Лыжная секция

Магия чисел и индекс жесткости ботинка

Хотя мы покоряем уже глубины океана, а наши корабли бороздят космическое пространство, наша земля остаётся полна различных тайн и загадок. К числу последних относится и индекс жесткости ботинка. Я это осознал, когда начал интересоваться тем, что же это такое, и задавать вопросы на этот счет всем, кто попадался под руку. Конечно, я понимал, что это некая цифра, характеризующая упругую податливость ботинка под действием нагрузки. Но как её определяют, как «начисляют», и в каких единицах она выражается? Вразумительного ответа я ни от кого вокруг не получил, и пришлось обратиться к безграничным ресурсам сети. Поиски в сети тоже не увенчались большим успехом, все определения сводились примерно к одному: это насколько согнется вперед верхняя часть ботинка, если надавить на язык ботинка с некоторой силой. Наиболее информативной была статья Lou Dawson’а, которая хоть и не объясняла прямо, что такое индекс жесткости, но во многом проясняла, от чего он зависит и с чем его едят. Автор статьи в представлениях не нуждается, поскольку проходит по разряду кумиров. Статья называется «Ski Boot Stiffness Ratings — Is the Number Scale BS?». Основных её положений мы, так или иначе, коснемся ниже, перемежая их по необходимости собственными измышлениями автора.

Наша земля остаётся полна различных тайн и загадок. К числу последних относится и индекс жесткости ботинка

Представление тренда жесткости ботинок, пишет Dawson, в виде числовой шкалы и использование индекса жесткости для сравнения различных моделей, само по себе есть очень неплохая идея. Но, к сожалению, она не работает при сравнении различных брендов.

Многие производители оценивают жесткость своих ботинок по некоторой неформальной числовой шкале, скажем, от 30 до 150 (предположительно начинающейся с нуля и неограниченной сверху). Эти оценки предназначены главным образом для сравнения моделей их собственного модельного ряда, что в этом смысле не вызывает никаких вопросов.

Вопросы возникают, когда мы, покупатели, приходим в магазин и видим выставленные на полках ботинки различных брендов с гордо нанесенными на них значениями индексов. У нас невольно возникает ощущение, что про индекс жесткости есть некий индустриальный стандарт, следовать которому – дело чести для каждого производителя. Но это наше заблуждение. Такого стандарта не существует.

Многие производители оценивают жесткость своих ботинок по некоторой неформальной числовой шкале, скажем, от 30 до 150.

Все оценки делаются производителями, как им бог на душу положит, по их собственным методикам, про которые, кроме них самих, никто толком ничего не знает, и сравнимость результатов которых вряд ли кто-нибудь и когда-нибудь проверял. Поэтому использование индекса для сравнения между брендами не отражает никаких реалий и может служить разве что очень грубым руководством. В этом смысле, пишет Dawson, использование числового значения индекса ничем не лучше деления ботинок на просто «мягкие», «средние» и «жесткие».

Тем не менее, многие лыжники слегка «зациклены» на «цифирках» при сравнении ботинок различных брендов – часто по причине упрощённого представления, что более жесткие ботинки позволяют лучше кататься. Жёсткость ботинок зависит от ряда причин – не только от того, насколько жёсткой является пластиковая оболочка ботинка, когда она отлита на фабрике. Жесткость ботинка сильно зависит от температуры пластика. Это усугубляется ещё и тем, что эта зависимость различна для различных типов пластика. Может случиться, что вы, например, зайдете в теплый магазин и подберете себе две пары ботинок, одна из которых на пробу явно мягче другой. Но зимой непосредственно на снегу вы можете обнаружить, что эта пара стала значительно жестче другой, «жесткой» пары, а к весне она опять «помягчает».

Кроме пластика, на реальную жесткость ботинка влияет и то, насколько туго он затянут, и насколько хорошо подогнан по ноге внутренний ботинок. Если, например, у вас «широкая кость», то внутренний ботинок заполнен сильнее, он сильнее сжимается, становится плотнее при затяжке, что повышает жесткость ботинка. По этой же причине использование пластиковой оболочки меньшего размера может делать ботинок жестче. Даже размер и затяжка верхнего ремня влияет на то, насколько жёстким вы ощущаете ботинок.

Использование индекса для сравнения между брендами не отражает никаких реалий и может служить разве что очень грубым руководством.

Что же в таком случае рекомендует Dawson по части выбора ботинок? Да просто: если хотите мягкие ботинки, соберите в кучу все ботинки, что есть в магазине, и которые производители позиционируют как «мягкие», т.е. с нижними значениями индексов, а дальше меряйте, пробуйте, меряйте, пробуйте и сравнивайте по ощущениям. Потом идите в другой магазин. И так пока не найдёте для себя лучшее. Так же следует поступать и с жесткими. Не надо только впадать в соблазн думать, что Бренд Х 130 реально жестче, чем Бренд Y 120 и поэтому лучше. В зависимости от различных факторов всё может быть как раз наоборот. Да и вообще «…считаю существующую систему с более чем 100 уровнями жесткости совершенно излишней. 5 уровней было бы более чем достаточно» - пишет Dawson. Но это, скорее всего, уже издержки методик.

С точки зрения здравого технического смысла жёсткость ботинка не есть уж что-либо такое, совершенно непонятное. В практическом плане интерес представляют только боковые и продольные жесткости ботинка, а, скажем, не то, насколько прогибается подошва между носком и пяткой.

Вот такую картинку удалось найти на сайте «Black Diamond». Это сильно похоже именно на станок для измерения жесткости. Ботинок закрепляется на платформе (стандартными креплениями, между прочим, так что их жесткость тоже войдет в измеряемую), в ботинок вставляется «железная нога», к которой крепятся что-то сильно похожее на гидроцилиндр, позволяющий тянуть или толкать эту ногу. Поворачивая платформу с ботинком в нужные ориентации и замеряя перемещение, например, штока цилиндра или чего-нибудь ещё под воздействием приложенной силы, можно получить четыре нужных значения жесткости. «Взад-вперед и вправо-влево».

«…Считаю существующую систему с более чем 100 уровнями жесткости совершенно излишней. 5 уровней было бы более чем достаточно», - пишет Dawson.

Конечно, по смыслу это должна быть угловая жесткость, имеющая совершенно определенную размерность в зависимости от используемой системы единиц. Но для чего производителю пересчитывать силу и перемещение в момент и угол, если для сравнения его собственных ботинок этого и так достаточно. Отсюда можно вполне правдоподобно предположить происхождение «сотенных» индексов: если, скажем, для перемещения штока цилиндра на один сантиметр нужно приложить к «ноге» силу в 130 ньютонов, то почему бы не присвоить данному ботинку индекс 130. А если другой производитель будет делать в точности то же самое, но оперировать фунтами и дюймами, то у него для такого же ботинка получится другой индекс. А если третий производитель решит, и совершенно справедливо, что для оценки усилия достаточно давления в гидроцилиндре, то индекс у него будет третий. Словом, общим для разных производителей может быть только принцип измерения: «нагрузил – измерил деформацию», всё остальное может быть различным, в том числе и используемое оборудование.

Это если говорить про измерения. А что мы измеряем? В общем, четыре параметра: две боковых жёсткости и вперед-назад. Боковая жесткость, пожалуй, наиболее важный параметр ботинка, поскольку именно она обеспечивает закантовку и удержание лыжи на канте. Если ботинок будет гнуться вбок, то лыжа будет раскантовываться под нагрузкой, со всеми вытекающими последствиями. Не думаю, чтобы производители сознательно обеспечивали различную боковую жёсткость при сгибании ботинка вовнутрь и наружу, вроде как причин для этого нет, разве что случайно так получится. Поэтому можно смело считать их одинаковыми и именовать просто боковой жесткостью. Понятно, что она должна быть тем больше, чем энергичней стиль катания, жестче покрытие склона и шире лыжа.

А вот жесткости в переднем и заднем направлении считать одинаковыми вряд ли можно. Да это и видно по конструкции большинства ботинок. Как правило, верхняя часть ботинка сзади опирается на специально сформированный упор на нижней части ботинка, что увеличивает жесткость в заднем направлении. Вообще в отношении жесткости считается, что чем жестче ботинок, тем лучше, тем быстрее он передает усилия от ноги лыжника на лыжу. Это действительно так, в отношении усилия. Но жесткий ботинок с равным успехом передаёт все усилия и в обратном направлении – от лыжи к ноге. А это не всегда хорошо. Когда-то, в допластиковую ещё эпоху, давали мне попробовать самодельные ботинки, выклеенные энтузиастами из стеклоткани на эпоксидной смоле по рекомендациям журнала «Техника – молодежи». За прочее не скажу, но чего-чего, а жесткости у них хватало с избытком. Думаю, индекс зашкаливал по всякой шкале. А поскольку эпоха была ещё и доратрачная, то при катании всякие неровности били по голеням нещадно. Было больно. Поэтому всякая жёсткость хороша в меру. А мера определяется целевым назначением ботинка.

Всякая жёсткость хороша в меру. А мера определяется целевым назначением ботинка.

То, что нужно слаломисту, вряд ли нужно человеку, катающему, скажем, могул. Поэтому ботинки нужны всякие. Это я к тому, что производитель, пропустив через «изгибательный» станок модель ботинка, получит три цифры, соответствующие боковой жесткости, задней и передней. А с тремя цифрами можно сделать очень много: их можно сложить, найти среднеарифметическое, среднеквадратичное, взвешенную сумму или же просто выбрать, скажем, наименьшую. Для того, чтобы сформировать некий финальный индекс для этой модели. И как это делает конкретный производитель конкретного бренда, мы, к сожалению, не знаем. Является ли полученный индекс неким обобщенным показателем или просто наименьшим значение жесткости? В последнем случае он, скорее всего, будет характеризовать жесткость в переднем направлении. Вот что написано на этот счет на сайте того же «Black Diamond»: «This is a stiffness comparison that gives relative information within a boot line, and most often is inconsistent between brands. Mostly it’s a summary of feel, because stiffness is not only forward flex but also lateral and rearward». Тем не менее, они как-то умудряются присваивать этому самому «summary of feel» конкретное числовое значение. Мне удалось от них добиться только того, что их индекс примерно на 10 пунктов выше, чем индекс Атомика.

Но три цифры - это в сильно примитивном изложении. Ботинок – не пружина какая-нибудь, и деформация его под нагрузкой – довольно сложный процесс. Упругая деформация сопровождается взаимным смещением (и трением, конечно) находящих друг на друга слоёв пластика верхней и нижней частей ботинка, особенно в переднезаднем направлении. Типовая картина деформации ботинка в цикле нагрузки-разгрузки выглядит примерно так.

Ботинок мало согнуть, его ещё и разогнуть надо. Эти потери (площадь петли гистерезиса) определяют демпфирующие свойства ботинка, - вещь тоже небесполезную. Что же до индекса, то здесь он совершенно правильно изображается как нагрузочная кривая, которая, как мы видим, достаточно сильно «кривая», чтобы говорить об индексе, как о некотором коэффициенте пропорциональности между нагрузкой и деформацией. И как из таких кривых, сделать одно число, которое украсит ботинок, знает только производитель. И, боюсь, он унесет эту тайну с собой. Но нам не скажет, чтобы уберечь наши неокрепшие умы от перегрузки.

Ботинок мало согнуть, его ещё и разогнуть надо. Эти потери определяют демпфирующие свойства ботинка.

И, как мы уже знаем, не менее важно, при каких температурных условиях проводились измерения. Один производитель может делать это при комнатной температуре, другой может и в холодильник ботинок поставить. Но, повторяю, ничего этого нам неизвестно, ибо - загадка!

Должно ли это нас удивлять? Ни боже мой! Ведь мы имеем тоже самое и с лыжами, и бордами, где каждый производитель как-то по своему меряет жесткость и как-то по своему маркирует свою продукцию. Хотя и для лыж и для бордов ASTM (American Society of Testing Materials) давно уже понаписало различных стандартов по методикам измерения, которых за глаза хватило бы, чтобы привести всё это к общему знаменателю. Но, видимо, суровые законы рынка не позволяют этого сделать.

«Skis are cool – but boots rule»! Ещё один больной (для наших ног - натурально) вопрос, затронутый Dawson’ом, - это сколько параметров ноги нужно знать и привести в соответствие с параметрами ботинка, чтобы получить, так сказать, полный fit. Поскольку он тоже влияет на жесткость. Нас много, и ноги у нас у всех, увы, разные.

Производителей ботинок значительно меньше, и руководствуются они каждый своим понятием о «среднестатистической» ноге «целевой аудитории». Я здесь имею в виду форму ноги, а не размер. Проблемы с размером решаются проще.

В практическом плане интерес представляют только боковые и продольные жесткости ботинка, а, скажем, не то, насколько прогибается подошва между носком и пяткой.

Многие, наверное, проходили это на своём опыте: один ботинок наденешь – и жалко снимать, всё подходит идеально, но хочется покруче, поспортивнее – и вот уже и фиттер вспотел, и фен у него перегрелся, а толку нет – не то! Не та колодка.

Каждый производитель старается перекрыть всё разнообразие наших ног за счет использования нескольких колодок (это как бы форма, НА которой отлита пластиковая оболочка, безотносительно к размеру) и наполнения внутреннего ботинка. Head, к примеру, ещё недавно использовал шесть типов колодок, различающихся шириной ступни. Чем ещё они отличались – неясно. Сейчас, думаю, их уже больше, - лень считать. Так вот, если сложить в кучу все-все колодки (читай – модели) всех-всех производителей, то получится довольно внушительный ассортимент для выбора подходящего по ноге ботинка. Только как его найти? Переходить и перемерить всё - нереально. Следовательно, нам нужен некий информационный сервис, где мы могли бы сопоставить параметры своей ноги с параметрами той или иной модели того или иного производителя. Что-то подобное Dawson как бы и намеревался предпринять. Только что мы будем сопоставлять? Можно взять штангенциркуль и намерять на ноге кучу размеров, записать их на бумажке и потом сравнивать с некими таблицами, которые производители могут размещать на этом сервисе. Как это могло бы примерно выглядеть, можно посмотреть здесь. Но на дворе 21 век, и штангенциркуль уже не катит.

Мы должны приходить в магазин, засовывать ногу в специальный сканер, затем другую, и он должен выдавать нам 3D-модель наших ног, содержащую полную информацию обо всех значимых размерах, которые следует учитывать при подборе ботинок. Это будет небольшой файл, который тут же может быть послан на этот самый информационный сервис. Там модель наших ног будет автоматически сравниваться с цифровыми же 3D-моделями «среднестатистических» ног, используемыми различными производителями при разработке различных моделей ботинок. В результате сервис выдаст нам распечатку с ранжированным списком, скажем, из 10 моделей ботинок, которые подходят для наших ног более всего. А имея на руках список, уже можно искать и пробовать конкретные модели с гораздо большим успехом.

Примерно так построены системы распознавания личности по 3D-изображению лица, которые реально существуют и успешно работают, и находят кого надо. И им глубоко безразлично, лицо это или нога, так что доработка этой технологии «под ботинки» каких либо принципиальных трудностей не представляет. И самое главное - такие цифровые модели ног у производителей уже есть, поскольку в наше время без объёмного моделирования не обходится ни одна серьёзная разработка. Вопрос только в приведении этих моделей к одному стандарту или формату. Тут гораздо сложнее увязать интересы и производителей, и продавцов. Так что тут нет опасности «обогнать своё время». Не опоздать бы. Но это к слову. (Нет, не опоздали! Пока статья лежала в ящике редакторского стола, информация о чем-то подобном уже появилась).

Один ботинок наденешь – и жалко снимать, всё подходит идеально, но хочется покруче, поспортивнее .

Как мы видим, вопрос об индексе жесткости довольно запутан, и, в отсутствие единого стандарта по его определению, надеяться на какую-то «совместимость» индексов не приходится. Нет, я думаю, производители так или иначе вынуждены оглядываться друг на друга, поскольку присутствуют на одном рынке. «Это как так? – спросит какой-нибудь коммерческий директор фирмы «А» у персонала, - у «Б» индекс 150, а у нас только 15! Почему?» «Дак… методика …», - скажет персонал. «Ну, так умножьте её на 10!» И вопрос будет решен.

Ну вот, с «кто виноват?» мы разобрались, теперь - «что делать?». Мысль также принадлежит Dawson’у. Нужно дружно попросить Дубенецкого, чтобы он и его команда вместе с лыжами тестировали бы и ботинки на предмет их жесткости. Думаю, что индекс, полученный методом сравнительных экспертных оценок, да ещё и в реальных условиях эксплуатации, будет гораздо полезней того, что нам предлагают производители. К тому же имеются серьёзные основания надеяться, что ботинки после тестирования пойдут по сниженной цене.