ноу-хау»:

Этот ряд можно продолжать, но уже видно, со сколь разных сторон можно подойти к вопросу виброгашения. Главное — помнить, что вы покупаете именно лыжи целиком, а не набор изолированных технологий.

Свойства всех составляющих лыжу материалов тесно связаны в сложную систему, отчего работают как одно целое. Понимание того, как каждый из этих элементов влияет на поведение снаряда на склоне, помогает раскрыть его потенциал на любом склоне — от мягкого вельвета до крутого кулуара. Ждём вас в нашем магазине на Сайкина, 4!