18.12.2024

Внешняя простота и сложные технологии: как устроены лыжные палки

Трудно придумать что-то более простое, чем лыжные палки. Однако они намного интереснее, чем кажутся!

Ничто так не радует опытного и не огорчает начинающего лыжника, как само наличие палок. Несмотря на то, что в наши дни встречаются горнолыжники, которые принципиально катаются без палок, в жизни любого катальщика бывает много ситуаций, когда их лучше иметь, чем не иметь. Например, при движении по пологим участкам, при подъеме в гору, при маневрировании около подъемника они выполняют роль «толкалок». Палки задают первый импульс для начала поворота, определяют ритм катания и, если нужно, работают как дополнительные опоры. На высокой скорости и при плохой видимости палки выступают в роли скользящих опор и помогают точнее оценить обстановку и удержать равновесие. В сложных ситуациях даже легкое касание снега придает лыжнику дополнительную уверенность в себе. В этом случае палки играют роль чувствительных датчиков.

В древние века лыжники перемещались с одной палкой. Палка или рогатина была универсальным инструментом — опора при пешей ходьбе, тормоз при спуске и оружие в случае нападения. Сто с лишним лет назад «лыжебежцы» решили, что с двумя палками передвигаться удобнее. В то время палки делали из подручной древесины, затем — из экзотического бамбука.

В 1937 году австрийский горнолыжник Отто Ланг, измученный постоянно расслаивавшимися бамбуковыми палками, уговорил американскую фирму, производившую клюшки для гольфа, сделать стальные стержни. Для того времени это был очень прогрессивный шаг, но развернуться на полную мощность помешала Вторая мировая война. Однако уже к 1950 году стальные палки стали горнолыжным стандартом.

В 1957-м американец Эд Скотт начал использовать алюминиевые трубки, которые со временем вытеснили и традиционный бамбук, и прочную, но тяжелую сталь. С этого революционного момента на смену «стальному веку» пришел «алюминиевый», а Скотт заслужил звание «отца алюминиевых палок».

Долгое время космическому металлу не было конкурентов. В 1989 году небольшая американская фирма Goode успешно внедрила углепластиковые горнолыжные палки в серийное производство, категорически заявив, что «дни алюминиевых палок сочтены». В этом есть логика. Благодаря массовому производству углепластик дешевеет, и композитные палки становятся все доступнее. Однако металл не сдается: подавляющее большинство современных горнолыжных палок делают из алюминиевых сплавов.

В 1970-х годах крупное советское авиационно-космическое предприятие — завод имени Хруничева — в рамках программы гражданской продукции начало выпускать горнолыжные палки. Выбрали алюминиевые трубки нужного диаметра, наладили производство стальных наконечников, резиновых ручек, кожаных ремней и даже пластиковых колец. Палки раскупали, и все были довольны.

Но через несколько лет от авиаконструкторов стали требовать чего-нибудь новенького. К тому времени за границей уже появились конические палки с центром тяжести, смещенным ближе к ручке, что не только снижало общую массу, но и облегчало управление палкой. Этого эффекта добивались за счет того, что внешний диаметр трубки в нижней трети палки плавно уменьшали, сохраняя постоянную толщину стенки трубки по всей длине. Поскольку в нижней части трубки материала становилось меньше, центр тяжести смещался вверх (по сравнению с традиционной цилиндрической формой) и момент инерции уменьшался.

Зарубежные фирмы получали коническую форму либо с помощью сварки, что не всегда было надежно (зато дешево), либо на специализированных прокатных станах — это было непросто и окупалось только при больших объемах производства. После изучения иностранных аналогов советские авиаконструкторы поняли, что столь примитивный гражданский предмет, как обычные лыжные палки, ставит тем не менее сложные задачи. Тогда авиаинженеры махнули рукой на прокатные станы и воспользовались проверенной веками ковкой. Цилиндрическую трубку просто «заковывали» так, что нижняя часть становилась снаружи конической. Покупатели радовались модной форме, не догадываясь, что эта косметическая процедура никак не влияла ни на вес, ни на расположение центра тяжести стержня (стенки в нижней части при этом просто становились толще).

Впрочем, более толстые стенки сделали нижнюю часть палки прочнее. Поскольку экономией веса никто не озаботился, стержень делали из недорогого пластичного алюминиевого сплава (в отличие от дорогого жесткого сплава его можно было легко выпрямить). В результате получились внешне ультрасовременные, но тяжелые и не слишком управляемые палки. Зато, что типично для советской «оборонки», изделия были чрезвычайно прочными и ремонтопригодными.

Одно из самых главных требований к лыжным палкам — их безопасность. Согласно требованиям международных стандартов, «стержень не должен ломаться или колоться, образуя острые края». Говоря простым языком, падение не должно приводить к поломке, а поломка не должна превращать одну палку в два кинжала. Борьба инженеров за малую массу приводит к тому, что в конструкции используют тонкостенные стержни из особо прочных материалов, которые обычно бывают довольно хрупкими. При нагрузке алюминиевые сплавы сначала деформируются (и если нагрузка не очень большая, то остаются изогнутыми), а только потом ломаются.

У композитных пластиков нет остаточной деформации, при критической нагрузке они просто ломаются. Углепластики и стеклопластики особенно легко ломаются после надреза острым краем лыжи. Подобная проблема совершенно неактуальна для алюминия. Поэтому современные углепластиковые палки иногда защищают сверху тонким слоем этого металла либо по всей длине, либо в нижней трети стержня.

Если при катании палка цепляет кольцом за кусты, то можно легко заработать вывих плечевого сустава. Для борьбы с подобными проблемами был придуман самоотстреливающийся, то есть отстегивающийся, ремень. Палка застревает, а лыжник как ни в чем не бывало едет дальше... с ремнем на запястье.

Многие технические решения продиктованы вопросами безопасности. Например, расстояние от наконечника до кольца не должно быть слишком большим, чтобы нельзя было случайно пораниться острием. Диаметр верхней платформы ручки должен быть большим во избежание «проникновения внутрь глазной впадины черепа».

При падении лыжники часто травмируют большой палец руки и его связки. Для решения этого больного вопроса была придумана ручка, «ломающаяся» при каждом падении в месте крепления к стержню. Однако эта модель пока не получила распространения. Альтернатива ей — ручка из мягкого пластика без ремешков типа «шпага». Такие ручки были популярны в 1970—1980-х, но сейчас почти исчезли: статистика утверждает, что они не снижают травматизм.

Самым немудреным решением проблемы «большого пальца лыжника» можно считать ручку с полоской липучки («велкро») на боковой поверхности. По задумке «велкро» объединяет палку с перчаткой при катании и легко их разъединяет при падении. Несмотря на простоту и понятность идеи, дальше патента дело не пошло. Одним из свежих и удачных решений в этом направлении считается система «перчатка+палка». Небольшая пластиковая пряжка, закрепленная на перчатке между большим и указательным пальцем, легко пристегивается к палке и легко отстегивается при падении.

Если на белоснежном склоне вам попадется человек с изогнутой палкой — не торопитесь сказать, что у него «все погнулось». Это может быть спортсмен, который едет на тренировку. Изогнутые палки уже несколько десятилетий используются лыжниками-спортсменами для скоростного спуска и слалома-гиганта. Высокая скорость — главная задача таких соревнований. Чтобы снизить сопротивление снега, делают супербыстрые лыжи, для борьбы с сопротивлением воздуха — суперскользкие костюмы. Большую часть трассы спортсмены стараются проходить в низкой обтекаемой стойке, которая называется «яйцо». При таком положении прямые палки создают серьезное сопротивление воздуха, а изогнутые палки прячутся под согнутыми руками и за спиной лыжника. Самые современные палки для скоростного спуска изогнуты по хитрой кривой, причем не в одной плоскости, а сразу в трех.

В 1980-х годах появились палки для слалома с небольшим изгибом вперед (6−15 градусов) ниже ручки. Считается, что такая конструкция «с активным углом атаки» разгружает кисть руки, потому что при расслабленном положении кисти палка уже готова к уколу. А значит, ей можно меньше размахивать и в итоге — экономить силы.

Сложные вещи легко совершенствовать, а что делать с простыми? Чего только не придумали пытливые умы в отношении лыжных палок! Одно из решений — встроенный амортизатор, хотя подобные модели больше подходят для пеших прогулок в горах. Любителям зимних походов предлагается накладной компас, который закрепляется ниже ручки. Телескопические палки можно регулировать по длине от 70 до 150 см, они особенно популярны среди любителей горнолыжного туризма. В последнее время регулируемые палки появились и в лыжных прокатах. Это логично — можно иметь меньше палок и регулировать их под рост конкретного человека. Существуют палки, которые позволяют за считанные секунды превратить их в лавинный зонд (щуп) — необходимый инструмент для поиска людей после схода лавины. Не забыты и фотографы — встречаются палки, которые позволяют закрепить сверху легкую фото- или видеокамеру (как на моноподе). Российский ветеран любительских горнолыжных соревнований Игорь Виноградов (один из создателей советских горных лыж) придумал и воплотил в жизнь палку со встроенным секундомером. Благодаря этому простому устройству можно самостоятельно засекать свой результат на спортивной трассе. Жаль, что был сделан всего лишь единственный экземпляр.

Но самая удачная экзотическая идея — это «палки с секретом».

Такие палки выпускают по крайней мере три фирмы. Одна из моделей откровенно называется «шнапс», другая — «горячий глоток», а в описании третьей просто сказано, что это «радость, которая всегда с тобой, даже если рядом нет собаки сенбернара с заветным бочонком». Если открутить ручку, то внутрь стержня можно залить почти стакан любой морозостойкой жидкости (конечно, не чай и не кофе). Все сделано грамотно — внутри стержня есть защитный пластиковый слой, а в комплекте продается воронка и щетка-ерш соответствующей длины. 

Валерий Евсеев.