rss

Исследования для людей

Теннисная ракетка

Теннисная ракетка

Появление такого вида спорт как теннис официально датируется 1873 годом. Именно тогда майором Вальтером Клоптоном Уингфилдом из Северного Уэльса была опубликована первая книга правил игры.

ракетка

ракетка

У тенниса был в свое время отдаленный прототип игр с мячом, которые были популярны в Европе до эпохи Возрождения. Но во всех этих играх были задействованы руки участников, никакие приспособления не применялись. Максимум, что могли позволить себе игроки — это длинные рукава, в которые заворачивались ладони, либо перчатки, которые предохраняли руки от ударов мяча и ссадин. Со временем люди стали использовать деревянные уплощенные палки, а первые ракетки появились в пятнадцатом веке. Ранние ракетки были меньше по размеру, чем современные аналоги, но по количеству узоров из натянутых линий они могли бы поспорить с нынешними изделиями. Когда правила тенниса были стандартизованы Уингфилдом и его последователями за ним, и были четко прописаны форма и размер ракетки, а также вид шара, который можно было использовать, то игра обрела официальный статус вида спорта. Тем не менее, тогда еще не были разработаны стандарты, регулирующие размер ракетки, форму и материальный состав.

До 1965 года все профессиональные теннисные ракетки были сделаны из дерева. Стальная теннисная ракетка была запатентована в 1965 году французом Рене Лакостом, а в 1968 году компания Spalding продала первые алюминиевые ракетки. Несмотря на то, что эти металлические ракетки постоянно ломались, они были удобнее, так как имели очень широкую «голову» (верхняя часть конструкции). Деревянные ракетки не могли похвастаться такой расширенной «головой»: если «голова» была слишком широкой, то натяжение струны было чрезвычайно большим, что сказывалось отрицательно на ее функциональности. Крупногабаритная алюминиевая ракетка, разработанная Говардом Голом в середине 1970-х годов, сначала не была принята профессионалами этого спорта, но любители тенниса быстро поняли все достоинства изобретения. Основная площадь для удара или так называемое «игровое пятно» удвоилась по размеру в новых больших ракетках. Это значительно упростило использование устройства для большинства людей. Большие ракетки стали стандартом на всех уровнях игры к началу 1980-х годов.

Международная федерация тенниса приняла правила, определяющие приемлемые параметры для теннисных ракеток в 1981 году. Федерация запретила ракетку, представленную в 1977 году, которая использовала новаторскую методику натяжки струн. Это вызвало резонанс в спортивной среде. Игроки, использовавшие ракетки «spaghetti string», одержали в свое время множество побед над противниками. Но когда ракетки этой конструкции были официально запрещены, то спортсмены буквально были готовы покинуть сферу профессиональной игры.

Правила 1981 года позволили делать ракетку и струны из любых материалов, размер, вес и форма не ограничивались. Стуны должны были размещаться чересстрочно или склеиваться в поперечных точках на 0,64 см на расстоянии не более, чем на 1,3 см друг от друга. Никаких приспособлений не допускалось. Распределение веса вдоль продольной оси ракетки не должно было меняться в игре. Позже максимальная длина ракетки была ограничена до 81 см. Это было снова изменено в январе 1997 года, в результате чего длина уменьшилась до 74 см.

Сегодня стандартная ракетка имеет длину 71 см, а весит 284-397 г. Были попытки внедрить много нововведений в технологию изготовления ракетки, но не все из них прижились. Одни производители предлагали гексагональную ракетку, другие представляли ракетки с очень широкими «головами». Ракетка из нового термопластичного вязкоупругого полимера, армированного волокнами, была разработана с целью улучшить гибкость конструкции, чтобы компенсировать удары различной силы. Создавались ракетки для ослабления воздействия мяча на плечо игрока. В таких конструкциях использовались небольшие подшипники свинца, заключенные в пластиковые камеры внутри рамы «головы». Движение подшипников при соприкосновении ракетки с мячом, должно было смягчать вибрации, которые могли причинить боль играющему. В плане материалов наибольшим успехом пользовались самые ракетки из алюминия, из композита, из графита, стеклопластика и других материалов.

Конструкция ракетки. Материалы и производство

Классическая теннисная ракетка состоит из «головы» и «вилки». «Вилка» представляет собой удлиненную ручку, которая имеет заглушку на конце и непосредственно саму «вилку», которая соединяется с «головой». «Голова» имеет форму овала и состоит из струн и обода. Центральная часть ракетки, куда попадает мяч, называется «игровым пятном».

Алюминиевые ракетки обычно изготавливаются из одного из нескольких сплавов. Один популярный сплав содержит 2% кремния, а также части магния, меди и хрома. Другой широко используемый сплав содержит 10% цинка, магния, меди и хрома. Сплав цинка более твердый, хотя и более хрупкий, а кремниевый сплав легче обрабатывать. Составные ракеты могут содержать много разных материалов. Это своего рода «сэндвич» из разных слоев вокруг сердечника из полиуретановой пены. Иногда сердечник бывает полый. Типичными слоями составной ракетки являются стекловолокно, графит, бор или кевлар. Могут также использоваться другие материалы для усиления прочности, например, керамические волокна.

Другие материалы, которые применяются для производства теннисных ракеток — нейлон или натуральная нить для струн, а также кожа или синтетический материал для рукоятки. Нейлон, вероятно, является наиболее распространенным материалом для струн. Всего несколько профессионалов по-прежнему используют ракетки со струнами из натурального материала, основой которого являются коровий или овечий кишечник. Синтетическая нить изготовлена из нейлона, который плотно скручен. Это делается для того, чтобы добиться такого же эффекта, как у нитей из естественных кишечников. Старые деревянные ракетки обычно использовали рукоятку с кожаной рукояткой, но современные ручки обычно покрываются винилом. Ракетки могут также иметь пластмассовые детали, например, «вилку» у основания головки и заглушку на дне ручки.

Большинство ракеток серийно выпускаются на одном из нескольких крупных заводов в Японии, в других частях Азии. Поэтому описанный здесь способ производства ракеток основан на процессах, производящихся на этих заводах.

Алюминиевая ракетка: ее изготовление начинается с формирования рамки. Существует два способа. Алюминий может быть расплавлен, а затем отштампован в нужную форму. Либо металл плавится, а затем экструдируется в трубку, проталкиваемую через матрицу. Далее полученная заготовка помещается в сверлильный станок, где проделываются отверстия для струн. Изделия помещаются в шлифовальную машину, чтобы сгладить острые кромки, оставшиеся от бурения. Затем производится закалка: заготовки подвергаются сильному нагреву и быстрому охлаждению. Этот процесс упрочняет алюминий, придавая ракетке дополнительную прочность. После отпуска, изделия могут также быть анодированы. Они погружаются в раствор мягкой серной кислоты, а через ванну пропускают электрический ток. Эта обработка изменяет поверхность алюминия, придавая продукции блестящую отделку.

Теперь ракетка готова к натягиванию струн. Каждая ракетка натягивается индивидуально одним рабочим, который проделывает это на машине. В конце натяжение струн регулируется, вставляется заглушка на ручку, вокруг которой обертывается виниловая лента. После этого на изделии отпечатывается логотип, а на рамку нанесится надпись. Инспекторы проверяют ракетку на соответствие техническим требованиям размера и веса. Затем рабочие помещают изделия в защитные чехлы, упаковывают.

Композитная ракетка изготавливается почти аналогично. Разницу составляют материалы. Композитные ракетки изготовлены из слоев различных материалов. Обычно это графит и стекловолокно. Но бывает, что используется бор, кевлар или материал, подобный стекловолокну, который содержит керамические частицы. Производитель ракетки начинает с сборки слоев в виде плоского сэндвича. Затем «сэндвич» разрезают на полоски, которые прокатывают по полым гибким трубам. Заготовку помещают в форму ракетки, подключают к насосу. Форму нагревают, а внутрь закачивают воздух. Давление воздуха в трубке, наряду с теплом, связывает слои сэндвича. Альтернативно, полая трубка может быть заполнена пенополиуретаном. Пена расширяется, когда форма нагревается, уплотняя материалы.

Рабочие достают ракетки из пресс-форм, удаляют дефекты. Изделия помещаются в сверлильный станок, где высверливаются отверстия для струн, также как указано выше. После сверления ракеты покрывают полимерным материалом, помещают в сушилку. Этот процесс повторяется несколько раз. Перед окончательным покрытием ппроизводится маркировка фирменного знака. Все последующие шаги аналогичны описанным ранее, когда речь шла об алюминиевых изделиях.

Новые модели

Новые ракетки изготавливаются с помощью автоматизированного проектирования и автоматизированного производства, что позволяет точно рассчитывать жесткость материала и центр тяжести. Но инновации в теннисных ракетках крайне сложны — это не столько касается производственного процесса, сколько науки. Физическая сторона явления вибрации струны и рамы, когда мяч соединяется с ракеткой, гораздо больше интересует конструкторов, которые пытаются создать совершенную ракетку нового поколения. Ракетки в настоящее время разрабатываются лабораторными учеными, которые используют математику для расчета влияния веса, размера и материала. Поскольку правила, регулирующие параметры ракетки, очень широки, то новаторы имеют большую свободу действий. Несомненно, будут развиваться новые модели с эксцентричными функциями. Сегодняшняя тенденция связана с созданием более легких, больших теннисных ракеток.




No Comments / 774 days ago / Исследования для людей /

Leave a Reply

Промышленная и Бытовая Химия