В те давние времена, когда интернета и мобильников ещё не было, а Визбор и Высоцкий ещё были, пределом мечтаний начинающих туристов был Абалаковский рюкзак, который можно было приобрести или в случае большой удачи, или по большому блату.
В начале семидесятых, в журнале Техника Молодёжи появилась заметка с крохотной фотографией, позаимствованной из иностранного журнала. На ней был изображен огромной высоты станковый рюкзак- небоскрёб, а смысл заметки сводился к тому: "Вот как загнивают супостаты". Ещё там, можно было разглядеть таинственные ленточки, идущие от лямок вверх, и крепящиеся к рюкзаку где-то на уровне ушей. Затем фотографии подобных конструкций стали появляться регулярно. Затем была выставка "Туризм и отдых в США", наделавшая много шума.
Туризм, получивший в те годы в Советском Союзе размах не просто спорта, но духовного движения, стал обрастать огромным количеством самоделок. Уровень изготовления был самый разный. От рукодельных монстров, пошитых из полосатого матрасного тика, до вполне "фирменных" конструкций из каландрированного капрона, списанного в какой ни будь военной части, и приобретённого как весовой лоскут через систему ДОСАФ, и титановой фурнитурой, изготовленной за бутылку на оборонном предприятии.
Первые попытки приспособить абалак для нужд туризма, заключались в пришивании высокого тубуса, увеличивавшего объём рюкзака. Вот тут-то и выяснилось, что высокий рюкзак имеет склонность откидываться назад, и противно хлопать по спине, возвращаясь на место. Именно с этим явлением и призваны были бороться верхние оттяжки или противооткиды. К исходу семидесятых, в самодельных рюкзаках, они уже были распространены повсеместно.
Конечно, не все самоделки были удачными, но в снаряжении замысленом для себя, пошитым собственноручно или, в крайнем случае - рукой любимой женщины, в нём не было лишних или случайных деталей.
С появлением рюкзаков сделанных на продажу, сложился определённый канон конструкций рюкзаков различной специализации и объема. Покупая готовый рюкзак, вы приобретаете вместе с ним некий набор ленточек, пряжечек, шнурочков. Зачастую бывает весьма трудно разобраться, нужна ли конкретная лента для регулировки чего ни будь, и в какую из пряжек её надо заправить, или это просто для красоты. Конечно, пытливый человек во всём может разобраться, если не сам, то с помощью друзей. Однако, с прискорбием нужно отметить, что вокруг ходит масса людей носящих рюкзаки такими способами, что сами собой рождаются ассоциации отнюдь не с покорителями и восходителями, здесь скорее на ум приходят мысли о коровах и сёдлах.
Бурное развитие науки и техники за последние сто лет сильно изменило нашу жизнь. Однако это совершенно не означает, что нравы людей изменились в лучшую сторону. Вера в добрых волшебников, которые решат все наши проблемы, до сих пор не покидает нас, да ещё и подогревается бесстыдной рекламой. Разве что вместо волшебной палочки присутствует волшебная кнопочка, а покровительство потусторонних сил заменяет пожизненная гарантия, доброе напутствие "вы этого достойны" и сам факт покупки артефакта в правильном магазине. Увы, покупка самого навороченного рюкзака не делает нас суперменами. К тому времени когда начинаешь это понимать, оказывается, что рюкзак тебе уже не нужен, потому что больше трёх килограмм поднимать уже нельзя по состоянию здоровья.
Но вернёмся к противооткидам. Что в них необходимо, а что от лукавого? Для прояснения ситуации, рассмотрим поведение рюкзака с точки зрения механики. Чтобы мешок за спиной не отравлял нам жизнь, он должен быть не столько лёгким, сколько удобным. Это значит, что он не должен слишком сильно давить на наше тело, и заставлять нас принимать неудобные позы. Кроме того, рюкзак не должен двигаться относительно нашего туловища. На языке механики это означает, что все силы, приложенные к рюкзаку должны находиться в равновесии, то есть проходить через одну точку, и при сложении давать ноль, иначе рюкзак начнёт двигаться. Эту "бухгалтерию" несколько осложняет то обстоятельство, что физические силы величины векторные, и при их сложении не обойтись без геометрии. Но есть и приятный момент. Во первых, всех сил, приложенных к рюкзаку, всего три. А главное, вместо скучных вычислений нам предстоит рассмотреть картинки, где силы изображены в виде стрелочек. Чем крупнее стрелочка, тем больше сила.
За единицу измерения возьмём вес рюкзака. Это первая из тёх сил, к тому же самая простая. Она не меняется по величине и направлению. Эта сила направлена всегда вниз.
Справедливости ради нужно отметить что существует ещё четвёртая - сила инерции. Она возникает при разгоне и торможении, при прыжках и даже при ходьбе. Её мы рассматривать не будем, потому что в простых случаях её действие вполне схоже с тем, что происходит при наклоне туловища. В тяжелых же случаях нам всё равно не устоять на ногах, эти ситуации пусть рассматривают специалисты по краш-тестам.
Сила тяжести приложена ко всем предметам внутри рюкзака, и к самому рюкзаку тоже. Чаще всего, массивные предметы внутри рюкзака ведут себя тихо, и если исключить кошмары вроде клеток с крупными животными, и заполненных на половину бочек с жидкостями, можно считать, что сила тяжести приложена в неподвижной точке - центре масс. На положение этого центра масс можно влиять изменяя порядок укладки рюкзака.
Вторая, из действующих на рюкзак сил, это сила давления на рюкзак, которую мы создаём своей спиной. Про эту силу известно, что она всегда перпендикулярна спине, и распределена по её поверхности неким таинственным образом. Эту трудноуловимую силу можно представить в виде суммарной силы приложенной в центре давления, который не покидает "пятна контакта" между спиной и рюкзаком.
Третья сила, которая должна уравновешивать первые две, создаётся нашими плечами, и передаётся на рюкзак с помощью подвесной системы. Для начала, рассмотрим классический случай - Абалаковский рюкзак у которого подвесная система состоит только из лямок. Суммарная сила, действующая на рюкзак со стороны лямок, складывается из двух сил натяжения концов лямок, равных по величине, и направленных вдоль концов лямок.
Направление нижних концов практически всегда постоянно, так как точки их прикрепления редко покидают традиционное место внизу спинки рюкзака, и при перемещении рюкзака по вертикали, меняется незначительно. Направление верхних концов гораздо капризнее. Оно сильно зависит и от высоты размещения верхнего узла крепления лямок, и от вертикального перемещения рюкзака при регулировке длины лямок. В любом случае, суммарный вектор этих сил будет всегда проходить по биссектрисе угла образуемого концами лямок.
Для нашего классического случая характерен довольно большой угол отклонения от спинки верхних концов лямок. Это приводит к большому "раскрытию" векторов усилий от лямок и спины (рис. 1).
Как результат, усилия, действующие на спину и плечи, превышают вес рюкзака! На спине усилие распределённое по большой поверхности не вызывает неприятных ощущений, а вот плечам приходится не сладко. Даже наклон туловища вперёд не спасает положения (рис. 2).
Возникает совершенно естественное желание ослабить лямки. Это приводит к опусканию рюкзака вниз и уменьшению угла между векторами (рис. 3).
При этом, вектор силы создаваемой плечами задирается вверх и уменьшается, а вектор действующий со стороны спины угрожающе устремляется вниз, в район копчика. При достижении им крайней нижней точки, равновесие нарушается, и рюкзак начинает заваливаться назад. Чтобы его вернуть на место приходится наклоняться вперёд. Искусство регулировки лямок заключается в балансировании между неприятным давлением на плечи, и ещё более неприятным, неустойчивым, хлопающим по спине рюкзаком.
Следует отметить, что при очень низком расположении центра масс рюкзака, даже сильный наклон туловища не спасёт. Рюкзак всё равно оторвётся от спины. Это явление хорошо всем известно. Городские рюкзачки, которые носят, как правило, слишком низко, пребывают в равновесии ценой огромного заваливания назад. Бедные школьники (рис. 4)!
величение высоты рюкзака благотворно влияет на положение центра масс, но приводит к появлению новой проблемы. У высокого рюкзака, узел крепления верхних концов лямок располагается на плоской поверхности спинки. При классическом расположении верхнего узла, лямки оттягивают спинку, и начинает хлопать уже не сам рюкзак, но его содержимое, отставая от спинки мешка. Обеспечить плоскую форму поперечного сечения рюкзака становится невозможно. Кстати, с этим эффектом начали бороться ещё в конструкции Абалаковского рюкзака. Именно для уменьшения этого эффекта в верхний узел крепления лямок вставлялась палочка. Потребовались боковые затяжки, позволяющие сильно натянуть оболочку рюкзака. Дальнейшее развитие этого подхода приводит к жесткой спинке, усиленной латами, каркасу - станку, или вообще к монолитной скорлупе, превращающей рюкзак в чемодан.
Другой подход тоже испытывался и самим Абалаковым, и многими другими. Идея заключается в том, чтобы укрепить спинку в районе крепления верхнего узла - изнутри. Для этого предлагались и оттяжки, расположенные внутри мешка, и мягкие стенки, делящие объем на несколько частей. Все эти ухищрения значительно усложняли укладку рюкзака, особенно, с появлением ковриков из пены. О них продолжают вспоминать лишь немногочисленные романтики, помышляющие о победе творческой мысли над здравым смыслом.
Серьёзно изменить положение смогла система трёх точечного крепления лямки. К сожалению, не знаю, в чью светлую голову пришла столь свежая мысль, но конструкция стала столь популярной, что применяется даже в городских рюкзачках, и для крепления ружейных ремней.
Принципиальной чертой этой системы подвески является расположение верхнего узла крепления лямок существенно ниже классического, что потребовало сблизить их практически вплотную. Но позволило избавиться от эффекта оттягивания спинки и сделать ненужными внутренние оттяжки, ведь теперь усилие от лямок направлено вдоль спинки. Кроме того, это позволило сделать верхний узел регулируемым по высоте, для подгонки по фигуре.
Верхние оттяжки или противооткиды крепятся к рюкзаку в районе ушей, во всяком случае, существенно выше плеч. Картина распределения сил усложняется незначительно. Три вектора изображающих натяжение всех концов лямок, для простоты представим как четыре. Силу натяжения нижних концов разложим на две, направленные, как им и положено вдоль лямок, но одна из них будет равна по величине натяжению верхних концов лямок, а вторая натяжению противооткидов. Таким образом, направления векторов строго определено, и суммарный вектор будет находиться внутри сектора образуемого биссектрисами улов между парами векторов. Этот сектор перекрывает практически всю поверхность спины, что позволяет регулировать положение вектора, давящего на спину, в широких пределах (рис. 5).
Рассмотрим для примера вариант с минимальным натяжением противооткидов. При этом условии вектор реакции спины будет располагаться низко, в районе пояса. Тогда суммарный вектор лямок будет проходить близко к верхней границе сектора (рис. 6).
Если затяжка противооткидов покажется слабой, при их затягивании, вектор лямок будет отклоняться вперёд, а вектор реакции спины станет подниматься вверх, усиливая прижим в верхней части спины. При наклонах корпуса вектор лямок будет меняться оставаясь внутри сектора (рис. 7).
Такая система подвески позволяет в разумных пределах регулировать положение рюкзака по вертикали, исправляя погрешности регулировки положения верхнего узла по фигуре, или даже погрешности покупателя не смогшего найти рюкзак с нужным диапазоном регулировки, или производителя не удосужившегося произвести изделие требуемого размера. Кроме того перемещение рюкзака по вертикали позволяет пользоваться поясом, регулируя перераспределение нагрузки между ним и лямками. Векторная картина при пользовании поясом принципиально не изменится, лишь вектор реакции спины получит возможность отклоняться вверх.
В заключение стоит сказать о неразумных пределах регулировки. Часто можно встретить людей под рюкзаком, у которого противооткиды уходят не вверх от плечей, а куда-то вниз за спину, превращая систему подвески в худший вариант классической. Происходит это или из-за нежелания отрегулировать высоту верхнего узла, или из-за странного желания опустить рюкзак пониже. Как правило, речь о пользовании поясом вообще не идёт. Наверно это мода, ведь носят же штаны, спущенные до колен, и подтяжки, волочащиеся сзади. Но в этом случае наука бессильна.
Анатолий Кравченко, Москва
Комментариев нет:
Отправить комментарий