Свойства струн и влияние Pre-stretsh на их играбельность

Я давно подбирался к написанию подобной статьи, а толчком стало непосредственное знакомство с моноструной Head Hawk Touch, и немного ранее Tecnifibre Black Code их необычные игровые свойства натолкнули меня на некоторые соображения. Их играбельность существенно отличалась от привычного моноволокна, многочисленные варианты которого повсеместно заполнили рынок струн. Это еще раз заставило меня задуматься, что же именно, какой параметр механических свойств полимеров может приводить к таким результатам.

Особенно меня удивило полное отсутствие этих необычностей после предварительной вытяжки, которое мы зовем Pre-stretch. Конечно до этого я замечал влияние предварительной вытяжки на играбельность струн, но в этом моем эксперименте было как-то уж очень явное угасание играбельности. Это был именно эксперимент, т.к. я категорически не советую клиентам делать pre-stretch на моноволокне.

Я стал внимательно разбираться. Меня всегда интересовало поведение струн при натяжке, а также в течение игрового времени, до «умирания» струны, а уж сама система pre-stretsh - предварительная вытяжка струны, вообще загадочная тема. На эту тему практически нет никакой достоверной информации, а уж сами игроки кардинально расходятся в мнениях по этому поводу.

Немного теории

Чтобы до конца понимать поведение струны под нагрузкой немного общей теории.

Прочность волокна
Прочностью волокна называется его способность противостоять растягивающим усилиям. Для оценки прочности пользуются величиной разрывной нагрузки, то есть наибольшим усилием, выдерживаемым волокном до разрыва.

Удлинение и упругость волокон
Важными свойствами волокон являются также удлинение и упругость. При приложении к волокну растягивающих усилий оно удлиняется - получает деформацию.
При этом различают два вида деформации: обратимую, которая в свою очередь включает упругую и эластическую, и необратимую, или пластическую. 
Упругое удлинение (упругость) - связано с небольшими изменениями расстояний между частицами полимеров, составляющих волокна, и немедленно исчезает после снятия нагрузки.
Эластическое-это такое удлинение (деформация), которое исчезает после снятия нагрузки не сразу, а с течением времени.

Пластическое (остаточное) удлинение не исчезает и после снятия нагрузки. Эластическое удлинение связано с изменением конфигурации и перегруппировкой макромолекул полимеров волокон. Пластическое удлинение вызывается тем, что между звеньями макромолекул происходят необратимые смещения на сравнительно большие расстояния. 

Жесткость струны – основной физический параметр струны.

Жесткость волокна измеряется в единицах приложенной силы к соответствующему удлинению образца dF/dL и является основным механическим параметром волоконных нитей, влияющим на игровые ощущения от струнной поверхности ракетки.

В бытовом понимании это та легкость, с которой вы можете растягивать струну. Когда вы растягиваете различные струны одинаковой длины, одни будут растягиваться легче, другие труднее. Но все они ведут себя одинаково. Длинная нить удлинится больше, чем короткая. Толстую нить сложнее растянуть, чем тонкую той же длины. По мере того, как вы растягиваете нить все больше и больше, она становится все длиннее и тоньше. Увеличивается также сопротивление нашим попыткам растягивать дальше. Таким образом, требуется все больше и больше усилий, чтобы прирастить очередную порцию длины. Другими словами, в ощущениях нить становится жестче, чем больше мы ее растягиваем. Например, жесткую нить фиксированная сила удлинит на 1 см, а мягкая под тем же усилием удлинится на 2 см.

Зависимость относительного удлинения от приложенного напряжения описывается диаграммой растяжения

На рисунке показана классическая диаграмма растяжения пластических материалов с площадкой текучести, из которых сделано большинство синтетических струн. Скорости вытяжки небольшие.

Причём надо отметить, что для одного и того же образца при разных условиях площадка текучести может менять наклон, или вообще отсутствовать.

По вертикальной оси – приложенное напряжение (отношение силы к площади сечения), по горизонтальной – относительное удлинение. Чем выше наклон диаграммы, тем выше модуль упругости Юнга образца, что означает большее сопротивление удлинению.

В области ОА растяжения происходит линейно и обратимо с выполнением закона Гука, т.е. после цикла растяжение-расслабление образец возвращается к первоначальному размеру. Если бы струны играли в этой области, то остаточного удлинения бы не было, струны сохраняли бы первоначальное усилие вечно. Но такого не происходит, и мы хорошо знаем, что теннисная струна «садится» после натяжки и во время игры, т.е. линейное усилие на ней уменьшается. Соответственно можно говорить, что натянутая струна находится в области пластических деформаций АВСD, особенно свеженатянутая.

Эта область ABCD нас и интересует больше всего, а до областей DЕК мы в теннисе просто не доходим.

При ударе мяч продавливает центральные струны, что увеличивает линейное усилие на струне и она немного удлиняется-утоньшается. Происходит мгновенное приращение напряжения, и по линейному усилию, и по сечению струны и мы сдвигаемся по диаграмме вправо.

Если во время удара мы находимся в области упругих деформаций (область ОА), струнная поверхность работает как простая пружина, которая линейно увеличивает свою жесткость при удлинении. Остаточной деформации не происходит.

Но если во время удара мы оказались в области правее точки А, в области пластических деформаций (зона АD), то жесткость струны во время удара увеличивается немного, непропорционально увеличению напряжения (область АВС), а может и вообще не измениться (область CD) и тогда мы получим повышенную эластичность и комфорт. Именно этот эффект я и замечал на струнах Head Hawk Touch, Tecnifibre Black Code. И назвал я его «лавинная эластичность», т.е. в последней фазе продавливания струнной поверхности мячом при сильном плоском ударе возникает явное увеличение эластичности, которое повышает комфорт и добавляет контроль. Но с каждым таким ударом возникает пластическая деформация струны и она немного удлиняется, что в итоге приводит к снижению усилия.  

Хочу заметить, этот эффект не проявляется при слабых натяжках. Сейчас пошла мода на экстремально низкие усилия натяжки, что я не считаю нормальным, струна плохо работает и не проявляет всех своих возможностей.

Динамическая жесткость — это отношение приложенного усилия к получаемому растяжению струны при ударных усилиях, т.е. за короткие промежутки времени примерно до 30 миллисекунд. Измеряется также в единицах силы к удлинению образца. Основной параметр струны, описывающий ее играбельность.

В своей статье Crawford Lindsey [1] пишет:

Самое важное физическое свойство струны - это её динамическая жесткость, способность струны удлиняться при коротких по времени нагрузке (до 30 мс). Статическая жесткость струны говорит нам, насколько она вытянется при увеличении натяжение струны.

Динамическая жесткость была измерена после того как струна была натянута до 28 кг (61,7 фунта). Струна была оставлена на 1000 секунд (16.7 минут) для измерения потерь напряжения во времени. Затем по струне ударяли сбоку молотком так, чтобы она растягивалась на дополнительные 6 мм (1/4 дюйма) в длину. Натяжение струн поднималось и опускалось в период около 30 мс, за это время молоток отскакивал от струны. Мы измеряли приращение напряженности dT, и приращение длины dL за время удара.

Динамическая жесткость, К определяется следующим образом:

К =dT/dL и он измеряется в фунтах/дюйм. Например, если напряжение увеличивается на 50 фунтов, когда воздействие молотка растягивает струну вдоль на 0,25 дюйма., тогда K = 50/0.25 = 200 фунтов/дюйм. Это типичный результат для нейлоновой струны. У очень жесткой струны, как кевлар, напряжение увеличилось примерно на 120 фунтов, когда он был растянут на 0,2 дюйма, таким образом, К = 120/0. 2= 600 фунтов/дюйм. Самая мягкая струна была натуральная, с К = 108 фунтов/дюйм.

Мы протестировали образцы струн длиной 320мм (12,6 дюйма), которые прочно удерживаются в металлических зажимах. Длина измерялась от точек входа в зажим. Молоток весом 1 фунт бил по каждой струне на скорости 8.63 ft/sec для того чтобы плотно сжать середину струны, имитируя эффект подачи мяча со скоростью около 120 миль в час. (Вес и скорость молотка были рассчитаны исходя из энергии мяча, распределенного на одну струну при выполнении подачи со скоростью 120 миль в час. Молоток отклонял струну вбок на расстояние около 1 дюйма, что приводит к продольному растяжению около 1/4 дюйма (Примечание: не путать величину бокового прогиба и продольное удлинение струны).

В результате чего измеренное значение К относится к струне длиной 12,6 дюйма. Если бы мы испытали струну в два раза длиннее, она растянулась бы в два раза больше, и К был бы вдвое меньшим, т.е. струна по ударным ощущениям была бы вдвое мягче.

При первом ударе несколько молекулярных связей разрываются, и струна растягивается немного дальше, чем обычно. После этого она успокаивается и тогда можно измерить К. Вот почему мы ударяли по струне молотком 10 раз. Динамическая жесткость немного варьировалась от первого удара до последнего, но не более чем на 3%. Величина K высчитывалась как среднее из всех 10 ударов на каждую проверяемую струну. 

Я выписал несколько значений динамической жесткости некоторых популярных струн:

Brand

String

k

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pacific

Prime Gut 16 (1.30)

74

G

  •  
  •  
  •  
     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Babolat

VS Natural ThermoGut 16 Touch

96

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Klip

Legend 16 Uncoated

101

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Head

FXP Tour 16

117

N+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IsoSpeed

Professional Classic 17

134

PF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Head

Reflex MLT 17 (1.25)

141

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tecnifibre

X-One Biphase 18

146

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Babolat

Xcel 16

151

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gamma

Live Wire 16

159

N+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tecnifibre

X-One Biphase 16

163

N+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Head

Hawk Touch 18 (1.20)

196

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Luxilon

ALU Power 125/16L

209

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tecnifibre

Black Code 4S 17 (1.25)

209

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Babolat

RPM Blast Rough 16

210

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solinco

Tour Bite 16L (1.25)

238

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Luxilon

4G 16 (1.30)

287

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По результатам измерений динамической жесткости, натуральная струна выделяется очень сильно, она имеет наименьшую динамическую жесткость (хотя её обычная статическая жесткость примерно равна обычным мультиволоконным струнам из полиэстера). Далее идут нейлоновые и полиэфирные мультиволоконные струны, которые чуть жёстче и за ними идут уже монополиэфирные струны. Ну а на вершине динамической жесткости находятся кевларовые струны.

Так как мы знаем, что по-прежнему натуральная струна является самой эластичной и комфортной струной мы понимаем, что именно динамическая жесткость и отвечает за комфорт и играбельность струны.

Текучесть струны – это удлинение и уменьшение толщины под нагрузкой.

При приложении усилия струна начинает удлиняться. Происходит переориентация макромолекул полимера вдоль силового поля. Кристаллиты начинают сдвигаться и перемещаться. Изменяется соотношение аморфной и кристаллической фазы струны. Большая часть этого удлинения происходит в первые 30-60 секунд вытяжки.

У струны есть два механических типа поведения, которые проявляются в зависимости от скорости вытяжения. Если мы будем струну вытягивать медленно, то появляется вязкоупругое поведение, которое требует времени и проявляется в удлинение струны. Но если мы будем бить по струне короткими ударами молотка или мяча, то будет проявляться упругое поведение и вязкоупругое поведение уходит на второй план. Поведение струны в зависимости от скорости вытяжки напоминает детскую игрушку типа лизуна, который при медленном сдавливание выглядит как тесто, а при сильном ударе является довольно жестким и прочным.

Производство струн и придание игровых свойств

Надо сказать, что струна в своей жизни вытягивается три раза и каждый раз вытяжка меняет её свойства. Первый раз это происходит при производстве, второй при натяжке, а третий в игре.

Нить получают из расплава полимера при температурах около 250 (температура расплава полимера может меняться довольно сильно) градусов Цельсия путем продавливания в экструдере через фильерные комплекты с последующим охлаждением до 50-60 градусов и вытягиванием с усилием.

Последующая «холодная вытяжка» является основным процессом придания нужных физических свойств волокну. Хаотичная аморфная структура полимера после охлаждения частично приобретает кристаллическую фазу, а вытягивание ориентирует кристаллиты по направлению вытяжки.

Именно на производстве в процессе «холодной вытяжки» задаются основные свойства струны. Вытяжка меняет в первую очередь соотношение аморфной и кристаллической фаз и ориентирует оставшиеся кристаллиты. Соотношение аморфной и кристаллической фазы полимера может меняться очень сильно (это задает производитель), но так как основную эластичность волокну придает именно аморфная часть, удалять ее из морфологической структуры нежелательно, иначе жёсткость струны будет слишком велика для тенниса.

Еще одно очень важное свойство вытекает из данной перестройки. Из изотропного полимера струна превращается в анизотропный, в котором жесткость по направлению ориентации значительно превышает жесткость в перпендикулярном. Смысл этого объясню позже.

Быстрая вытяжка против медленной.

Второй раз вытяжка воздействует на струну при установке на ракетку. Усилия при натяжке в среднем 20-30 кг.

 

На рисунке описана диаграмма растяжения струны первый и второй раз. Хорошо видна разница удлинения струны во время первой и второй вытяжки. В структуре струны после первого раза произошли изменения, часть кристаллитов уже перестроилась. Молекулярная структура уже немного упорядочивается, и кривая второй вытяжки идет ниже первой, т.е. удлинение под нагрузкой уже меньше. Именно так и работает машинный pre-stretch, который работает как «холодная вытяжка», ориентируя и упорядочивая структуру струны.

Если бы наши струны использовались в текстильной промышленности, или в другом месте, где требуются немного другие свойства (прочность на разрыв, отсутствие остаточного удлинения, или повышенная жесткость и др.), то «холодная вытяжка» или pre-stretch конечно полезен.  Большинство физических свойств волокна только улучшается.

Но если струну использовать для игры в теннис, то нужные свойства будут другие. Например, жесткость струнной поверхности не должна сильно отличаться от жесткости мяча, иначе передача энергии снижается, т.е. жесткость должна быть в определенных пределах. Опять же, при большой жесткости струнной поверхности время контакта с мячом уменьшается, соответственно ускорение мяча при столкновении с ракеткой сильно возрастает, а так как сила — это произведение массы на ускорение, то сила воздействия на игровую руку тоже возрастает, снижается комфорт, а это нежелательно. При слишком малой жесткости мяч проваливается и плохо контролируется.

Способы натяжки и их влияние на конечный результат

Но вся эта теория, лично мне еще интересна в практическом плане, как стрингеру. Как изменится конечная жесткость струнной поверхности в зависимости от методики натяжки?

В своей статье Crawford Lindsey исследует некоторые способы натяжки и их влияние на конечный результат.

На рис.3 показаны три разные иллюстрации того, как различные комбинации начальных усилий и техники натяжки могут привести к появлению множества разных натяжек. Две ракетки, натянутые на 60 фунтов с предварительной вытяжкой и без, будут очень разными. Предварительно растянутая ракетка будет намного жестче. Чтобы компенсировать это, надо сделать предварительную вытяжку, но начальное усилие надо сделать меньше, чтобы получить более мягкую струнную поверхность. Тогда вопрос, чем же все-таки будут различаться полученные ракетки?

Рисунок демонстрирует, как будут влиять способы натяжки на конечную жесткость струнной поверхности.

1). Три стартовых усилия 65, 55, 45 фунтов (метод натянуть/зажать). Более высокие стартовые усилия приводят к более быстрому последующему падению. На 65 фунтах струна потеряла 23,4%, при 55 потеряла 20,2%, а при 45 потеряла 15,3% натяжения за 30 секунд. Величина падение напряжение сильно зависит от начального усилия.

2). Три способа натяжки, начинающиеся с одного усилия, но использующие разную методику. Приведут ли они к одной жесткости струнной поверхности? Используя разные методы (быстрое зажатие зажима и с паузами по 30 и 60 секунд) они получат совершенно разную жесткость струнной поверхности после натяжки и выдержки несколько минут. Чем дольше стоит струна под напряжением (30с или 60с), тем меньше его потом теряется и более устойчиво напряжение с течением времени, но струна имеет большее конечное усилие, и получившаяся струнная поверхность будет более жесткой.

3). Два стрингера, начиная с разных усилий, но с использованием различных методов заканчивают при одинаковом конечном напряжении.

Это типичное поведение синтетических струн. При зажимании зажима сразу после натяжения основная потеря усилия происходит в первые 30-60 секунд.  Струна тянется пока она под напряжением. И в тот момент, когда вы закроете зажим и снимите усилие, она сразу начинает терять его.  Это принцип неопределённости стрингера, либо мы знаем усилие, либо длину.  Мы не можем точно знать и того и другого в определенный момент времени, что-нибудь одно всегда меняется.

Существует целый ряд комбинаций, которые в конечном итоге приведут к одной и той же жесткости струнной поверхности. Можно даже создать диаграмму, которая будет описывать окончательное напряжение струнной поверхности, достигнутое при использовании различных методик натяжки. Можно найти несколько комбинаций, которые достигают одного и того же равновесного напряжения после подходящего периода времени. Например, после 24 часов выжидания, при старте на 70 фунтов и зажатая в течение 3 секунд может быть такой же, как при старте 50 фунтов и выдержки 60 секунд, или 55фунтов на 30 сек, или 60 фунтов на 7 сек.

Следующая таблица показывает изменение свойств струны в зависимости от условий вытяжки.

В таблице показаны некоторые удивительные результаты.

Необходимо сделать некоторые обобщения.

  1. Чем дольше вы натягиваете струну при любом натяжении, тем больше она удлиняется и тем меньше становится диаметр.
  2. Струна при меньшем натяжении и натягиваемая в течение более длительного времени удлиняется больше и становится тоньше, чем струна, выдержанная при более высоком напряжении, но более короткий временной интервал.
  3. Если время вытягивания постоянно (например, 60 секунд в нашем случае), то изменение диаметра, длины, напряжения и конечного напряжения просто зависит от приложенного начального усилия.

 

Посмотрите на струну, натянутую до 70 фунтов и зажатую немедленно. Её напряжение и напряжение через 12 часов падает почти до 50-фунтовой струны, которую выдерживали 60 секунд. Получается, что остаточное усилие на первой струне через 12 часов, натянутой до самого высокого напряжения, равно той, что была натянута до самого низкого напряжения 50 фунтов, но выдержанной 60 секунд. Тем не менее, хотя и близко к тому же 12-часовому напряжению, удлинение и изменение диаметров были совершенно разными, что указывает на то, что внутренняя конфигурация молекулярного выравнивания, вероятно была разная. Если да, то они все будут играть немного по-другому, и не так, как если бы они были просто натянуты с разницей 20 фунтов.

Главный вопрос, эти ракетки будут играть одинаково? Если разные способы натяжки приводят нас в одно и то же место диаграммы, не все ли равно, как мы туда попали?

Автор на этом останавливается и не отвечает на свой главный вопрос, будут ли отличаться две ракетки с одинаковой жесткостью струнной поверхности, после выдержки, но полученные двумя разными способами? Стартовое усилие 70 и 50 фунтов, зажим сразу и после 60 секунд вытяжения на станке?

Что же делает pre-stretch?

Чтобы понять, как изменяются свойства полимера при вытяжке нужно знать, как получается полимер. В общих словах это так. Мономеры с помощью химических реакций связываться в длинные полимерные молекулы. При охлаждении расплава эти молекулы переплетаются сами с собой, запутываются в клубки и кристаллиты (ламели и фибриллы). Чем длиннее полимерная молекула (высокомолекулярные полимеры), тем больше образуется у нее перекрестных связей с соседями, и тем больше они запутываются и переплетаются. Если в состав высокомолекулярного полимера вводят еще и другие мономеры, то получаются сополимеры, свойства которых будут отличаться от родного полимера.  Мономеры между собой связаны с сильными ковалентными химическими связями, которые очень трудно разрушить. А вот смежные полимерные нити связаны между собой более слабыми вторичными ван-дер-ваальсовскими силами. Получается, что основа нашей струнной композиции - это длинные прочные цепи, слабо связанные друг с другом.

Мне видится аналогия с металлической губкой для посуды, когда свернутые в клубок металлические нити дают при растяжении небольшую жесткость, и хорошее удлинение. Но как только клубок распрямляется, жесткость резко возрастает, т.к. тянуться будет уже сама металлическая проволока, а у нее жесткость в тысячи раз больше исходного клубка.

Рисунок показывает, как во время «холодной вытяжки» полимерной струны при 50-60 градусов происходит значительное увеличение её жесткости и удлинение. На рисунке видно, как аморфная часть структуры перемежается с кристаллической, и структура меняет свою морфологию под действием силового поля вытяжки. На рис д) ламели полимера полностью выстроились по направлению вытяжки (жесткость данной структуры максимальна), но уже недалеко осталось до разрыва.

Из следующей таблицы хорошо видно, как ориентационная вытяжка сильно меняет свойства полимера.

Табл. Различие механических свойств невытянутого и вытянутого полипропилена.

Совершенно очевидно, что для тенниса нельзя использовать обе эти структуры. На ракетке неориентированное волокно будет напоминать привязанную резинку для денег, мяч в который будет проваливаться бесконечно, а полностью вытянутое и ориентированное - стальной тросик, который практически не растягивается при ударе и играть им очень некомфортно.  В реальности, перестройка структуры в производстве должна быть остановлена где-то в промежуточном положении.  Производитель должен подобрать соответствующий режим вытяжки (температура-скорость) для придания желательных свойств струне.

Я уже говорил, что категорически не рекомендую pre-stretch для полимерного моноволокна. Допускаю применения его лишь на натуральной струне, и то очень осторожно. Ориентация волокон в натуральных материалах закладывается на стадии роста и поэтому механизм вытяжки там другой.

Но как бы то ни было, во время эксплуатации струны при каждом ударе по мячу будет происходить дальнейшее упорядочивание структуры, что постепенно будет менять игровые свойства струны.

 

Сополимеры и их влияние на свойства

Сополимеры с разветвленной структурой с большим трудом организуются в кристаллы, их используют для увеличения соотношения аморфной фазы и получения нужной упругости струны.

Игровой период и умирание струны

Надо заметить, что в условиях теннисной игры процесс ориентирования и перестройки структуры струны на ракетке – конечен. Мне встречались ракетки с очень старой струной (5-10 лет), которые были с вполне приемлемым усилием, но совершенно неиграбельные.

На скорость переориентации влияет температура, величина заданного усилия, свойства полимера, стиль игры и др. Удивительно, но чем больше полимер ориентируется под действием силового поля, и вроде бы все физические свойства струны улучшаются, но тем не менее игровые свойства струны ухудшаются. Значит есть какой-то параметр, который не отслеживают в промышленном использовании волокна, но который существенно влияет на играбельность струны в теннисе. Его надо найти.

Опытным путем у меня набралось несколько типичных жалоб игроков на струны, которые внешне выглядят совершенно в порядке, но игрокам они перестали нравится. Я называю это состояние -- «мертвая струна» и происходит это после 1-20 игровых часов. Обычные игроки дают отзывы об умершей струне совершенно по-разному, частенько просто противоположно:

  • «Струны теряют усилие».
  • «Струны бьют по игровой руке».
  • «Струны стали жестче».
  • «Они бьют как доска»
  • «Струны теряют свою эластичность».
  • «Мои струны сильно двигаются и не возвращаются после удара».
  • «Плохой звук удара».
  • «Я не могу добить до сетки».
  • «Я не могу контролировать мяч».
  • «Я не могу удержать мяч на ракетке».
  • «Я не могу держать мяч на площадке».
  • «Струны мягкие».
  • «Струны жесткие».
  • «Я не могу нормально вращать».

 

Надо сказать, что термин «умирание» струны получил повсеместное распространение всё-таки не так давно, прямо скажем недавно, когда стали повсеместно появляться полиэфирные струны, которые были довольно жесткие и эффект потери эластичности и комфортности на них проявляются сильнее всего. Нейлоновые, и особенно натуральные струны так сильно не теряли в играбельности.

Интересно, что игроки профессионалы ставят струну на одну турнирную игру, т.е. они не выйдут на следующую игру со старой струной. Некоторые делают даже по несколько ракеток на игру. Они знают, что свежая струна играет лучше, они берут от струны «самую первую свежесть» и экономить на этом глупо. И когда струна уже придет к равновесию и выйдет на такое, своеобразное плато, они ее уже срезают. Это еще хорошо видно по тому, как турнирные игроки посещают турнирный сервис. Например, на Кубке Кремля игроки отборочного турнира добивали струны до разрыва (экономия), но как только начинался основной турнир рваных струн почти не было (призовые в основном турнире больше) и игроки уже не экономят на натяжке.

Большинство любителей в среднем меняют струну раз в 4-6 месяцев, и у них получается ровно наоборот, они быстро забывают ощущения свежей струны и далее играют уже до разрыва, т.е. используют струну на том плато, на котором про-игроки уже струну срезают.

Перпендикулярная жесткость

Я уже отмечал, что при ориентационной вытяжке происходят изменения свойств полимера в сторону анизотропии, т.е. свойства струны разные в продольном направлении в перпендикулярном. А т.к. в игре происходит постепенная и постоянная вытяжка струны с увеличением анизотропии свойств, то соответственно, в процессе эксплуатации струны перпендикулярная жесткость падает.

Наш любимый Crawford Lindsey отметил это изменение и провел некоторые измерения. Он решительно считает, что именно перпендикулярная жесткость, вкупе с увеличением трения в перекрестиях ответственна за ухудшение игровых свойств струны и жалоб со стороны игроков.

В своей работе стрингером и общении с клиентами я всегда отмечал невозможность струны возвращаться в исходное положение после ударов как основной критерий «умирания» струны, к тому же легко заметным игроку. За это как раз и отвечает перпендикулярная жесткость. Струна становиться как-бы «вялая» в поперечном направлении, в продольном все остается в порядке. А способность струны быстро и энергично возвращаться после крученого удара, является основным вращательным свойством струны. Отмечу, подобный эффект не всегда достоверно указывает на дохлую струну, бывают образцы с очень сильным трением в перекрестиях (Gamma, мультиволокно), у которых после ударов внешне струны выглядят неровными, но они все-таки сохраняют хорошую играбельность.

Заключение

Основной вывод, который я сделаю – все струны имеют конечный игровой ресурс. Он составляет от 2 до 20 игровых часов, в зависимости от уровня игрока и внешних условий. Высокие усилия, повышенная температура и ультрафиолетовое излучение сильно сокращают срок службы струны.

Pre-stretsh упорядочивает морфологическую структуру струны и уменьшает последующее снижение усилия на ракетке, но укорачивает игровой период струны.

На главный вопрос, поставленный Crawford Lindsey, я отвечаю так:

Две ракетки, натянутые с Pre-Stretch и без, и имеющие одинаковую жесткость струнной поверхности будут играть по-разному.

 

Литература.

[1] The Physics and Technology of Tennis Paperback by Howard BrodyRod CrossCrawford Lindsey