211service.com
Konstruera ett säkrare snöhopp
Terrängparker, där skidåkare och snowboardåkare kan utföra tricks, har blivit allt vanligare sedan de först dök upp på Kaliforniens backar på 1990-talet.
Deras ökade popularitet har en baksida - en ökning av skador i samband med trick och hopp. Ryggmärgsskador är ett särskilt problem och uppstår mer sannolikt när skid- eller snowboardåkare landar på nacken eller huvudet eller när stöten mot marken är tillräckligt stor för att skada ryggraden.
Ett sätt att ta itu med detta problem är att bära skyddskläder och lära hoppare säkrare teknik. Men ett annat, utan tvekan bättre tillvägagångssätt, är att göra terrängparker säkrare genom design.
Men få skidorter har anammat idén om att bygga terrängparker på ett sätt som minimerar risken för skador. Detta beror delvis på oro över ansvar men också på praktiska frågor: kan hopp verkligen konstrueras för att vara säkrare?
Idag får vi svar tack vare Nicola Petrones arbete vid universitetet i Padova i Italien och några kompisar. Dessa killar har designat ett hopp som ger samma effekt med marken för hopparen, oavsett hur långt de hoppar. Det råder ingen tvekan om att ryttare ibland gör misstag som sätter dem i fara; Ändå skulle ett tekniskt tillvägagångssätt kunna tillåta konstruktion av hopp som minskar sannolikheten för att ett misstag kommer att resultera i ett katastrofalt resultat, säger de.
Ingenjörer jämför hopp med motsvarande fallhöjd, det avstånd som hopparen skulle behöva falla vertikalt på en horisontell yta för att uppleva samma stöt mot marken. I allmänhet kan en hopparens ben absorbera stöten från droppar på upp till 1,5 meter. Men på platser där skid- eller snowboardåkare har drabbats av svåra ryggradsskador har ingenjörer mätt motsvarande fallhöjder på upp till 10 meter.
Naturligtvis är det okomplicerat att utforma en landningsyta med en ytkrökning som ger en konstant ekvivalent fallhöjd, oavsett hur långt man hoppar. Den ekvivalenta fallhöjden kan i allmänhet göras liten genom att orientera snöytan så att den är nästan parallell med bygelhastighetsvektorn vid landning, säger Petrone och co.
Men att bygga och helt testa ett sådant hopp har aldrig gjorts, vilket är där Petrone och kompisar kommer in. De här killarna designade ett konstant likvärdigt fallhöjdshopp och konstruerade det på skidorten San Vito i San Vito di Cadore i Italien.
Förutom den speciella formen på landningsbacken såg teamet också till att startområdet var plant för att minska kroppsrotationen under hoppet. Detta hjälper till att förhindra att hoppare landar felaktigt efter en så kallad back-edge catch som får dem att rotera i luften.
Det resulterade i en startvinkel på cirka 10 grader och en landningsområde cirka 14 meter lång med en motsvarande fallhöjd på 0,5 meter längs dess längd. I slutet av landningssluttningen var ytan cirka 30 grader mot horisontalplanet.
Konstruktionen var okomplicerad. Teamet använde en snowcat för att bulldoze snö till den form som krävs, markerad av stolpar som fastnat i snön. Resortpersonalen konstruerade den grundläggande hopplandningsformen i cirka 12 pass med hjälp av en Prinoth-snörtrimmer. Hela hoppet byggdes på cirka tre timmar och omfattade en ungefärlig volym 100 kubikmeter snö ovanför moderytan, säger Petrone och co.
Därefter fäste forskarna accelerometrar på brädor och kroppar hos olika skidåkare och snowboardåkare bad dem prova hoppet med ökande upploppssträcka. De spelade in varje hopp med en kamera med 50 bilder per sekund.
Under de kommande två dagarna registrerade de data för mer än 20 hopp när de ökade upploppet från 10 meter till 40 meter.
Resultaten är tydliga. Data visar att hopparna upplever en ekvivalent fallhöjd på cirka 0,5 meter, men det finns en viss liten variation längs landningssluttningens längd på grund av brister i det sätt som den har konstruerats.
Den accelerometerbestämda ekvivalenta fallhöjden och den teoretiska ekvivalenta fallhöjden som förväntas från den uppmätta hoppprofilen stämde ganska väl överens över hela intervallet av hoppade avstånd, säger teamet.
Det visar att tillvägagångssättet är genomförbart. Hoppet som konstruerats och mäts i detta arbete visar tydligt att påverkan på landningen kan kontrolleras genom design av formen på landningsytan, säger Petrone och co.
Detta tillvägagångssätt skulle lätt kunna kombineras med andra sunt förnuftsupplägg som att begränsa längden på uppkörningen och så vidare. Så det finns egentligen ingen ursäkt för terrängparker att erbjuda hopp med överdrivna ekvivalenta fallhöjder nu när Petrone och co har visat att dessa funktioner är enkla att designa och bygga.
Ref: arxiv.org/abs/1611.04448 : Designa, bygga, mäta och testa ett parkhopp med konstant ekvivalent fallhöjd