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[装备讨论] 转弯半径那点事儿:如何读懂双板的基本参数

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发表于 2016-3-22 14:40:02 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 阿拉布 于 2018-3-9 17:36 编辑

一、什么决定了转弯半径

当我们使用现代雪板转弯的时候,有个两个因素决定了转弯的效果:自身的力量(如拧动大腿等),和雪板的侧切(Sidecut)。

如果以这两个因素为端点画条直线的话,那么最右侧完全使用侧切进行转弯,就是卡宾。在左侧,自从出现带侧切的现代雪板之后,完全使用身体转弯的滑法几乎已经消失,但是随之崛起的,是混合使用身体和雪板的转弯技术——驱转(Steering)。


当采用驱转时,因为雪板是在持续搓雪(立刃时雪板的横向移动叫做搓雪),通过增加或者减少搓雪的程度就可以改变转弯的半径,因此与雪板本身的参数没有决定性的关系,只是有难或者易(初中级)、累或者爽(中高级以上)的影响。

卡宾时的转弯半径,则是由雪板侧切,立刃角度,压力三方面共同决定的,其中雪板的侧切是决定性的因素。

事实上,近20多年来卡宾技术的普及,正是得益于侧切的产生(1988出现在赛场,1993进入大众市场)。


二,雪板的侧切半径

所谓侧切,就是把原来直边的雪板,挖掉一个弓形,这样就在雪板侧边上形成了一段圆弧(所以也叫侧挖)。这段圆弧的半径,就叫侧切半径。


形成侧切的弓形有三个要素:弧长C,弦长L,切深D(几何上称拱高)。


雪板在纵向上可以弯曲,所以弦长会变化,只有弧长和切深是恒定不变的。

弧长和切深的计算并不难,可以通过板头/板尾与板腰的差值A1/A2,以及厂家给定的侧切半径R来得到:

弧长C = ( ACOS((R-A1)/R) + ACOS((R-A2)/R) ) * PI * L  / 180
切深D= (1 - COS(( ACOS((R-A1)/R) + ACOS((R-A2)/R) ) / 2) ) * R

Fischer Ranger 98 Ti为例,三维是132-98-122,板长1800mm,半径18米,算出弧长C=1439mm,切深D=14mm,看起来差不多。

如果要反过来通过三维推算半径,那么就需要弦长的数据,也就是雪板侧切部分的长度。通常我们只有雪板的总长度,而侧切部分的长度比较难得到,只能手工实测,或者估算。


三,卡宾半径

侧切半径实际上是雪板平放在雪面时的数据,并不是雪板的实际回转半径。

当雪板在卡宾回转时,因为立刃并压弯雪板而导致半径远小于标称的侧切半径。


可以看到,当雪板立刃压弯后,雪板侧切的弧长C并没有改变,沿板腰横轴方向的切深D也不会变化,但是弦长L明显缩短了,相应的拱高H则被放大了。上面的示意图中,75度时雪板看起来不可能弯曲到那个程度,这是因为绘图所使用比例的问题,实际上弦长与切深要保持10:1左右才合适,绘图用的是3.5:1。

理想状态下卡宾半径的计算公式并不是很难导出。求解的关键,在于拱高H实际上是切深D在地面的投影:

H = D / COS(立刃角度)

通过弧长C与拱高H求半径R’,算式为COS( C/2R’ ) + H/R’ = 1,无法直接解出,只能通过迭代法。不过滑雪界的大牛们已经有了成熟的简化方法,据说是《The Physics of Skiing》这本书里先提出的。

首先推导出半径的近似解:R’ = C^2 / 8H + H/2。因为H/2R’来说太小了,所以直接消去。

同时考虑侧切半径R的公式:R’ = C^2 / 8H,  R = C^2 / 8D,  以及上面提到的H = D/COS(立刃角度),可以得到R’ = R * ( D / H ) = R*COS(立刃角度)。

因此,简易的计算公式就是

卡宾半径 = 侧切半径 * COS(立刃角)

如果要形象化理解这个公式,可以想象侧切的圆弧旋转成为一个球体。把雪板的原始平面按照立刃角度插入地面时,前后板刃被地面所阻,只能沿球体的表面弯曲滑动。最终弯曲的板刃在地面形成一个圆截面,回转半径就是侧切半径在这个截面上的投影。


下图是不同侧切半径的雪板,在立刃后的回转半径变化情况。



按照理论数据,18米的侧切半径,在立刃20度时只有16.9米(94%),40度时是13.8米(3/4),60度时是9米(1/2),75度时是4.7米(1/4)。极限值是85度,1.6米(9%),理论上可以爽爽的小回转了。

不过上面说的都是理论状态,那么实际情况呢?

有个很牛的论文叫《对卡宾状态高山雪板的有限元仿真》Finite Element Simulation Of A Carving Alpine Ski),提出立刃超过40度以后简易数学模型就不再适用。论文同时还考虑了压力、雪况等因素,计算加模拟后给出了最终结果:


立刃超过40度以后确实简易公式不能再用了。


四,压力、硬度、以及可变半径

前面计算的前提是雪板的侧刃全部与雪面保持接触,而这就需要适当的压力。虽然说这个压力的范围还是非常大的,但总有压力不足或者压力过大的情况发生。

当压力不足时,比如板太硬,身体太轻,速度不够等,显然转弯半径要比计算的值要大,相当于有一部分立刃角度白费了。

当压力过大时,雪板会过度弯曲,板头和/或板尾会离开雪面,相当于弧长C减小,因此回转半径R’也会大大减少,相当于不需要那么大的立刃就有同样的效果。

这么看起来,似乎软的板子比较容易转卡宾小弯?但是,当速度非常快的时候,因为离心力很大,软的雪板也会因压力太大而过度弯曲,从而无法保持弯形。所以,大牛们滑卡宾小回转,反而常用比较硬(通常转弯半径也比较大)的板。

为了更好的应对压力问题,雪板厂家通常采用Camber技术来提高雪道性能,既雪板中间拱起,以保证压力可以均匀的分散在整个板刃区域,并避免太早的过度弯曲。现在可以看到偏重雪道的板,通常都会采用Camber形式。

相对的,还有提高粉雪等操作性的Rocker技术,这部分内容可以参考这位雪友的旧贴,资料蛮多的: 关于Rocker和Camber


另外,还有一些可变半径的设计,比如板头与板腰构成一种半径,而板腰与板尾构成另一种半径,这样板头板腰板尾全结合则是第三个半径(中间值)。还有一些技术可以通过设置雪板的扭曲(横向的弯曲)状态等来改变半径,这些雪板需要仔细研读厂家说明,并细细磨合才能完全发挥雪板性能。


五,板腰与雪板类型

雪板最重要的基础数据是什么,板长,三维,还是什么别的?

雪板最基础的数据莫过于三维:板头,板腰,板尾的宽度。前面我们知道了,板头/板尾与板腰的差,与板长一起构成了侧切,这就决定了转弯特性。而板腰,则决定了雪板的地形适应性和操控性。

所以,通常看一个雪板的基础特性,板腰和侧切半径(经常简化说成“半径”)这两个数据就足够了。

板腰的宽窄与侧切半径关系不是特别大,比如Fischer的一系列(侧切)半径18米的雪板,板腰各种都有:

RC4 WC RC PRO RaceBooster 115-68-97
Ranger 84 Ti               126-84-112
Ranger 98 Ti               132-98-122

但是板腰越窄,侧切半径就越容易做小。而宽的板腰想做成小侧切半径,则必须把板头做成非常非常宽才行,而这就比较困难了。所以,宽腰板的侧切半径通常不会特别小。

好在宽腰板主要是用于野雪、粉雪,也不需要特别小的转弯半径。因为板腰越宽,雪板面积就越大,能够提供更多的浮力,所以粉雪板/大山板全都是100以上的大宽腰。

相应的,越宽的板腰在换刃时越不灵活,因此竞技板全部都是70左右的小瘦腰。

可见板腰是雪板按照用途分类的重要指标,也可以直接按照用途划定板腰的大致范围,更加便于选择。

比如,按照美国的主流划分,把板腰小于70的板归入竞技板,道内100%,基本不用于道外;

板腰71~84的板叫FrontSide,直译是“前坡板”,实际上就是指的雪道板,也有说“全能板”的,道内为主,有一点道外能力(20%~40%);

板腰85~90+是全地形前山板(All-Mountain Front Country,大约40%~50%的雪道能力,50%~60%的道外能力);

90~106是全地形后山板(All-Mountain BackCountry,保留40%的雪道能力);

更宽的叫粉雪板(Powder)或者大山板(BigMountain),一般不归入全地形,这类雪板仅保留约20%的雪道能力。

各个厂家的也都有自己的分类,比如Fischer的分类是竞技板(道外0%),雪道板(Piste,道外20%),全地形(All-mountain,板腰75~95,道外40%左右),Freeride(板腰84~108,道外60%~90%)。


六,小回转板与大回转板:前人马虎、后人迷糊

说到“小回转”与“大回转这两个词,很多雪友都感到头疼,无他,翻译惹的祸,两个外文词汇对应到一个中文翻译上,具体含义就不好分了。

滑雪比赛中小回转和大回转,是指Slalom(障碍回转比赛)和Grand Slalom(超级障碍回转赛)。

而日常大众滑雪所说的小回转和大回转,多数情况下仅仅是Short Turn(小弯)和Long Turn(大弯)的意思。

一般的语境下,两者倒也不怎么会混淆,可能“大回转”有时会是“卡宾大回转”(Carved Long Turn)的意思,而小回转倒从来不会特指卡宾小回转。

但是放在雪板上,就出问题了!因为雪板上标注的大、小回转(GS/SL或者SC等),都是指的竞技意义的大小回转比赛(Grand Slalom/ Slalom)。

可以看一下各个雪板厂商的产品列表,基本上标准GS/SL(SC)的都是竞技板(Racing)。

所有,当有人问:“小回转板可以玩大回转吗?”他的实际意思,很可能是:
Could Slalom skis be used in carved long turn?

可问题是,很多雪友并不知道这一层关系,并在选择雪板时毫无意义的倾向于竞技小回转板(这就是所谓民用顶级小回转只在中国大卖的主要原因?)

这个坑,源于最早的翻译者的不严谨,现在已经形成习惯,没办法改正了。这也是我为什么在涉及到翻译用词,以及概念的引入时,一再强调要严谨,不能随心所欲,因为一旦造成概念或者用词的混乱,扩散后根本是无法补救的。

前人一马虎,后人就迷糊。不过,“卡宾小回转”就是比“卡宾小弯”好听、提气、上档次,所以就这样吧,只是选择雪板的时候一定要明白,小回转板对应的很可能不是你想滑的那种小回转。

真正需要竞技小回转板的场合,应该是各种业余比赛。当然,作为小回转技术的顶级,卡宾小回转可能也适用。但据我观察,真有这个水平的大牛们,反而不爱用小回转板了。

通常高级雪友对自己所需要的雪板是比较了解的,因此往往是初中级雪友,才会掉进上面的坑里,买雪板就直奔“民用顶级小回转”而去。

问题是竞技板的窄板腰、高固定器(因为板腰太窄,需要垫高固定器给脚宽留出空间),对中级的技术进步可不是什么好事。再加上较高的硬度,比较小的甜点范围等,不但对技术进步没什么帮助,甚至会导致一些错误的动作习惯。

真正适合初中级雪友的,是那些雪道板/全能板/FrontSide板,这一类雪板在用途上虽然没有竞技板那么“高端”,但应用的技术可不见得比那些民用竞技板低多少。价格上,从适中到顶级也都有,选择余地还是比较大的。

而初学者,买板还是比较少的,如果要买,建议多考虑中等板腰,半径小一些的板。毕竟初级雪友的即使搓雪回转,也比较容易受雪板自身特性的影响,半径比较小的大头板,对他们来说相对更容易转一些,有利于技术的学习和提高。

正所谓:中腰大头,转弯不愁!

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2#
 楼主| 发表于 2016-3-22 14:41:18 | 只看该作者
本帖最后由 阿拉布 于 2018-3-9 17:31 编辑

画图还挺费时间的,加上PC有问题,昨天经常半死机,只好晚一天发了。
嗯,好像又啰嗦了一点,俗话说言多必失,肯定有不合适的地方,欢迎大家指正哈!

更新一张图,17/18雪板分类,呵呵,胡乱填的不少,娱乐一下。


点评

其实我没怎么看图,太高深,只是看后边的结论  详情 回复 发表于 2016-3-22 21:50
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3#
发表于 2016-3-22 17:49:53 | 只看该作者
先前排占座 后看
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4#
发表于 2016-3-22 18:16:59 | 只看该作者
阿布出新作了,先顶后看
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5#
发表于 2016-3-22 19:30:23 | 只看该作者
大赞布哥。强贴,理工男就喜欢看有数据的分析,解答了很多关于转弯半径的疑惑,受益匪浅。

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谢支持,有用就好!  发表于 2016-3-22 19:37
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6#
发表于 2016-3-22 21:00:10 | 只看该作者
不错,分析的很透彻
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7#
发表于 2016-3-22 21:03:16 | 只看该作者
技术贴!!搬个小板凳学习
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8#
发表于 2016-3-22 21:04:33 | 只看该作者
技术分析,理论数据详实的优秀精华帖~~~加精

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谢龙版!:)  发表于 2016-3-22 21:30
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9#
发表于 2016-3-22 21:32:10 | 只看该作者
大赞,早看到就好了,说明现在大卖的head iss系列还是很适合国情的

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是的,相当于FrontSide顶级,head的产品规划确实很厉害。  发表于 2016-3-22 22:44
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10#
发表于 2016-3-22 21:47:18 | 只看该作者
大赞!
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