В лыжном спорте доли секунды часто определяют разницу между победой и поражением. Поэтому правильный материал может сыграть важную роль. Исследователи Фраунгофера смоделировали явления трения и скольжения между лыжами и снегом и разработали новые мази и основы - и таким образом создали сверхбыстрые лыжи.
Лучшего соревновательного дня и быть не может: солнце светит минус пять градусов, ветер тихий, снег идеальный, биатлонистка в отличной форме. Он среди лучших, он может выиграть гонку. Десятые доли секунды часто решают между победой и поражением - поэтому очень важна способность лыжи к скольжению. Это зависит от нескольких факторов, например от того, соответствует ли восковая смесь поверхности снега.
Скольжение проверенных лыж
Если вам нужны лучшие лыжи, вы должны понимать физические законы трения. Именно поэтому производители воска и базы для лыж полагаются на опыт исследователей Фраунгоферовского института механики материалов IWM во Фрайбурге. Они изучили скользящие свойства лыж и знают, как сделать лыжников особенно быстрыми.
«Снег, основа и воск образуют единое целое», - говорит профессор Маттиас Шерге из нового Центра микротрибологии в Карлсруэ. «Мы ничего не можем изменить в снеге, но мы можем адаптировать воск и основу к соответствующим условиям снега».
Эффекты скольжения на треке
Явления трения и скольжения анализируются исследователями с помощью специального метода: они используют аппарат для имитации контакта одиночного снежного кристалла с поверхностью. Они измеряют возникающее трение в зависимости от температуры. «Эффекты скольжения возникают на первых десяти-пятидесяти нанометрах базовой поверхности», - объясняет Шерге.
Исследователи также используют другое оборудование: лыжный трибометр. На нем кусок лыжи бежит по кругу по заснеженному стеклу. Это позволяет инженерам тестировать различные комбинации восков и основ и оптимально адаптировать их к таким условиям, как температура.
Новые воски и сверхбыстрые накладки
Финальная репетиция проходит в лыжном зале. Там биатлонисты проводят тесты на скольжение на 100-метровой тестовой трассе с заданным уклоном. Время измеряется - транспондер на ноге водителя гарантирует точные результаты. Так исследователи выясняют, на сколько тысячных долей секунды правильное сочетание парафина и основы делает лыжи быстрее.
Вместе с компанией Holmenkol и другими партнерами исследователи таким образом разрабатывают новые типы воска и сверхбыстрых каучуков.«Мы также поговорили со спортсменами и техниками, которые перед каждым соревнованием натирают лыжи воском», - говорит Шерге. «Только с их знаниями и опытом можно сделать лыжи с идеальным скольжением».