Умови безпечної експлуатації гірськолижного тренажера

Abstract

Сучасні тренажери-імітатори випускає вітчизняна промисловість. Аналіз руху спортсмена на досліджуваному тренажері-імітаторі показав, що тренажер не здатний в достатній мірі імітувати спуск по схилу гори на сноуборді або лижах при різних швидкостях та режимах фізичного навантаження. Для уникнення травмування спортсменів і відпочиваючих, їх конструкції потребують вдосконалення. Базою проектування тренажерів, що передають відчуття ковзання по снігу на трасі гірськолижного спуску, є теоретичні розробки, в основу яких покладено диференціальні рівняння другого порядку руху матеріального об’єкта по рухомій похилій поверхні. Математичні моделі, побудовані з їх використанням, дають можливість детально дослідити переміщення матеріального об’єкта по рухомій похилій поверхні. Розв’язок та аналітичні дослідження виконано із застосуванням методів символьної комп’ютерної математики та побудовою 3D графіків. Отримані графіки дозволяють робити аналіз руху спортсмена на тренажері-імітаторі, що спрощує вибір оптимальних режимів експлуатації тренажерів, наближуючи їх до реальних умов підготовки як спортсменів різного рівня, так і початківців. Імітація руху на тренажері відбувається завдяки переміщенню стрічки вгору по похилій поверхні та створенні вентилятором зустрічного повітряного потоку. Результати представлених в роботі досліджень мають практичне значення. Вони направлені на удосконалення конструкцій тренажерів та дають можливість швидше засвоїти техніку ковзання початківцям, підвищити майстерність діючим спортсменам. Знайдені величини швидкостей руху та прискорень використані для розрахунків сили удару і його енергетичних параметрів при падінні або зіткненні людини з нерухомою перешкодою, завдяки цьому попереджувати можливий травматизм. Для забезпечення безпечних умов спуску, досліджено також ефект поступового збільшення швидкості руху по нахиленій під різними кутами поверхні. Швидкість руху не повинна перевищувати максимально допустиму як для початківців, так і спортсменів різного рівня підготовки. Враховуючи це, в ході спуску швидкість треба зменшувати шляхом гальмування. На основі аналізу отриманих математичних моделей руху спортсмена по поверхні тренажера, представлено способи гальмування. To improve design of skiing simulators in order to prevent injuries. Modern simulators are produced by domestic industry. Analysis of the movement of 148 an athlete on the simulator showed that the simulator is not able to adequately simulate descent from the mountain on snowboard or skis at different speeds and modes of physical activity. To avoid injuries to athletes and holidaymakers, their designs need to be improved. Methodology. The basis for designing simulators that convey the feeling of sliding through the snow on the ski slope is theoretical development based on differential equations of the second order of motion of a material object along a moving inclined surface. Mathematical models constructed with their use make it possible to study in detail the movements of material object along a moving inclined surface. The solution and analytical studies are performed using the methods of symbolic computer mathematics and the construction of 3D graphs. The resulting graphs allow to perform the analysis of the athlete movement on the simulator, which simplifies the selection of optimal operating modes for simulators, bringing them closer to the real conditions of training for both athletes of different levels and beginners. Simulation of motion on the simulator is due to the movement of a band upward along the inclined surface and the creation of air counterflow by the fan. Results. The results of the research presented in this work are of practical importance. They are aimed at improving the construction of simulators provide an opportunity to quickly master the technique of sliding beginners and to improve the skills of athletes. The values of the motion velocities and accelerations found are used to calculate the impact force and its energy parameters when a person falls or collides with a fixed obstacle, and, therefore, prevents possible traumatism. To ensure safe sliding conditions, the effect of a gradual increase in speed of movement along an inclined surface at different angles is also investigated. The speed of movement should not exceed the maximum permissible for both beginners and athletes. Given this, during descent, the speed should be reduced by braking. Based on the analysis of the mathematical models of the athlete's movement along the surface of the simulator, the methods of inhibition are presented.