Статьи Стройка Проектирование трамплинов или «Холодный расчет»
    Поделиться

Проектирование трамплинов или «Холодный расчет»

Введение автора:

 

Существующее положение вещей, в области строительства трамплинов, как на «частных», так и на официальных горнолыжных курортах нашей страны, находится в зачаточной стадии. Этот вывод вытекает хотя бы из результатов сравнения сноупарковых культур России и ближайших европейских стран.

                Само по себе, наличие сноупарка на горнолыжном курорте, с одной стороны делает курорт более привлекательным для райдеров, с другой стороны создает массу проблем, связанных с их созданием и эксплуатацией. В связи с этим, возникает задача оптимизации соотношения привлекательности и стоимости. Принимаем за аксиому: чем более «интересный парк», тем больше райдеров и зевак привлекает курорт, тем больше возможностей привлечь спонсоров и организаторов соревнований. Соответственно растут: рейтинг курорта, доходы предприятия, растут затраты на создание парка. Одним из методов оптимизации себестоимости может послужить предварительное проектирование парка, с помощью которого возможно разнообразить парк фигурами, учесть ограниченность строительного материала (снега), использовать грамотно рельеф местности, сделать фигуры более безопасными для пользователей и отвечающим заранее поставленным спортивным задачам. Ко всему прочему, предварительное проектирование сэкономит и временной ресурс строительства самого парка.

По мнению автора, знание физических параметров и научный подход – единственный метод проектирования. Интуиция – для бедных. Наработка опыта «интуитивного строительства»– это  конечно хорошо, но его слишком долго нарабатывать.

 

Отдельно отмечу, что методы предлагаемые в настоящей методике могут пригодиться не только официальным курортам, но и частным строителям.

 

1. Проектирование трамплина

 

При проектировании трамплина автор предлагает решить следующие задачи:

-          обеспечить райдера необходимым временем полета, что необходимо для успешного выполнения акробатических фигур;

-          обеспечить райдера удобными и безопасными параметрами зоны разгона, кикера и приземления;

-          обеспечить безопасную скорость самого полета и приземления.

В первую очередь, составить схему горы или ее участка в разрезе, т.е. померить основные участки трассы, получить их длину и углы наклона. Нарисовать ее в масштабе на миллиметровке. Во вторую очередь, конечно достаточно визуально представить зону размещения трамплина с учетом рельефа местности, размер трамплина (стола), включая приблизительные размеры кикера, транзита и начала зоны приземления. (см. статья Кирилла Поваринцева «Правда о трамплинах»). Далее, фиксируем желаемые размеры транзита в метрах, с учетом того, что часть стола будет занята кикером, а перед началом радиуса кикера желательно иметь небольшой условно горизонтальный участок для создания радиуса захода на трамплин. Размер трамплина а точнее транзита подбирается исходя из соответствия поставленных на него задач. Такой задачей может быть, например, выполнение трюка Корк7 (см. статья Александра «») или серия подобной сложности. Опытному проектировщику должно быть известно, что основным условием выполнения каждого трюка является достаточное время полета и оно составит например от 1.2 до 1.7 секунды. Приблизительный размер транзита обеспечивающий такое время полета - скажем 10м. Начинаем строить траектории полетов с помощью таблицы «Проектирование трамплина» (см. приложение Exel-таблица). В таблицу вводим указанные входные данные таблицы (см. Рис. 1 Обозначения участков измерения)(входные данные выделены зеленым цветом), где коэффициент трения подбирается из соответствующей таблицы (определяется

 

Рис. 1 Обозначения участков измерения
Обозначения участков измерения

опытным путем), а эмпирический коэффициент потери энергии соответствует - 1 для зоны кикера в 10м, 2.5 для 20 м, 5 для 30м, вряд ли зона кикера может быть больше. При пользовании таблицей необходимо понимать, что точка вылета кикера находится в начале коордитат графика, но значение высоты кикера относительно зоны приземления вводится со знаком (+). Подбором угла кикера и скорости вылета получить три траектории полета попадающие в зону приземления, параметры которой задаются углом зоны, высотой кикера и длиной транзита (Ряд 4). Траектории подбираются для одинакового угла кикера разными скоростями вылета, таким образом, чтобы получить точки приземления в допустимых, длиной самой зоны приземления пределах. Соответственно – 1 траектория в начало зоны приземления, 2 в конец и 3 в середину. Далее вводим полученные координаты точек приземления в конце таблицы для расчета скорости приземления и времени полета. Ориентируясь на полученные данные скорости и времени, меняем угол вылета с кикера и скорость вылета для получения необходимых результатов времени и скорости полета. Для классических типов трамплина - не следует использовать угол вылета более 30 градусов. Следует обращать внимание на скорости приземления и угол зоны приземления, это показатели безопасности приземления. Соответственно чем меньше относительный угол между касательной к траектории полета в точке приземления к самой зоне приземления, тем лучше. Однако не рекомендуется использовать угол зоны приземления более 45 градусов, в силу того, что это заставит увеличивать угол кикера, ограничит пределы зоны начала разгона, увеличит скорость приземления и само приземление будет затруднительно для некоторых трюков. Опытные замеры углов зон приземления в парках Финляндии и Швеции показывают 30 и 40 градусов для относительно больших трамплинов (с транзитом от 10 до 20 метров). Чем меньше скорость приземления, тем само приземление безопасней. Скорость приземления можно варьировать и с помощью высоты кикера, но следует придерживаться стандартных габаритов кикера для сохранения его оптимального радиуса (Справочные габариты кикера для разных углов приводятся в следующей таблице).

 

Таблица Приближенные габариты кикера для разных углов

(м)

15 градусов

30 градусов

45 градусов

Высота

0,75

1,75

4,25

Длина

3,25

4,75

8

Ширина

-

-

-

 

Далее необходимо оценить длину зоны разгона – приводится в конце таблицы (выделено розовым). На эту длину, прежде всего влияет коэффициент трения, определяемый опытным путем для разного качества снежного покрытия.

Таким образом, получим пределы зоны начала разгона на склоне.  Сравнив подобранные данные трамплина с оригиналом склона на миллиметровке, сможем определить «вписывается» ли данный трамплин в реальные условия и оценить объем будущих строительных работ. Следует также расчитать длину зоны разбега для заданных параметров трамплина при б’ольших коэффициентах трения. Таким образом, определим запас зоны разгона для худших погодных условий. Необходимо понимать, что чем больше угол разгона, тем меньше влияет трение на его длину.

Если расчетный трамплин не «вписывается» в реальные условия ни при каких входных - допустимых данных, скорее всего придется изменить его габариты или перенести.

 

Понимание физической природы явлений поможет подобрать правильные параметры.

 

2. Проектирование серии фигур

 

Если возникла необходимость, а быть может и желание поставить несколько фигур подряд, существуют два способы проектирования.

 

Первый способ предполагает размещение трамплинов на таком расстоянии друг от друга, чтобы райдер, после удачного приземления на первом трамплине, без торможения мог безопасно зайти на следующий трамплин. Т.е. необходимо учитывать среднюю скорость приземления на каждом предыдущем трамплине и расчитывать длину зоны разгона с учетом начальной ненулевой скорости райдера. (расчеты в стадии разработки)

Такой метод, с одной стороны привлекателен с точки зрения пользователя, но ограничивает возможности эксплуатации такой серии фигур из-за сильного влияния коэффициента трения на зону разгона. Реальные значения силы трения могут изменять длину разгона в 2 и более раз. Такое сооружение возможно эксплуатировать в условиях относительно постоянных погодных условий. Сами фигуры обычно представляют из себя классические трамплины, габариты которых уменьшаются  по мере продвижения райдера. Углы зоны разгона для каждого последующего трамплина не должны быть большими, т.е. желательно не более 15 градусов. Необходимо дать райдеру время на «раздумья» после приземления. Напомню, что время захода на следующий трамплин, в таком случае, находится в пределах от  3 до 5 секунд. Зоны разгона для такой серии должны быть простыми, т.е. состоять из одного склона под одним углом.

 

Второй способ предполагает наличие запаса зоны разгона для захода на каждый трамплин. Осложнением при эксплуатации такой серии фигур может послужить чрезмерная крутизна склона. Райдер должен иметь возможность, подбирая скорость захода на трамплин, корректировать ее малыми порциями, что будет затруднительно при углах склона более 20 градусов. (речь не идет об очень опытных райдерах, у которых спидометр в голове) Такой вариант предпочтительней с точки зрения экономии строительных затрат, поскольку позволяет использовать природный ландшафт при выборе места размещения трамплинов.

 

                Следует отметить, что при создании серии фигур, необходимо стремиться сохранять одинаковый угол вылета для каждой фигуры, дабы не сбивать райдера с толку в поисках равновесия на каждой фигуре.Это возможно с помощью корректировки длины кикера в сторону разгона.

Если между фигурами «сложный» рельеф, чередующийся переменными углами склона (больше 2 углов), лучше не усреднять угол спуска для расчета скорости захода на следующий трамплин, поскольку резко увеличивается погрешность вычислений за счет переменной силы трения. Для более точной фиксации следующей начальной скорости разгона можно построить промежуточную фигуру небольшого размера (трамплин или Jib-фигуру) перед которой райдер будет оттормаживать и заходить на небольшой скорости «на глазок». Таким  образом, следующая начальная скорость разбега будет более точно известна.

 

3. Проектирование оригинальных фигур (в стадии разработки)

 

Рассмотрим проектирование трамплина с приземлением выше кикера:

 

Траектория полета представляет из себя ни что иное как параболу, в верхней точке полета (точке экстремума функции) райдер  имеет минимальную абсолютную скорость полета вектор которой направлен в горизонтальной плоскости. Таким образом, можно построить трамплин с очень большой амплитудой выброса (соответственно с большой скоростью выброса) и зоной приземления выше уровня кикера (такой пример демонстрируют в некоторый фильмах). Если расположить начало зоны приземления сразу после прохождения точки экстремума – скорость райдера будет минимальной, а значит приземление безопасным, траектория полета оригинальной. Полагаю, подобный трамплин украсит любой парк, если это позволят рельеф и силы строителей.

В данном случае, особенно важно правильно расчитать длину разбега. Недолет принесет массу хлопот.

Полагаю, что не стоит делать угол выброса более 45 градусов из соображений сохранения баланса полета. При 45 градусах, в точке экстремума, гашение абсолютной скорости полета составит 30 процентов.

При проектировании необходимо правильно определить координаты зоны начала приземления, чтобы они не перекрывали восходящую траекторию полета (напоминаю, что траетория полета – параболическая, а значит находится дальше касательной к точке выброса. При пользовании Exel-таблицей необходимо понимать, что точка вылета кикера находится в начале коордитат графика, а значение высоты приземления необходимо вводить со знаком (-).     

Расчитать такой вариант фигуры можно с помощью EXEL – таблицы задав отрицательную высоту кикера относительно начала зоны приземления. Далее все расчеты идентичны расчету классической формы трамплина.

 

Пирамида.

 

---------------------------

 

4. Проектирование тренировочных фигур и их компоновка (в стадии разработки)

 

Тренировочные  фигуры – трамплины «небольших» размеров. Предназначены для отработки деталей трюков и просто для начинающих райдеров. На тех «Западных» курортах, на которых я был, их делят на два типа:

 

Первый тип сноупарка – совсем для малышей от 3 до 8 лет. Обычно он состоит из серий бугорков разного размера (длиной от 1 до 4 метров, в каждой серии бугорки одинакового размера) и несколько имитаций трамплинов. Такие имитации представляют из себя очень пологую и ограниченную зону разгона (от 5 до 15 градусов), очень плавно переходящую в кикер под углом вылета 5-15 градусов. Зона приземления начинается сразу от точки отрыва (TableTop) под углом 5 –15 градусов. На таких «кочках» детишки учатся скорее выезжать на трамплин, чем прыгать. Однако зона разгона должна позволить и оторваться от склона, для полета в пределах 3 метров. Лично я первые 360 прыгнул именно на таком трамплине.

 

Второй тип сноупарка строится из серий фигур с транзитом от 2 до 5 метров. Тип фигур – TableTop, или с высотой кикера до 0.5 метра. Каждая серия по сути – трамплины с одинаковой амплитудой прыжка, но немного различающиеся по типу трамплинов. В конце серии ставится трамплин с наибольшей амплитудой прыжка и кикером до 1 метра высотой. Если подъезд к фигуре слишком пологий, рекомендуется построить  в зоне разгона возвышение,  являющееся по сути точкой начала разгона. Расчитать подобные фигуры не составит труда с помощью Exel-таблицы. А учитывая, что скорости на таких фигурах достаточно безопасные – проектируются практически в уме. При строительстве обязательно соблюдать правильные углы вылета на каждом трамплине.

 

5. Допуски расчетов

 

В процессе создания методик, автор применял допуски расчетов для некоторых, приведенных ниже физических аспектов движения. Примененные допуски учитываются в расчетах в виде эмпирических коэффициентов и параметров а некоторые просто не учитываются. Автор исходил из того, что проектирование должны быть более менее быстрым и не должно приводить к утомительным многодневным расчетам, а знания физических зависимостей и законов проектировщика укладываться в программу средней школы.

 

Сопротивление воздуха при расчете длины зоны разгона учитывается как постоянная величина в коэффициенте трения. По сути – коэффициент трения – не что иное как коэффициент потери и называется так только для простоты восприятия. 

Сопротивление воздуха при оценке траектории полета естественно имеет место быть. Оно оказывает вертикальное воздействие в первой и второй половине траектории, соответственно с разными знаками, фронтальное (горизонтальное) воздействие обратное направлению полета. При замерах этой погрешности , установлено что для полета в течении 1.5 секунды (от 10 до 15 метров), она составляет не более 1 метра горизонтальной длины полета. 

 

Потеря скорости при приземлении за счет удара со склоном  - временное увеличение силы трения (учитывается эмпирически).

 

Потеря скорости в зоне кикера автор описал эмпирическим коэффициентом потери энергии и учитывается как приращение высоты зоны разгона в метрах.

 

6. Отзывы пользователей (внесение поправок)

 

На текущий момент, данная методика имеет только теоретическое значение. Окончательные поправки в расчеты и методику могут быть внесены после получения отзывов о практическом применении и сравнении с расчетными данными. За что, автор будет премного благодарен каждому, кто сверит настоящие расчеты с реальными параметрами и сообщит об этом мне на Email: kkm_spb@rambler.ru 


А потрындеть?

duboix 18.07.2006
я ж сказал ёпт, гавно схема - транзита нет!

GrawnUp 18.07.2006
а куда ж он делся? )))

Pashkin 18.07.2006
Статью еще не читал, но могли бы блин схему трампа в нормальной программе чертежной нарисовать...=(

Devil 19.07.2006
Прочел, ну как те сказать - теория неподтвержденная практикой - полная *****та! Может там чо и правильно у тебя, но мы вряд ли когда нибудь узнаем, хотя, если ты купишь курорт, то тогда мож чо и проверишь из своих выкладок!

а схема ваще атас!

GrawnUp 20.07.2006
Там главное - Exel таблица. Смотреть в нее.

ju 20.07.2006
а где ссылка на ее?)))

zlo 20.07.2006
в тексте.. читать нада.

ju 25.07.2006
один раз читал, больше нехочу))))
надо б ссылочку внизу продублировать и красным цветом, ибо эта табличка, как я понял (поправь меня Гроун если че) - сама суть статьи
а так ее хрен кто скачает!

GrawnUp 27.07.2006
Ну ты правильно понял, сначала составилась таблица-расчеты, потом под них писался текст типа.. таблица собствена должна помогать оценить реальность постройки трамплина..в выбраном месте. ну и все такое..

GrawnUp 27.07.2006
В первом разделе "проектирование трамплина" выделенно "ТАБЛИЦА" в нее и тыкать кому надо канечна

shayper 31.10.2006
Илья, занимайся - это интересное исследование.
А люди тебе правильно толкуют, про то что при расчете скорости разгона необходимо учитывать длину транзита (участка стола с нулевым углом от конца разгона до начала кикера), его может не быть, но это частный случай, зато на этом участке, особенно по весне очень чуствуется влияние силы трения. Я пока в расчеты еще не вник, но обязательно вникну.

DISSIDENT 05.12.2008
это всё понятно...
а как пайп расчитать ???

Вы так же можете авторизоваться из социальных сетей, чтобы написать комментарий

Наверх