ЛЫЖНАЯ ПАЛКА
SKI STICK

Изобретение относится к спорту высших достижений, конкретно - к лыжным гонкам и биатлону.
Известны усовершенствования ручек лыжных палок, которые за счет улучшения их конструктивных особенностей повышают удобство пользования ими в тренировочном процессе (Сергеев А.Г., патент РФ №94011249 «Рукоятка лыжной палки», 1995; Штырбу В.Х., автор, свид. СССР №1383558 «Лыжная палка», 1992; Русских Г.И., Соловьев Е.С., авт.свид. СССР №179623 «Лыжная палка», 1993).
0
Общий недостаток рассмотренных рукояток состоит в том, что они, как и вся конструкция лыжных палок, начиная от лапки со штырьком, далее стержня и, наконец, сама рукоятка являются жесткими системами. Поэтому в спектральном составе ускорений, возбуждаемыми лыжными палками, при отталкивании ими от снежного наста основная (главная) гармоника ускорения w заметно слаба из-за большого числа побочных гармоник.
0
0
0
Увеличить силу отталкивания лыжными палками на частоте гармонической составляющей ускорения руки w без дополнительно затрачиваемой силы можно, сделав рукоятку подвижной, для чего на стержень лыжной палки в районе расположения рукоятки насаживается упругий элемент, например, каучук в виде тора с достаточной выталкивающей силой на частоте гармоники w, воспринимающей давление руки через шипы с плоским основанием, устанавливаемых по периметру поперечной пластины фланца, одетого сверху на стержень по скользящей посадке. Такая конструкция лыжной палки позволяет оказывать давление на ее стержень через шипы с плоским основанием, преимущественно на частоте w, что увеличивает силу отталкивания лыжными палками.
n
0
Задача настоящего изобретения - выявление удельного давления устанавливаемых шипов m, воздействующих на упругий элемент, при котором его выталкивающая сила на гармонической составляющей w ускорения руки будет максимальной.
ш
Поставленная задача решается выбором собственной частоты колебаний шипов w в соответствии с равенством:
, где
0
w - гармоническая составляющая ускорения рук спортсмена;
ш
w - собственная частота колебаний шипов, по которому определяют длину шипов и равную им величину сжатия упругого элемента [Трофимова Т.И. Курс физики: учебное пособие для вузов, М., издательский центр «Академия», 2010 - 580 с.]:
, где
λ - длина шипов и равное им сжатие упругого элемента;
2
g=9,8 м/с - ускорение свободного падения тела,
n
n
0
найденная длина которых позволяет, меняя диаметр шипов и используя метод отскока [Патент на изобретение «Способ измерения выталкивающей силы упругого объекта методом отскока и устройство для его осуществления», №2600508 от 25.05.2015 г.] найти такое их удельное давление m, при котором удельная выталкивающая сила упругого элемента F на гармонической составляющей w ускорения руки, вычисляемая по формуле:
, где
n
0
n
F - n-я удельная выталкивающая сила упругого элемента на гармонической составляющей w ускорения руки при удельном давлении m каждого из N устанавливаемых шипов;
n
0
m - n-е удельное давление шипа на упругий элемент на гармонической составляющей w ускорения руки;
n
n
0
а - n-е ускорение шипа с удельным давлением m на гармонической составляющей w ускорения руки,
0
n
будет максимальной, по которой, зная силу давления М руки на упругий элемент на гармонической составляющей ускорения руки w рассчитывают необходимое количество шипов N с плоским основанием, чтобы соблюсти полученный параметр m
, где
N - количество шипов с плоским основанием, через которые давление рук передается стержню лыжной палки;
0
М - сила давления руки на гармонической составляющей w.
На фиг. 1 приведен схематический чертеж рукоятки лыжной палки с упругим элементом.
0
Она включает в себя верхнюю часть стержня 1 диаметром, например, 30 мм и длиной 90 мм - под ширину ладони с одетой на нее симметрично осевой линии упругой распорной шайбой 2, например, диаметром 40 мм. Сверху на стержень до соприкосновения с распорной шайбой насаживается упругий элемент 3, изготовленный, например, из каучука в виде тора с достаточной выталкивающей силой на частоте гармоники w ускорения руки. Упругий элемент воспринимает давление от руки через шипы 4 с плоским основанием, которые с помощью бонок 5 имеют резьбовое соединение с поперечной пластиной 6 фланца 7. Для ограничения хода фланца служит заглушка 8.
Темляк (ремешок, на чертеже не показан) крепится к верхней части фланца.
Сила отталкивания лыжных палок с упругими вставками сравнивалась с существующими путем спектрального анализа их ускорений в диапазоне частот от 6 до 9 герц. Датчик крепился на запястье одной из рук.
Результаты измерений приведены на фиг. 2, которые подтверждают эффективность упругих вставок увеличением силы отталкивания (до 20%). На фиг. 2а приведено графическое изображение силы отталкивания существующей лыжной палкой, без упругого элемента, а на фиг. 2б - приведено графическое изображение силы отталкивания с упругим элементом на гармонической составляющей f=8,0 герц, когда была установлена длина шипов λ=4 мм, которые при давлении на них входили в упругий элемент на 4 мм, что согласуется с формулой (2).
Заявляемое изобретение позволяет, по сравнению с существующими устройствами, увеличить силу отталкивания лыжными палками за счет увеличения давления на упругий элемент, который осуществляют через шипы с плоскими основаниями.