Drošāka sniega lēciena izstrāde

Apvidus parki, kuros slēpotāji un snovbordisti var veikt trikus, ir kļuvuši arvien izplatītāki, kopš tie pirmo reizi parādījās Kalifornijas nogāzēs deviņdesmitajos gados.

Viņu pieaugošajai popularitātei ir arī otrā puse — ar trikiem un lēcieniem saistīto traumu skaita palielināšanās. Mugurkaula traumas rada īpašas bažas un biežāk rodas, kad slēpotāji vai snovbordisti piezemējas uz kakla vai galvas vai ja trieciens pret zemi ir pietiekami liels, lai sabojātu mugurkaulu.

Viens veids, kā risināt šo problēmu, ir valkāt aizsargtērpu un iemācīt džemperiem drošāku tehniku. Bet vēl viena, neapšaubāmi labāka pieeja ir padarīt apvidus parkus drošākus pēc konstrukcijas.

Tomēr daži slēpošanas kūrorti ir pieņēmuši ideju par reljefa parku inženieriju tādā veidā, kas samazina traumu iespējamību. Daļēji tas ir saistīts ar bažām par atbildību, bet arī praktisku jautājumu dēļ: vai lēcienus tiešām var konstruēt tā, lai tie būtu drošāki?

Šodien mēs saņemam atbildi, pateicoties Nikolas Petrones darbam Padovas Universitātē Itālijā un dažiem draugiem. Šie puiši ir izstrādājuši lēcienu, kas rada tādu pašu triecienu ar zemi lēcējam neatkarīgi no tā, cik tālu viņi lec. Nav šaubu, ka braucēji laiku pa laikam pieļauj kļūdas, kas viņus pakļauj riskam; Tomēr inženiertehniskā pieeja varētu ļaut izveidot lēcienus, kas samazina iespējamību, ka kļūda var izraisīt katastrofālu iznākumu, viņi saka.

Inženieri salīdzina lēcienus, izmantojot līdzvērtīgu kritiena augstumu — attālumu, kas lēcējam būtu nepieciešams vertikāli nokrist uz horizontālas virsmas, lai piedzīvotu tādu pašu triecienu ar zemi. Parasti džempera kājas var absorbēt līdz pat 1,5 metriem lielu kritienu triecienu. Bet vietās, kur slēpotāji vai snovbordisti guvuši smagas mugurkaula traumas, inženieri izmērījuši līdzvērtīgus kritiena augstumus līdz 10 metriem.

Protams, ir vienkārši izveidot nosēšanās laukumu ar virsmas izliekumu, kas rada nemainīgu līdzvērtīgu kritiena augstumu neatkarīgi no tā, cik tālu tiek lēkts. Ekvivalento kritiena augstumu parasti var samazināt, orientējot sniega virsmu tā, lai tā būtu gandrīz paralēla lēciena ātruma vektoram nosēšanās brīdī, saka Petrone un citi.

Taču šāda lēciena izveide un visaptveroša pārbaude nekad nav veikta, un tieši šajā vietā ienāk Petrone un viņa draugi. Šie puiši izstrādāja nemainīgu, līdzvērtīgu kritiena augstuma lēcienu un uzbūvēja to San Vito slēpošanas kūrortā San Vito di Cadore Itālijā.

Papildus īpašajai nosēšanās slīpuma formai komanda arī nodrošināja, ka pacelšanās laukums ir līdzens, lai samazinātu ķermeņa rotāciju lēciena laikā. Tas palīdz novērst džemperu nepareizu piezemēšanos pēc tā sauktās aizmugures malas aizķeršanās, kas liek tiem griezties gaisā.

Tā rezultātā pacelšanās leņķis bija aptuveni 10 grādi un nosēšanās laukums bija aptuveni 14 metrus garš ar līdzvērtīgu kritiena augstumu 0,5 metri visā tā garumā. Nosēšanās slīpuma beigās virsma bija aptuveni 30 grādu leņķī pret horizontāli.

Būvniecība bija vienkārša. Komanda izmantoja sniega kaķi, lai buldozeru sagrieztu vajadzīgajā formā, ko iezīmēja sniegā iestrēguši stabi. Kūrorta darbinieki izveidoja pamata lēciena nosēšanās formu aptuveni 12 piegājienos, izmantojot Prinoth sniega kopšanas ierīci. Viss lēciens tika uzbūvēts apmēram trīs stundās, un tajā bija aptuveni 100 kubikmetri sniega virs pamatvirsmas, saka Petrone un citi.

Pēc tam pētnieki piestiprināja akselerometrus dažādu slēpotāju un snovbordistu dēļiem un ķermenim, lūdzot viņiem izmēģināt lēcienu, palielinoties skrējiena attālumam. Viņi ierakstīja katru lēcienu ar kameru ar ātrumu 50 kadri sekundē.

Nākamo divu dienu laikā viņi reģistrēja datus par vairāk nekā 20 lēcieniem, palielinot ieskrējienu no 10 metriem līdz 40 metriem.

Rezultāti ir skaidri. Dati liecina, ka lēcēji piedzīvo līdzvērtīgu kritiena augstumu aptuveni 0,5 metrus, taču ir nelielas atšķirības visā nosēšanās slīpuma garumā, jo tās konstrukcijas nepilnības.

Akselerometra noteiktais ekvivalentais kritiena augstums un teorētiskais ekvivalentais kritiena augstums, kas sagaidāms no izmērītā lēciena profila, diezgan labi saskanēja visā lēkto distanču diapazonā, norāda komanda.

Tas parāda, ka pieeja ir iespējama. Šajā darbā konstruētais un izmērītais lēciens skaidri parāda, ka ietekmi uz nosēšanos var kontrolēt, izstrādājot nosēšanās virsmas formu, saka Petrone un citi.

Šo pieeju varētu viegli apvienot ar citām veselā saprāta pieejām, piemēram, iedarbināšanas ilguma ierobežošanu un tā tālāk. Tāpēc reljefa parkiem nav attaisnojuma piedāvāt lēcienus ar pārmērīgu līdzvērtīgu kritiena augstumu tagad, kad Petrone un co ir pierādījuši, ka šīs funkcijas ir vienkārši projektējamas un uzbūvējamas.

Atsauce: arxiv.org/abs/1611.04448 : Konstanta līdzvērtīga kritiena augstuma apvidus parka lēciena projektēšana, konstruēšana, mērīšana un testēšana

paslēpties