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より安全なスノージャンプのエンジニアリング
スキーヤーやスノーボーダーがトリックを行うことができる地形公園は、1990年代にカリフォルニアの斜面に最初に登場して以来、ますます一般的になっています。
彼らの人気の高まりには裏返しがあります。トリックやジャンプに関連する怪我の増加です。脊椎の怪我は特に懸念され、スキーヤーやスノーボーダーが首や頭に着地したとき、または地面との衝撃が脊椎に損傷を与えるほど大きい場合に発生する可能性が高くなります。
この問題に取り組む1つの方法は、保護服を着用し、ジャンパーに安全なテクニックを教えることです。しかし、もう1つの、おそらくより良いアプローチは、設計上、地形公園をより安全にすることです。
ただし、怪我の可能性を最小限に抑える方法で地形公園を設計するというアイデアを採用しているスキーリゾートはほとんどありません。これは部分的に責任への懸念のためですが、実際的な質問のためでもあります：ジャンプは本当により安全になるように設計することができますか？
今日、私たちはイタリアのパドヴァ大学のニコラ・ペトローネと数人の仲間のおかげで答えを得ました。これらの人は、ジャンプの距離に関係なく、ジャンパーの地面と同じ衝撃を与えるジャンプを設計しました。ライダーが時折ミスを犯して危険にさらされることは間違いありません。それにもかかわらず、工学的アプローチは、間違いが壊滅的な結果をもたらす可能性を減らすジャンプの構築を可能にする可能性があると彼らは言います。
エンジニアは、同等の落下高さを使用してジャンプを比較します。これは、地面と同じ衝撃を経験するためにジャンパーが水平面に垂直に落下する必要がある距離です。一般に、ジャンパーの脚は最大1.5メートルの落下の衝撃を吸収できます。しかし、スキーヤーやスノーボーダーが重度の脊椎損傷を負った場所では、エンジニアは最大10メートルの同等の落下高さを測定しました。
もちろん、ジャンプの距離に関係なく、一定の同等の落下高さを生成する表面曲率を持つ着陸エリアを設計するのは簡単です。同等の落下高さは、一般に、着陸時のジャンパー速度ベクトルとほぼ平行になるように雪面を向けることによって小さくすることができます、とPetrone andco。
しかし、そのようなジャンプの構築と包括的なテストは行われていません。そこでは、ペトローネと仲間が登場します。これらの人は、一定の同等の落下高さのジャンプを設計し、イタリアのサンヴィートディカドーレにあるサンヴィートスキーリゾートで構築しました。
着陸スロープの特殊な形状に加えて、チームは、ジャンプ中の体の回転を減らすために、離陸エリアが平らであることも確認しました。これにより、ジャンパーが空中で回転する、いわゆるバックエッジキャッチの後にジャンパーが誤って着地するのを防ぐことができます。
その結果、離陸角度は約10度、着陸エリアの長さは約14メートル、落下高さはその長さに沿って0.5メートルに相当します。着陸斜面の終わりでは、表面は水平面に対して約30度でした。
建設は簡単でした。チームは雪上車を使用して、雪に突き刺さったポールでマークされた必要な形に雪をブルドーザーで覆いました。リゾートのスタッフは、プリノスのスノーグルーマーを使用して、約12パスで基本的なジャンプ着陸形状を構築しました。ジャンプ全体は約3時間で構築され、親の表面から約100立方メートルの雪が含まれていました。
次に、研究者たちは、さまざまなスキーヤーやスノーボーダーのボードやボディに加速度計を取り付けて、ランナップ距離を増やしながらジャンプを試してみるように依頼しました。彼らは毎秒50フレームのカメラで各ジャンプを記録しました。
次の2日間で、ランナップを10メートルから40メートルに増やしたときに、20回以上のジャンプのデータを記録しました。
結果は明らかです。データによると、ジャンパーは約0.5メートルの同等の落下高さを経験しますが、着陸スロープの構築方法に欠陥があるため、着陸スロープの長さに沿って若干の変動があります。
チームによると、加速度計で決定された等価落下高さと、測定されたジャンププロファイルから予想される理論上の等価落下高さは、ジャンプした距離の全範囲で非常によく一致していました。
これは、アプローチが実行可能であることを示しています。この作業で構築および測定されたジャンプは、着陸への影響が着陸面の形状の設計によって制御できることを明確に示しています。
このアプローチは、ランナップの長さを制限するなど、他の常識的なアプローチと簡単に組み合わせることができます。したがって、ペトローネと共同研究者がこれらの機能の設計と構築が簡単であることを示した今、地形公園が過度に同等の落下高さのジャンプを提供する言い訳はありません。
参照： arxiv.org/abs/1611.04448 ：一定の同等の落下高さの地形公園ジャンプの設計、構築、測定、およびテスト