Горные лыжи зимой? А почему бы и нет? Компьютеризированный горнолыжный тренажер приносит не меньшее удовольствие, чем настоящее катание.

— Ты куда намылился? — ласково спросила меня жена.

— Кататься на горных лыжах, — ответил я, — здоровый образ жизни, понимаешь.

— А что-либо убедительнее трудно придумать? — еще более ласково сказала Катя. Действительно, мы с другом Мишей удивительно глупо смотрелись в тридцатиградусную июльскую жару в баскетбольной форме и с горнолыжными ботинками в руках. Тем не менее именно их, а не ящик пива мы запихивали в багажник автомобиля, и именно кататься на горных лыжах мы выдвинулись жарким июльским утром.

А баскетбольная форма при чем, можете спросить вы. Двумя часами позже, отстегивая крепления на тренажере и на дрожащих ногах медленно передвигаясь к раздевалке, я вряд ли мог вам ответить. Сейчас могу. Даже супертехнологичная баскетбольная ткань, состоящая почти из сплошных дырочек, не успевала отводить пот — такое ощущение, что на меня вылили ведро воды. В общем, я был счастлив.

Заменитель счастья

Известная горнолыжная поговорка гласит: горные лыжи, может, и не являются счастьем, но вполне могут его заменить. Единственный недостаток этого заменителя счастья — оно исчезает вместе со снегом. Остается только сидеть на кухне, планировать, куда поехать кататься в следующем сезоне, и мечтать о всяких волшебных заменителях натурального снега.

Собственно, чем и занимались на кухне весной 2000 года бывший физфаковец Михаил Мануилов и бауманец Юрий Машинин. А мечта была такая — неплохо бы иметь горнолыжный тренажер, который не дал бы позабыть летом навыки, а еще лучше — приносил удовольствие, как от настоящего катания. Ничего подобного никто и нигде не встречал, не считая примитивных тренажеров в альпийских отелях — маленькая платформа с горнолыжными креплениями, соединенная с парой мощных пружин. Спортсмен держится за ручки, толкая платформу влево-вправо от себя, преодолевая сопротивление пружин. Одна из проблем тренажеров подобного типа состоит в том, что это резонанс пружин резко снижает нагрузку на ноги.

Горки же с искусственным покрытием, несмотря на сказочную стоимость, вызывали просто грусть — ничего похожего на реальные горные лыжи (за исключением собственно горных лыж на ногах). Но если такого тренажера нет — может, его сделать? «Первое, с чем мы столкнулись, — говорит Михаил Мануилов, — что все существующие математические модели движения горнолыжника с точки зрения профессионального физика не выдерживают никакой критики». Так на московской кухне стала вырисовываться еще одна физическая теория движения горнолыжника.

Зачем лыжнику физика

Сначала нужно было понять, какие силы реально действуют на спортсмена при катании, и от чего они зависят. Оказалось, что самая главная сила — центробежная. При современной карвинговой технике катания она находится в прямой зависимости от угла кантования лыж.

Сразу же возник вопрос — как сымитировать центробежную силу, если мы никуда не двигаемся — ведь в реальной жизни она возникает при движении по некоторой криволинейной траектории? И куда эта сила должна быть направлена? Любой, знакомый со школьным курсом физики, скажет — перпендикулярно к лыжам. А к чему она приложена? Правильно, к центру масс спортсмена. И направлена наружу от поворота. С теорий стало более-менее понятно.

Тянем-потянем

Какие есть варианты? — рассуждает Мануилов. — Можно, например, надеть на спортсмена пояс в районе центра масс и тянуть за него с определенной силой.

Должен быть некий механизм, который в зависимости от того, на какой угол мы закантовали лыжу, потянет лыжника с помощью некоего ремня за поясницу с определенной силой. Очень важный момент — сила не должна зависеть от того, насколько мы сместились.

Вроде бы примитивное устройство. Все, кто потом пробовал эту модель, удивлялись — надо же, до чего просто, почему никто раньше не додумался?

Позже появилась и вторая идея — а что если у нас будет некоторая платформа, которую можно ставить на канты? Что при ее движении возникнет? Платформа двигается, а тело имеет инерцию. Используя этот факт, мы можем получить довольно точный аналог центробежной силы, но на короткое время, пока нам хватает длины платформы. Если мы возьмем платформу в 5,5 м, она даст ощущение, что вы не просто двигаетесь влево-вправо, а идете дугами по трассе шириной 4−4,5 м. Причем, когда на это смотришь со стороны, — человек просто ездит влево-вправо; но стоит обуться в горнолыжные ботинки, встегнуться в тренажерные крепления и начать движение — возникает довольно точное ощущение карвингового катания.

От теории к практике

Подавляющее большинство горнолыжных тренажеров в мире существует только в виде бумажных патентов. Союз физика и инженера позволил сделать исключение — первый комплект чертежей был готов уже через два месяца после начала обсуждения, в конце весны 2000 года. Начались переговоры с заводом, которые (к счастью, говорят сегодня изобретатели) не увенчались успехом. Дело в том, объясняет Юрий Машинин, что в первом варианте все было завязано на перемещение громадных масс, и если бы тренажер пошел в серию, изменить все было бы невероятно сложно. Так вот, за время, пока велся поиск следующего завода, были в корне переработаны приводы тренажера — они стали более компактными и эффективными. Через полгода был готов, наконец, первый, экспериментальный образец. Вся зима 2001 года ушла на лабораторные эксперименты, летом появился промышленный образец, в ноябре того же года показанный на горнолыжном салоне.

Компьютерные игры

Рядом с каждым тренажером стоит компьютер — предмет нескрываемой гордости Мануилова. «Дело в том, — говорит он, — что две индустрии — тренажерная и компьютерных симуляторов — живут, совершенно не пересекаясь, за исключением, может быть, тренажеров для гольфа и стрельбы. Компьютеризированный горнолыжный тренажер до нас точно никто не делал». Сознательно отказались от специализированных встроенных процессоров — и дорого и малофункционально. Сейчас обычный персональный компьютер с необычным программным обеспечением позволяет задавать массу параметров — от крутизны склона до скольжения снега, управляя приложением сил к спортсмену. Самая продвинутая модель тренажера SkyTec President позволяет выводить перед спортсменом на проекционный экран во всю стену разнообразные горнолыжные трассы и даже устраивать соревнования по гигантскому слалому. В закрытых помещениях! Кстати, первый летний чемпионат Москвы по этой дисциплине прошел в июле этого года как раз на таких тренажерах.

Стройная теория

 — А что со сноубордом? — встрепенулся я в конце разговора.

— Да вот, за спиной стоит как раз сноубордический тренажер, — улыбается Мануилов. — Мало того, теория в случае сноуборда расписана более правильно, почти идеально — один-единственный кант, по которому и идет доска, — поэтому модель точнее.

— А что мешает разработать такую же стройную теорию для горных лыж?

— Не поверите — вторая нога у горнолыжника.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№9, Сентябрь 2005).