КОНСУЛЬТАЦИИ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ФУТБОЛЬНЫХ ВОРОТ

Кандидат технических наук В.Г. Чернов
П.А. Золотов

Научно-производственное объединение "Биар"

Ключевые слова: конструкция ворот, лицевая линия ворот, профиль перекладины ворот.

В последние годы со стороны Международной федерации футбола (ФИФА) резко возросли требования к профессиональному уровню арбитров, обслуживающих матчи чемпионатов мира, континентов и олимпийских игр. Это не в последнюю очередь связано с тем, что ошибки арбитров нередко приводят к беспорядкам, учиняемым болельщиками на стадионе и за его пределами во время и после окончания матча, особенно в случаях, когда действия судей оказывают влияние на окончательный итог игры. Поэтому для обслуживания игр крупных международных турниров ФИФА проводит тщательный отбор арбитров из разных стран мира, устраивая им предварительное тестирование на специальных сборах. Однако и при такой системе отбора судьи иногда непреднамеренно допускают грубые ошибки, влияющие на окончательный исход матча.

Так, например, во время игры возникают ситуации, когда после сильных ударов мяч, представляющий собой упругое тело, попадая в перекладину ворот, отскакивает от нее за или в линию ворот, а затем вылетает в игровое поле¹. Из-за того, что продолжительность каждой такой ситуации измеряется 1-2 с, а судьи (главный и боковые), как правило, в это время находятся за пределами штрафной площади ворот, часто они принимают неверное решение по определению расположения мяча относительно линии ворот в момент его соприкосновения с грунтом. Ошибочность принятого судьями решения затем хорошо подтверждается видеоповтором данной ситуации.

ФИФА запрещает арбитрам во время проведения игр пользоваться видеоповторами спорных ситуаций, поэтому в настоящее время в руководящих футбольных кругах прорабатывается вопрос об увеличении числа арбитров, обслуживающих матч, на два человека, каждый из которых будет располагаться за воротами.

Авторы считают, что такую проблему, возникающую в ходе матча, можно решить другим способом, а именно - совершенствованием конструкции ворот.

Необходимо напомнить, что конструкция ворот, используемых в футболе, представляет собой стойки и перекладину, их соединяющую, а также устройство для крепления на них сетки. Стойки и перекладину изготавливают, как правило, из металлических труб, которые затем сваривают, или из деревянных брусьев квадратной или цилиндрической формы, скрепляемых между собой металлическими скобами. Поэтому мяч, попадая в нижнюю часть перекладины такой формы, отскакивает от нее в некоторых случаях под небольшим углом (не превышающим 10^о) к вертикали, проходящей перпендикулярно к полю через перекладину и лицевую линию ворот, ударяется о землю за линией ворот и за счет деформаций, происходящих при соприкосновении мяча и грунта с травяным покровом, выскакивает обратно в игровое поле.

Конструкция ворот, разработанная авторами, позволяет уменьшить угол подлета мяча к поверхности поля, расположенного за лицевой линией ворот, при его отражении от перекладины, за счет чего мяч не сможет вернуться обратно в игровое поле.

Сущность усовершенствования заключается в том, что перекладина ворот изготавливается с профилем либо кулачка, либо прямоугольного треугольника, при этом его скошенная грань направлена под углом к поверхности поля и находится с тыльной стороны ворот.

На рис. 1 показан круглый и квадратный (пунктирной линией), на рис. 2 - кулачковый и треугольный (пунктирной линией) профили перекладины. На этих же рисунках показаны конструктивные элементы ворот, представляющие собой стойки 1, переклади ну 2 и сетку 3 с устройством 4 для ее крепления, и траектории отскоков мяча от перекладины и от поверхности поля, расположенного за лицевой линией ворот, после нанесения по воротам ударов одинаковой силы и направленности.

Рассмотрим динамику движения мяча во время и после его попадания в перекладину обычного профиля и профиля, предлагаемого авторами.

Считаем, что мяч после удара футболиста попадает в перекладину, прикрепленную к стойкам ворот под некоторым углом a к ее вертикальной оси, так, что направление приложенной к нему силы удара футболиста Р₁ создает с центром поперечного сечения перекладины эксцентриситет "е". Из-за возникающих при этом крутящего момента М и сил упругости при деформации мяча о перекладину он отскакивает к поверхности поля на меньший угол b тогда, когда перекладина имеет кулачковый или треугольный (а не круглый или квадратный) профили за счет наклонной поверхности, расположенной с ее тыльной стороны. В этих случаях результирующая упругая сила деформации мяча Р₂ направлена перпендикулярно к наклонной поверхности перекладины, и поэтому b2< b1.

Обратный отскок мяча, побывавшего за линией ворот, в игровое поле происходит за счет большого значения (приближающегося к 90^о) угла b. Чем оно больше, тем меньше горизонтальная составляющая силы удара мяча P₃ о поверхность поля, расположенного за лицевой линией ворот, и, следовательно, меньшая площадь мяча соприкасается в начальный момент времени с поверхностью поля. За счет этого мяч оказывает на нее большее давление, и происходит наибольшая деформация поверхности поля, представляющей собой, как правило, мягкий грунт с травяным покрытием. Из-за этого в грунте образуется наклонная площадка (на рис. 1 ее расположение в грунте показано стрелкой) и сила отскока мяча P₄ от поверхности поля, направленная перпендикулярно к ней, заставляет мяч лететь не в сетку ворот, а в обратном направлении.

Уменьшая за счет наклонной поверхности перекладины угол b, удается увеличить горизонтальную составляющую силы удара мяча P₃ о поверхность поля и соответственно увеличить площадь их соприкосновения в начальный момент времени, тем самым предотвращая обратный отскок мяча в сторону игрового поля.

Применение данной конструкции ворот позволит арбитрам во время матчей не допускать некоторых специфических ошибок и тем самым повысить объективность и качество судейства на турнирах любого ранга.

¹ Мехико-86: события и размышления/ Авт.-сост. А.А. Горбунов.- М.: ФиС, 1987. - 192 с., ил.

Поступила в редакцию 29.01.98

  На главную    В библиотеку    Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!