211service.com
Konstruere et sikrere snøhopp
Terrengparker, der skiløpere og snowboardere kan utføre triks, har blitt stadig mer vanlig siden de først dukket opp i California-bakkene på 1990-tallet.
Deres økte popularitet har en bakside - en økning i skader forbundet med triks og hopp. Spinalskader er en spesiell bekymring og mer sannsynlig at de oppstår når ski- eller snowboardkjørere lander på nakken eller hodet eller når støtet med bakken er stort nok til å skade ryggraden.
En måte å takle dette problemet på er å bruke beskyttende klær og lære hoppere sikrere teknikk. Men en annen, uten tvil bedre tilnærming, er å gjøre terrengparker sikrere ved utforming.
Imidlertid er det få skisteder som har omfavnet ideen om å bygge terrengparker på en måte som minimerer sjansene for skader. Dette er delvis på grunn av bekymringer over ansvar, men også på grunn av praktiske spørsmål: kan hopp virkelig konstrueres for å være tryggere?
I dag får vi svar takket være arbeidet til Nicola Petrone ved Universitetet i Padova i Italia og noen få venner. Disse gutta har designet et hopp som gir den samme støtet med bakken for hopperen, uavhengig av hvor langt de hopper. Det er ingen tvil om at ryttere av og til gjør feil som setter dem i fare; Ikke desto mindre kan en teknisk tilnærming tillate konstruksjon av hopp som reduserer sannsynligheten for at en feil vil resultere i et katastrofalt utfall, sier de.
Ingeniører sammenligner hopp med tilsvarende fallhøyde, avstanden hopperen trenger for å falle vertikalt på en horisontal overflate for å oppleve samme støt med bakken. Generelt kan en hoppers ben absorbere støtet fra fall på opptil 1,5 meter. Men på steder hvor ski- eller snowboardkjørere har fått alvorlige ryggskader, har ingeniører målt tilsvarende fallhøyder på opptil 10 meter.
Det er selvfølgelig enkelt å designe et landingsområde med overflatekrumning som gir en konstant ekvivalent fallhøyde, uavhengig av hvor langt man hopper. Den ekvivalente fallhøyden kan gjøres liten, generelt, ved å orientere snøoverflaten til å være nesten parallell med jumperhastighetsvektoren ved landing, sier Petrone og co.
Men å bygge og teste et slikt hopp har aldri blitt gjort, og det er her Petrone og vennene kommer inn. Disse karene designet et konstant tilsvarende fallhøydehopp og konstruerte det på San Vito skianlegg i San Vito di Cadore i Italia.
I tillegg til den spesielle formen på landingsbakken, sørget teamet også for at startområdet var flatt for å redusere kroppsrotasjonen under hoppet. Dette bidrar til å forhindre at hoppere lander feil etter en såkalt back-edge catch som får dem til å rotere i luften.
Det resulterte i en startvinkel på rundt 10 grader og et landingsområde på rundt 14 meter med en tilsvarende fallhøyde på 0,5 meter langs lengden. Ved enden av landingsskråningen var overflaten ca 30 grader til horisontalen.
Byggingen var grei. Teamet brukte en snøkatt for å bulldoze snø til den nødvendige formen, markert med stolper stukket ned i snøen. Ansatte på feriestedet konstruerte den grunnleggende hopplandingsformen i omtrent 12 passeringer ved hjelp av en Prinoth snøfrisør. Hele hoppet ble konstruert på omtrent tre timer og omfattet et omtrentlig volum 100 kubikkmeter snø over moderoverflaten, sier Petrone og co.
Deretter festet forskerne akselerometre til brettene og kroppene til forskjellige ski- og snowboardkjørere ba dem prøve hoppet med økende oppløpsdistanser. De tok opp hvert hopp med et kamera med 50 bilder per sekund.
I løpet av de neste to dagene registrerte de data for mer enn 20 hopp da de økte oppløpet fra 10 meter til 40 meter.
Resultatene er klare. Dataene viser at hopperne opplever en ekvivalent fallhøyde på ca. 0,5 meter, men det er noen små variasjoner langs landingsskråningens lengde på grunn av ufullkommenhet i måten den er konstruert på.
Den akselerometerbestemte ekvivalente fallhøyden og den teoretiske ekvivalente fallhøyden forventet fra den målte hoppprofilen stemte ganske godt over hele spekteret av hoppede distanser, sier teamet.
Det viser at tilnærmingen er gjennomførbar. Spranget som er konstruert og målt i dette arbeidet viser tydelig at påvirkning på landing kan kontrolleres gjennom design av formen på landingsflaten, sier Petrone og co.
Denne tilnærmingen kan lett kombineres med andre sunn fornuftstilnærminger som å begrense lengden på oppkjøringen og så videre. Så det er egentlig ingen unnskyldning for terrengparker å tilby hopp med overdreven tilsvarende fallhøyder nå som Petrone og co har vist at disse funksjonene er enkle å designe og bygge.
Ref: arxiv.org/abs/1611.04448 : Designe, bygge, måle og teste et parkhopp med konstant ekvivalent fallhøyde