СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕННИСНОЙ РАКЕТКИ И МЯЧА
METHOD OF DETERMINING TENNIS-RACKET AND TENNIS-BALL DYNAMIC BEHAVIOR

Изобретение относится к области спортивной техники, в частности к способам определения динамических характеристик спортивного инвентаря, и может быть использовано при изготовлении ракеток и мячей с требуемыми упругоинерционными характеристиками.
В настоящее время одним из способов определения динамических характеристик теннисной ракетки является определение силы удара по мячу ракеткой по скорости отскока мяча после удара.
Данный способ реализован в тренажере для игры в теннис (патент США №4993709 по кл. МКИ А63В 67/10 от 19.02.1991 г.) и включает измерение времени от момента удара ракеткой по мячу до начала столкновения мяча с мишенью, и по известному расстоянию между мишенью и начальному положению мяча до удара определяют скорость полета мяча.
Недостатком данного способа является относительно низкая точность определения скорости, обусловленная тем, что данный способ не позволяет выполнять удары с одинаковой силой и в одну и ту же зону (центр струнной поверхности) и не учитывается промежуток времени от момента начала нанесения удара по мячу до момента отрыва мяча от струн.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является способ определения динамических характеристик теннисной ракетки, реализованный в устройстве по патенту РФ №2313380 по кл. А63В 51/12 от 27.12.2007 г. и включающий неоднократное измерение параметров взаимодействия ракетки и мяча при помощи датчиков с последующей регистрацией сигналов от датчиков.
Недостатком данного способа является относительно низкая точность измерения динамических характеристик ракетки и мяча, обусловленная тем, что тензодатчики, расположенные на ободе, регистрируют не упругие свойства струн в момент ударного взаимодействия с мячом, а напряжения, возникающие в конструкции и материале обода, в результате чего сигнал искажается и не является истинным. Кроме того, не учитываются ускорения струнной поверхности в момент ударного взаимодействия теннисной ракетки с мячом, промежуток времени от момента начала нанесения удара по мячу и ускорение мяча в момент отрыва мяча от струнной поверхности.
Данные параметры являются важными, т.к. они характеризует величину силы натяжения струн и давления внутри мяча, что в конечном итоге определяет динамические характеристики ракетки и мяча.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении точности измерения динамических характеристик теннисной ракетки и мяча.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе определения динамических характеристик теннисной ракетки и мяча, включающем неоднократное измерение параметров ударного взаимодействия ракетки и мяча при помощи датчиков с последующей регистрацией сигнала от датчиков, датчики размещают на струнной поверхности ракетки и мяче, в момент ударного взаимодействия теннисной ракетки с мячом измеряют ускорение струнной поверхности ракетки и мяча, время контакта мяча со струнами и ускорение мяча в момент отрыва мяча от струн, при этом ускорение струнной поверхности измеряют непосредственно в зоне удара, а неоднократное измерение параметров моделей ракеток и мячей осуществляют при одинаковых параметрах ударов.
На фиг.1 представлена осциллограмма записи ускорений струн сетки в момент удара (кривая 1) и ускорения мяча в момент отрыва мяча от сетки (кривая 2) для одной из моделей ракетки и мяча.
На фиг.2 представлена осциллограмма записи ускорений струн сетки в момент удара (кривая 1) и ускорения мяча в момент отрыва мяча от сетки (кривая 2) для другой модели ракетки и мяча.
Способ определения динамических характеристик теннисной ракетки и мяча осуществляется следующим образом.
На стенде, снабженном механизмом для движения теннисной ракетки с возможностью осуществлять одинаковой силы удары и механизмом для точной установки зоны (центра) удара мячом по струнам, осуществляют неоднократное ударное воздействие ракетки по мячу, отнесенных к моделям с определенным натяжением сетки из определенного материала с определенной жесткостью мяча. При этом в процессе удара датчиками фиксируется момент начала взаимодействия струн с мячом, изменение ускорений струн во времени. В момент отрыва мяча от сетки фиксируется длительность нанесения удара по мячу и измеряется максимальное ускорение мяча в этот момент.
Величины ускорений сетки и мяча, а также время нанесения удара по мячу и время отрыва мяча от сетки записываются на осциллограммах (фиг.1 и фиг.2) и анализируются.
После этого осуществляется неоднократное ударное воздействие струн ракетки и мяча другой модели с другими характеристиками материалов сетки и мяча с записью величин ускорений, аналогичными первой модели (фиг.2).
На представленной осциллограмме (фиг.1) показано изменение ускорений струн от начального момента удара (точка «Н») и в момент отрыва мяча от сетки (точка «М»). По горизонтальной оси показано время в миллисекундах. Анализ сигналов, записанных с датчиков, показывает разницу в ускорениях сеток и мячей различных моделей. Так, ускорение струн, показанных на фиг.1, больше ускорения струн, показанных на фиг.2, что говорит о большем их натяжении, а ускорение мяча на фиг.2 больше ускорения мяча, показанного на фиг.1.
Использование данного способа определения динамических характеристик теннисной ракетки и мяча позволяет более точно определять динамические характеристики струнной поверхности и мяча, изменение упругости струн и мяча в процессе их использования и вносить рекомендации по применению соответствующих материалов при изготовлении мячей, струн, силы их натяжения на теннисных ракетках.