Во второй части рубрики наш консультант Виктор Николаевич Громов раскрывает тайны и секреты цифровых характеристик теннисных струн. Виктор Николаевич - создатель первого в России электронного станка по натяжке струн, экс-стрингер Кубка Кремля, автор книг «Всё о ракетках и струнах» и »Современные теннисные ракетки и струны», а также более чем 50 статей.
«Производители теннисных ракеток всегда предоставляют потребителям точные цифровые характеристики своей продукции. Это вес, баланс, площадь струнной поверхности, струнная формула и жёсткость рамы.
В отличие от них, производители теннисных струн не дают никаких цифровых характеристик, кроме диаметра струны. Это очень сильно затрудняет процесс правильного выбора типа струны, что приводит к многочисленным ошибкам и даже травмам, особенно на первом этапе подготовки спортсменов.
По заданию Федерации тенниса России с 2022 года я занимаюсь исследованием свойств теннисных струн для того, чтобы получить конкретные цифровые значения характеристик струн и сделать их понятными и доступными для теннисистов. В настоящее время изучены две важные характеристики — пластичность и упругость струн.
Пластичность — это способность материала получать остаточные деформации без разрушения и сохранять их после снятия нагрузки.
Струна имеет два вида пластичности.
Стартовая первоначальная пластичность — вытяжение отдельной струны при первой нагрузке. Для её измерения кусок струны длиной 1200 мм был помещен в зажимы с двух сторон. Центр вытянутой струны подвергался резкому троекратному вытяжению с нагрузкой 4-5 кг, после чего струна вытягивалась и провисала. Длину этого провисания мы приняли в качестве величины стартовой пластичности.
При исследовании был выявлен интересный факт: нейлоновые мультиволокнистые (эластичные) струны экстра-класса имели самый низкий показатель стартовой пластичности, то есть они вытягивались меньше всего.
Эксплуатационная пластичность — вытяжение струны в процессе эксплуатации струнной поверхности. Поскольку методика определения эксплуатационной пластичности находится ещё в стадии разработки, эту характеристику приходится определять в процессе эксплуатации струнной поверхности, измеряя жёсткость струнной поверхности сразу после натяжки и в конце эксплуатации струнной поверхности (График 1).
График 1. Падение жёсткости струнной поверхности ракеток, натянутых двумя разными струнами
Исследования показали, что полиэстеровые (жёсткие) струны имеют значительно более высокий показатель стартовой пластичности по сравнению с нейлоновыми (эластичными) струнами. Соответственно, показатель эксплуатационной пластичности у них тоже оказался выше. На Графике 1 показано, как изменяется жёсткость струнной поверхности при эксплуатации жёстких и эластичных струн.
Зная о существовании стартовой пластичности, производители станков для натяжки ракеток создали на станках специальную функцию — «пре-стреч»: прежде чем вытянуть струну на заданное усилие, станок вытягивает её усилием, превышающим установленное на 20%, а затем возвращается к исходному заданному натяжению.
Если не выполнять эту функцию при использовании полиэстеровых (жёстких) струн, всего через несколько часов эксплуатации жёсткость струнной поверхности может уменьшиться на величину до 8 кг. То есть, натянув ракетку с усилием 24 кг, спортсмен будет вынужден приспосабливаться к игре с ракеткой, имеющей натяжку с усилием всего 16 кг, что может сильно повлиять на результат игры.
Большинство эластичных струн из нейлона (мультиволокнистые) высокого и среднего класса имеют небольшую пластичность, благодаря чему создают струнную поверхность, которая стабильно держит установленное натяжение. Жёсткость струнной поверхности в конце эксплуатации снижается незначительно — в среднем на 3 кг.
Упругость — свойство твёрдых материалов возвращаться в изначальную форму при упругой деформации.
Определение упругости струн проводилось на той же установке, что и измерение пластичности. На струну, зажатую в горизонтальной плоскости в двух зажимах, в центре подвешивался груз массой 3,5 кг. Затем измерялся прогиб струны (Рис. 2).
Рисунок 2. Способ измерения упругости струн
В процессе исследования получились интересные результаты. У жёстких полиэстеровых струн длина прогиба варьируется от 70 до 95 мм, а у эластичных нейлоновых струн — от 110 до 170 мм. При этом у сложных эластичных мультиволокнистых струн величина прогиба находится в пределах от 115 до 145 мм, а у простых эластичных струн она гораздо выше — 150-165 мм.
Выяснилось, что величина прогиба струны находится в гораздо меньшей зависимости от диаметра, чем от её структуры (конструкции). Разница величины прогиба между струнами одного типа с разным диаметром не превышает 2% (Таблица 1).
Таблица 1. Изменение упругости в зависимости от диаметра струны
Это позволяет сделать вывод, что при натяжке струны с бóльшим диаметром упругость струнной поверхности почти не отличается от струн с меньшим диаметром — как у жёстких полиэстеровых, так и у эластичных нейлоновых струн.
Соответственно, и мощность струнной поверхности ракетки при натяжке более толстой струны и струны с маленьким диаметром различаются незначительно.
Однако при использовании более толстой струны резко увеличиваются срок эксплуатации струнной поверхности и её способность удерживать заданное натяжение.
При выборе струны необходимо учитывать, что мощность струнной поверхности, созданной жёсткими полиэстеровыми струнами, при ударе по мячу будет снижаться за счёт потери энергии на сжатие мяча. Поэтому преимущество в величине мощности удара будет у струнной поверхности, созданной нейлоновыми эластичными струнами».
Следующий выпуск рубрики планируется к выходу в феврале.
Виктор Громов ищет специалиста в области вибрации теннисной ракетки. Тел. для справок: +79067747130