Травмобезопасные бутсы
Футбол - наиболее травматичный вид спорта (50-60% от общего числа травм), причем не последнюю роль здесь играют бутсы, а точнее - жесткие шипы. Предлагаемое устройство решает проблему снижения травматизма двояко. В отсутствие нагрузки шипа нет, т.е. есть только сложившаяся в виде концентрических колец оболочка, приобретающая параболическую форму при заполнении ее жидкостью из окружающей капсулы под действием давления, возникающего при опоре бутсы о грунт. Этот гидрошип достаточно прочен, чтобы погрузиться в мягкий футбольный газон, и в то же время достаточно мягок, чтобы не повреждать ступни соперников. Есть и недостатки в таком устройстве: в бутсах нельзя ходить по асфальту, они не будут работать на жестком поле без травы, очень непрост выбор материалов (гибкой пластмассы, прочной эластичной технической ткани). 1 ил.
По свидетельству спортивных медиков [1] 50-60% всех спортивных травм возникает в футболе, причем примерно в 40% случаев они связаны с голеностопом: наступание шипами на стопу, движение на противника прямой ногой, столкновения.
Предлагаемое устройство позволит резко снизить травматизм футболистов - за счет особой конструкции шипов, появляющихся лишь при опоре бутсы о грунт.
Расположение шипов на подошве бутсы остается прежним: 5 - в носовой части и 2 - в пяточной, а вот устройство шипа резко усложняется: на месте прежнего шипа располагается герметичная капсула, заполненная жидкостью (в частном случае - водой), состоящая из 3 частей: жесткого пластинчатого основания, круглой или эллиптической формы, с круглым отверстием площадью порядка 1 см2, затянутым эластичной и в то же время армированной (для жесткости) оболочкой параболической формы - собственно гидрошип (ГШ), гофрированной армированной упругой боковой поверхности капсулы (БПК) и «крышевой» пластины капсулы, приклеиваемой к подошве бутсы. Армирование ГШ и БПК - концентрическими кольцами; БПК - пластмасса, ГШ - техническая ткань.
Под действием нагрузки жидкость заполняет ГШ, придавая ему параболическую форму.
На прилагаемом рисунке показаны совместно исходное и рабочее состояние капсулы.
Упрощенный расчет динамики и геометрии капсулы.
Задаемся средним весом футболиста G=72 кг. При этом давление на каждую капсулу будет P
Почему ГШ выдвигается? Потому, что податливость почвы вдавливанию пропорциональна локальной плотности силового воздействия, а она у нас в среднем равна двум. При этом незримо работает поверхностное натяжение жидкости.
Литература
1. Спортивные травмы (пер. с англ.), Киев, 2003 г.
Травмобезопасные бутсы, в которых расположение шипов остается прежним: 5 - в носовой части и 2 - в пяточной, а устройство шипа резко усложняется: на месте прежнего шипа располагается герметичная капсула, заполненная жидкостью (в частном случае - водой), состоящая из 3 частей: жесткого пластинчатого основания, круглой или эллиптической формы, с круглым отверстием площадью порядка 1 см2, затянутым эластичной и в то же время армированной (для жесткости) оболочкой параболической формы - собственно гидрошип (ГШ), гофрированной армированной упругой боковой поверхности капсулы (БПК) и «крышевой» пластины капсулы, приклеиваемой к подошве бутсы.