Полное руководство по дизайну и производительности боулингового шара

Полное руководство по дизайну и производительности боулингового шара

Каждый год 65 миллионов американских катают боулинговые шары по дорожкам со скоростью до 20 миль в час. На первый взгляд эти шары выглядят просто — отверстия под пальцы и яркие цвета — но их конструкция гораздо более изощренна, чем простая сфера. Цены варьируются от менее 50 долларов до около 300 долларов, отражая передовое инжиниринг за каждым шаром.

Шары проектируют для оптимальной работы на переменных условиях дорожек и под стиль и силу игрока. Боулинговые дорожки обрабатывают минеральным маслом для защиты дерева; обычно первые две трети дорожки получают тяжелое масливание, в то время как последняя треть слабо смазана. Правильно выпущенный шар скользит прямо, пока не достигает менее замасленной секции, где он крючивается к кеглям. Подбор вращательных характеристик шара к броску игрока дает лучшие результаты.

История

Луковой и кегельный боулинг играли тысячелетиями. 5200-летнее египетское погребение содержало набор каменных кеглей, доказательство раннего боулинга. Луковой боулинг был популярен в средневековой Европе, но в 1366 году король Эдуард III запретил игру, чтобы сосредоточить войска на лучной стрельбе. В начале 1800-х девятикегльный боулинг был запрещен в Коннектикуте и Нью-Йорке из-за опасений азартных игр; десятый кегль добавили для обхода закона, создав современную треугольную расстановку.

Луковые боулинг-шары либо увешены, либо асимметрично сформированы для вызова кривизны. Кегельные шары должны быть идеально круглыми, но содержат скрытые веса, влияющие на баланс и вращение. Они также имеют отверстия под пальцы — два для большого и среднего пальца или более распространенную трех-дырявую конфигурацию — просверленные под руку игрока.

Структурная эволюция

Ранние шары делали из Lignum vitae, очень твердого дерева. Первый резиновый шар, Evertrue, дебютировал в 1905 году, за ним последовал резиновый Mineralite Brunswick в 1914 году. Резина доминировала до 1970-х, когда появились полиэстеровые шары. 1980-е принесли уретан, а к 1990 году дизайн ядра революционизировал поведение шара. Реактивный уретан (смола) как накладка вскоре последовал, драматически улучшая производительность. В сезоне 1991–92 идеальные игры выросли почти на 20 % — от 14 889 до 17 654 — по данным Американского боулингового конгресса.

Формы ядра включают лампочку, сферу и эллипс. Комбинированные ядра вкладывают одну форму в другую или добавляют воротники и противовесы. С 1993 года производители используют CAD для уточнения ядер, часто адаптируя разные дизайны ядер для различных весов шаров (например, 12–13 фунтов, 14 фунтов, 15–16 фунтов). Статья 1996 года в Design News цитировала разработчика: «Теперь нам нужны новые дизайны постоянно; хороший шар больше не служит два года».

Сырье

Накладки (coverstocks) бывают трех основных пластиков:

• Полиэстер: Самый доступный; дает наименьший крюк на последней трети дорожки, потому что менее реагирует на вариации масла.
• Уретан: Дает больше крюка, чем полиэстер, оставаясь долговечным и требующим меньше ухода, чем реактивный уретан.
• Реактивный уретан (смола): Обеспечивает наибольший крюк и выдает максимальную силу на ударе.

Производители партнерятся с химическими поставщиками для смешивания смол с уретаном, создавая проприетарные накладки. Ядра строят с тяжелыми материалами вроде висмутового графита или бария, добавленных к смоле или керамике. Обожженные керамические ядра дают более жесткие удары, потому что не поглощают энергию при ударе, тогда как обрабатываемые керамические сплавы можно сверлить и они мягче, поглощая энергию при ударе по кеглям.

Некоторые шары включают 2–4 унции (56,7–113,4 г) оксида железа как весовой блок для смещения центра тяжести, в то время как цирконий используют отдельные бренды для противовесов.

Производственный процесс

С 1800-х по начало 1990-х большинство шаров использовали трехкомпонентную конструкцию: плотное блиновидное ядро, менее плотный материал ядра и окружающую накладку. Faball Inc. пионерствовала двухкомпонентную конструкцию в начале 1990-х, ставшую с тех пор стандартом.

Изготовление ядра

• 1. Форма, соответствующая компьютерному дизайну ядра, создается. Выбранный материал лить и застывает. Твердое ядро затем извлекают.
• 2. При необходимости ядро доводят. Обожженные керамические ядри обжигают в печи; комбинированные ядра формируют вставкой первого ядра во вторую форму и окружением материалом другой плотности.

Формирование оболочки

• 3. Ядро помещают внутрь сферической формы накладки, со штифтом, проецирующимся внутрь для удержания позиции. Штифт, направленный к центру, указывает на «pin-in» ядро; наклонный штифт — «pin-out».
• 4. Материал накладки лить вокруг ядра и отверждают. Толщина варьируется от 1 дюйма (2,54 см) до 2 дюймов (5,08 см) в зависимости от дизайна шара.

Заполнение зазоров

• 5. После раскрытия формы пластиковый дюбель заполняет штифтовую яму и цементируется на месте. Цвет штифта отличается от накладки, служа гидом для сверления пальцевых отверстий, выровненных с дизайном ядра.
• 6. Материал заполнения добавляют в логотиповую впадину, который может совпадать с цветом штифта или отличаться. Логотип находится выше центра тяжести шара.

Финишная отделка

• 7. Шар доводят до спецификаций токарным станком или шлифовкой до желаемой сферичности.
• 8. Текстуру поверхности достигают шлифовкой до матовости или полировкой до зернистости 240–600.
• 9. Готовый шар упаковывают в коробку и отправляют дистрибьюторам.

Контроль качества

Американский боулинговый конгресс (ABC), основанный в 1894 году, установил спецификации оборудования для стандартизации спорта. Текущие правила требуют диаметр 8,500–8,595 дюйма (21,6–21,8 см) и максимальный вес 16 фунтов (7,3 кг); минимальный вес не специфицирован, некоторые шары весят всего 6 фунтов (2,7 кг). Для получения печати ABC/WIBC производители должны отправлять образцы шаров для тестирования на соответствие.

В ответ на дизайнерские изменения 1990-х ABC добавил регуляции в 1994 году, ограничивающие радиус гирации шара 2,430–2,800 дюйма (6,2–7,1 см). Другие спецификации покрывают коэффициент реституции, твердость поверхности и крюковой потенциал.

Будущее

Инновации с начала 1990-х выровняли игровое поле для боулингов всех размеров. В Popular Mechanics Джон Г. Фальчиони описал новые шары как «чит-коды», но признал, что инженерия и физика теперь играют большую роль, чем мышечная тренировка, в достижении страйков. Спорт стал настолько изощренным, что глубокое понимание материаловедения может быть более ценным, чем традиционная силовая тренировка.