НАСТРОЙКА РАКЕТОК

Настройка ракеток (по западной терминологии customizing) — это изменение ее физических характеристик посредством на­клеивания специальных утяжеляющих лент в определенные места на ракетке. Целью настройки являются:

• ликвидация производственного разброса основных меха­нических характеристик набора ракеток, которыми играет дан­ный теннисист (matching);
• подстройка выбранных механических характеристик с целью оптимизации психофизических параметров ракеток под конкретного игрока.

Производственный разброс веса и баланса исследовался не­зависимыми экспертами, например, [19]. В результате иссле­дований получены такие цифры для профессиональных раке­ток: по весу ±(3 — 5) грамм, а по балансу ±0.5ст, что уклады­вается в 4%. Чувствуют ли такие разбросы теннисис­ты-профессионалы? Очевидно, да. Особенно при смене ракет­ки в процессе игры, когда у игрока наиболее обострено чув­ство мяча.

При настройке могут изменяться вес, баланс, моменты инер­ции. Все эти параметры взаимозависимы, т.е. при смене одно­го изменяются и другие. Однако при определенных условиях некоторые параметры слабо зависят друг от друга. Так при уве­личении веса ракетки, добавляемого на ручку под ладонью, практически не увеличиваются swinweight и аксиальный мо­мент (twistweight). При добавлении веса на верхушку голов­ки ракетки почти не увеличивается аксиальный момент, но зато значительно изменяется баланс и swinweight. Поэтому все же настраивать ракетку должны специалисты (MRT), име­ющие приборы для изменения указанных характеристик. Если кто-то настраивает баланс ракетки, но не может измерить ее измененный swinweight, то он, скорей всего, получит нежела­тельный результат. Конечно, теннисист может настроить ра­кетку методом проб и ошибок (по ощущению), но лучше все же измерить полученные параметры и в дальнейшем использо­вать формулы. Формулы позволяют определять добавку к су­ществующим параметрам: весу, балансу и моментам.

Прежде чем перейти к формулам, определим некоторые гео­метрические величины.

Рис. 12.1

 

Lp — длина ракетки;

Lh — расстояние от пятки ракетки до середины утяжеляю­щей ленты;

AL — длина утяжеляющей ленты;

а — расстояние до центра тяжести ракетки;

d — расстояние разнесения дополнительного веса.

Если требуется сместить центр тяжести ракетки на некото­рую величину Дц.т. , то теннисист наклеивает на обод ракет­ки утяжеляющую ленту в соответствующее место, затем экспе­риментально находит положение нового центра тяжести и оп­ределяет разницу. Если разница не совпала с желаемым смещением центра тяжести то он изменяет вес или/и поло­жение утяжеляющей ленты и повторяют процедуру сначала. Чтобы избежать этих утомительных процедур теннисистам и ракетмейкерам предлагается воспользоваться следующей при­ближенной формулой зависимости смещения центра тяжести ракетки от веса и положения на ободе наклеек.

АЦ.т. = (L_H — a)((L_H +а) / 160)° ⁵/(2аР_р /(LpPJ +1)    (12.1)

В формуле 12.1 все линейные размеры — в сантиметрах, Р^ Р_н~ вес ракетки и утяжеляющих наклеек в граммах. Погреш­ность определения смещения центра тяжести Ац.т. по предла­гаемой формуле не превышает ±10% , что вполне достаточно для практических целей. Погрешность в 10% означает, что если теннисист воспользовался формулой и сместил ц.т. на 1 см, то максимальная ошибка при этом не превысит 1 мм.

Когда лента клеится на верхушку головки ракетки, то Lh = LP и формула принимает вид

Ац.т. » (Lp — a)((Lp +а) / 160)^0S/(2aP_p/(LpP_H ) +1)         (12.2)

Надо помнить, что положительная величина Ац.т. означа­ет смешение центра тяжести к головке, а отрицательная — к ручке ракетки, и что Р_н — это суммарный вес наклеек.

Можно разрешить формулу относительно Р_н и определить не­обходимый вес наклеек и их место для заданного смещения Ац.т.

Р_н~ 2аР_р Ац.т /(Lp((L_H — a)((L_H +a)/160)^0S) — Ац.т). (12.3)

В этой формуле существует ограничение, вытекающее из правил рычага. Должно выполнятся условие \L_H — а| > А ц.т. , говорящее о том, что разнос веса должен быть всегда больше желаемого смещения центра тяжести.

Если мы клеим утяжеляющие ленты на обод ракетки, то неизбежно изменяются моменты ракетки, причем момент вра­щения (swingweight) увеличится на величину

Alsw = Р_н (L_H — 10 см)².                        (12.4)

Р_н надо брать в килограммах, a L, в сантиметрах.

Аксиальный момент (twistweight) увеличиться на величи­ну Д/х.= Р_н d² /4.

Приведем примеры расчета.

Первый пример. Необходимо определить вес и положение утяжеляющей ленты для смещения Ц.Т. ракетки в сторону го­ловки на 1 см. Параметры ракетки: длина Lp = 69см., вес Р = 300г., swingweight Isw = 280 кг см², баланс (центр тяжести) а = 30 см., длина головки 34см., максимальная ширина голов­ки 25 см.

Будем клеить ленту на верхушку головки ракетки. Соглас­но формуле 12.3 имеем Р_н~ 8.3г. Если погонный вес свинцо­вой ленты равен 1г/см, то, следовательно, необходимо на вер­хушку ракетки клеить 8.3 см ленты или же два куска друг на друга размером по 4.1см.

В результате настройки вес ракетки увеличился до 308.Зг, а баланс сместился в головку на 1 см.

Момент swingweight Isw увеличился на величину A Isw = 0.0083 (69-10 см)² = 30 кг см² и стал равным 310 кг см². Аксиальный момент практически не увеличился.

Второй пример. Требуется сместить центр тяжести в го­ловку на 1 см., но при этом для стабилизации ракетки увели­чить как можно больше аксиальный момент. Параметры ракет­ки те же самые что и в предыдущем примере. Аксиальный момент зависит от двух параметров: Р_н и d (притом значитель­но больше от of). Вес лент Р_н мы не можем изменять, так как от него зависит смещение центра тяжести, поэтому будем мак­симизировать d. Максимум d находится в самой широком мес­те головки ракетки, из этого условия имеем для нашей ракет­ки L_H = Lp — 34/2 = 69 — 17 = 52 см. Теперь определим вес утяжеляющей ленты Р_н~ 17.5 г., т.е. надо взять 2 ленты по 8.7

 

см и наклеить их так, чтобы центры лент совпадали с центром головки ракетки. Предполагается что погонный вес лент тот же. Подсчитаем как изменились параметры ракетки. Баланс а = 31см. Вес Р = 317.5 г. Swingweight ДIsw = 0.0176(52 — 10 см)² = 31 кг см . Isw = 280+31 = 311 кг см². Аксиальный мо­мент А 1х = 0.0 1 76.12.5² /4 = 0,7 кг см².

Третий пример. Мы хотим сместить центр тяжести в ручку на 0,5 см без изменения моментов. Для этого лучше всего приклеить утяжелитель на торец ручки. Рассчитаем вес ленты по формуле 12.3. Р_н~ 9.6г. Так как смещение центра тяжести в ручку, то Дц.т надо брать со знаком минус. Ленту нужно раз­резать на два-три куска и наклеить их на торец ручки.

На этом можно и закончить, единственно, что стоит доба­вить: желательно покупать ракетку с заниженным на 5-10% весом и балансом в ручку, чтобы при ее настройке был «про­стор для маневрирования».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, столькими трудами, затратами книга написана и из­дана, но для кого, и будут ли ее читать? В наступившем веке у людей отмечается значительное снижение интереса к книгам, к. чтению. Медики отмечают рост дислексии среди детей [20]. Выросло т.н. «мультимедийное поколение», которое любит слушать и смотреть, но не читать. Значительно сократились тиражи книг и особенно научно-популярных, педагогических и учебных. В России исчез научно-популярный ежегодник «Теннис», в котором специалисты могли публиковать свои научные статьи, результаты исследований. Журнал «Теория и практика физической культуры и спорта» переживает не луч­шие свои времена. Учебные и научно-популярные книги по теннису С. Белиц-Геймана стали уже раритетами. В то же вре­мя за рубежом спортивная наука не снижает своих темпов. Регулярно печатаются журналы, проходят научные конферен­ции, семинары, издаются книги, и, главное, на основе этих исследований совершенствуется теннис, инвентарь, экипиров­ка, площадки, оборудование кортов, автоматика, телевизион­ная техника трансляций турниров.

«Если в США на одного ученого в год тратится $200 ты­сяч, при этом половина приходится на оборудование, то в России расходы в 2009 году составят около $15 тысяч, из которых 85% — зарплата» (из интервью вице-президента РАН академика Геннадия Месяца).

Когда-то и в СССР производились ракетки, струны, мячи. Сейчас кому-нибудь скажи об этом — не поверит. Мы отстаем не только в спортивной науке, но и, главное, безбожно отстаем в спортивных технологиях. Но, может быть, это нам и не надо? Мы без «их» науки, «их» инвентарем, на «их» площадках, на «их» турнирах, в «их» системе зарабатываем неплохие деньги, выигрываем самые престижные кубки, прославляем страну. Что еще требуется? В связи с этим мне вспомнилась история с огнестрельным оружием, в частности, ружьями. Когда европейцы стали заселять Америку, они встретили там множество индей­ских племен, постоянно воевавших друг с другом. Воевали они луками, томагавками и другим примитивным оружием, поэто­му человеческие потери были вполне восполнимы. И вот от европейцев ружья попали к индейцам, и племена начали исче­зать. Высокая эффективность огнестрельного оружия нарушила естественный баланс жизни индейцев. С неизменным ружьем в руке одинокий могиканин Фенимора Купера становится после­дним представителем своего племени.

Но ракетки не стреляют, возразят мне, и на турнирах АТР не умирают. Да, действительно, это так. Но, когда у нас во всех магазинах продают только китайские ракетки, китайскую экипировку, когда и китайское авто стало успешно раскупать­ся на нашем рынке, когда «их» рождаемость в два раза превы­шает нашу, когда «их» уже полтора миллиарда, а число «нас» постоянно уменьшается . Впрочем, с неизбежностью, всякая экономика ведет к политике, которую мне совсем не хочется обсуждать, тем более, на страницах данной книги. Лучше по­говорить о дальнейших планах и публикациях.

Конечно же книга требует продолжения (или переизда­ния), т.к. в ней рассмотрена физика только прямого централь­ного удара, т.е. плоского. Хотя полученные формулы (и выво­ды) дают представление о механизме взаимодействия мяча с ракеткой, но все же большой класс крученых и резаных уда­ров требуют отдельного рассмотрения.

Данная книга — это вторая из намеченной «трилогии»: «Формула чемпиона», «Физика ракетки» и «Формирование теннисиста». Как-то случайно получилось, что все названия начинаются с «ф». Фортуна тоже начинается с «ф», поэтому имеется надежда, что книга найдет своего читателя и будет полезна для него.

Отзывы о книге можно направлять на адрес ctc@viaduk.net ФИЗИКА РАКЕТКИ © ®

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Ф.К. Агашин, «Биомеханика ударных движений», Москва, «Физ­культура и спорт», 1977г.
2. Howard Brody, Rod Cross & Crawford Lindsey, «The Physics and Technology of Tennis». Racquet Tech Publishing, 2002r.

3 R. Cross, C. Lindsey, «Technical Tennis», Racquet Tech Publishing, 2005.

4. Текстиль из углеродных нанотрубок http://inauka.ru/news/ article76460?subtxt
5. http://www.sak.ru/reference/material/steel/steell-2.html
6. http://www.xumuk.rU/encyklopedia/2/4642.html
7. http://www.nanometer.ru/news_list.html?F[category]=17&filter=l
8. Г. Эберт, «Краткий справочник по физике», M. «Физматгиз», 1963г.
9. Cross, «Why bows get stiffer and racquets get softer when the strings are added»,

Physics Department, University of Sydney, Sydney NSW 2006, Australia’

Received 31 October 2000; accepted. 13 March 2001.

10. Ф.К. Агашин, Г.Г. Слезов. Прибор для определения точки нуле­вой отдачи спортивного инвентаря ударного действия. Авт. Свид. № 249243 от 27 декабря 1967 г.
11. /2. Cross, Dynamic properties of tennis ball, Sports Engeneering,2, 23-33 (1999).
12. ITF RULES OF TENNIS http://www.itftennis.com
13. Herbert Hatze, «The Relationship Between the Coefficient of Restitution and Energy Losses in Tennis Rackets», JAB, 9(2), May 1993.
14. Уткин В. Л. — «Биомеханика физических упражнений». Учеб, пособие для студентов фак. физ. воспитания пед. ин-тов и для ин-тов физ. культуры по спец. № 2114 «Физ. воспитание»,— М.: Просвещение, 1989.— 210 с.: ил.
15. Pedro Pezart Correia and Antonio Veloso (Porugal),«Neuromuscular patterns in the serve» ITF COACHING AND SPORT SCIENCE REVIEW, TECHNIQUE & BIOMECHANICS, (1998), 16, 12-14.
16. Wilmot H. McCutchen, RACQUET RESEARCH, http:// www. racquetresearch. com
17. Козенко А.А. «Формула чемпиона», «Телесик», Киев, 2005г.
18. USRSA    Racquet map selection guide http:// racquetsportsindustry.com/articles/
19. Pro racquet specifications http://www.hdtennis.com/index.html/
20. Каждый четвертый европейский школьник страдает дислексией http://inauka.ru/news/article807347subtxt.
21. Ф.К. Агашин, Г.Г. Селезнев, «Прибор для юстировки спортив­ного инвентаря ударного действия (юстиметры)». Теория и практика физической культуры, 1970, №2.

Я. Hatze «Impact Probability Distribution, Sweet Spot, and the Concept of an Effective Power Region in Tennis Rackets», JAB, 10(1),