Teorie skluzu, část I. - slepé uličky

 Teorie skluzu – část I., slepé uličky 

 

Abychom mohli správně provádět servis lyží pro zlepšení skluzných vlastností na sněhu či ledu, měli bychom – vedle mnoha dalších znalostí, např. těch o sněhu a vlivech počasí, těch o skluznicích a jejich složení, těch o vlastnostech lyží a způsobu přenášení zatížení a silových účinků od lyžaře, přes stavbu lyže až po skluznici klouzající po sněhové pokrývce, těch o složení a aplikaci nejrůznějších skluzných prostředků – znát alespoň základní principy, na základě kterých se skluz mezi povrchem skluznice a sněhové pokrývky odehrává.

 

Ano, dnes bude řeč o principech tření mezi povrchem skluznice a sněhové či ledové pokrývky.

 

Na úvod si musíme říci, že bádání a výzkum v této oblasti jsou extrémně komplikované, v důsledku čehož docházelo – a bohužel stále dochází – k četným zjednodušením, v jejichž důsledku nebyly a nejsou informace o podmínkách skluzu mezi lyží a sněhem právě příliš spolehlivé.

 

Na úvod se tedy připomeneme některé ze slepých uliček a omylů.

 

Testování na ledu

 

Většina starších odborných či vědeckých prací popisujících či zkoumajících podmínky skluzu mezi povrchem skluznice a povrchem sněhové pokrývky čerpala svá experimentální data z testů a zkoušek na ledu.

 

Důvod byl a je velmi prostý. Sníh podléhá enormně rychle velmi složitým transformacím, které je velmi složité podchytit. Důvodem je komplexnost sněhové pokrývky, která je tvořena 1) pevnými částicemi, tedy různě velkými a různě tvarovanými sněhovými krystaly a zrny, 2) vzduchovými kavitami o různé velikosti a různého celkového poměru ve sněhové pokrývce, 3) primárně při teplotách vzduchu nad nulou tzv. volnou vodou vyskytující se v prostorech mezi zrny a krystaly nebo přímo na povrchu sněhu, 4) propojujícími či provazujícími prvky, které dílem pružně a dílem křehce provazují a propojují jednotlivé pevné částice do matrice či rastru. 

 

Změny / transformace či metamorfózy sněhové pokrývky pak vedou ke změnám podmínek testů. Testy za proměnlivých zkoušek nejsou validní.

 

Proto se celá řada výzkumníků uchylovala k ledu. Transformace u ledu jsou jednak mnohem pomalejší, jednak se led mnohem jednodušeji reprodukuje. Led je tedy ve srovnání se sněhem velmi stabilní a snadno reprodukovatelný.

 

Dlouho se myslelo, že výsledky z testů a zkoušek prováděných na ledu platí, s drobnými korekcemi pro podmínky na sněhu, vždyť sníh je koneckonců tvořen ledem.

 

Bohužel se ale ukazuje, že tento předpoklad byl velmi nesprávný. Podmínky tření na ledu a sněhu se zásadním způsobem liší, a to tak zásadním způsobem, že informace získané ze zkoušek a testů na ledu jsou pro podmínky na sněhu prakticky nepoužitelné.

 

Testování v laboratořích na malých vzorcích

 

Aby se pro testy a zkoušky zajistily co možná nejpřesnější a nejlépe kontrolované podmínky (teplota vzduchu a sněhu, vlhkost, podíl vody, struktura sněhu / ledu atd.) prováděla se měření v laboratořích na zařízeních zvaných tribometry.

 

Aby však bylo možné měření realizovat v laboratorních podmínkách, bylo nutné reálné lyže (běžecké či sjezdové) zásadním způsobem zmenšit. Vznikly tak vzorky lyží pro laboratorní zkoušky vyrobené ze stejných materiálů jako lyže skutečné (tělo lyže, skluznice, hrany, patka, inserty atd.), nicméně mnohonásobně zmenšené.

 

Bohužel se také ukázalo, že výsledky získané na mini-vzorcích používaných v laboratořích se významně liší od podmínek na skutečných / reálných lyžích. Zkrátka a dobře mini-lyže se na sněhovém či ledovém povrchu chová úplně jinak, než lyže reálné velikosti a tvaru.

 

Zjištění, že výsledky získané v laboratořích pomocí mini-lyží jsou pro praxi a reálný popis podmínek skluzu mezi skluznicí lyže a povrchem sněhu či ledu nepoužitelné, vedlo k zavedení tribometrických zařízení, která umožňují testovat v laboratorních, tedy kontrolovaných a replikovatelných podmínkách reálně lyže. Vznikl tak např. large scale tribometer in Innsbruck umožňující testování skutečných lyží za kontrolovaných a replikovatelných podmínek.

 

Zajíždění stopy

 

Asi největší problém pro replikovatelnost testů prováděných na sněhu (od testů na ledu se na přelomu století začalo upouštět) je tzv. zajíždění stopy, a to jak při testech laboratorních, tak při testech polních.

 

Sníh je látka, která velmi rychle podléhá velmi komplexním transformačním procesům. Zkrátka a dobře sníh se neustále mění a přetváří. Sníh se přetváří a proměňuje také tím, že se ve stopě jezdí. Jinými slovy: druhý pár testovaných lyží již jede v jiné stopě, než ve které jel pár první. Jsou sněhové podmínky, kde jsou transformace povrchu sněhu velmi rychlé a rozsáhlé, existují také sněhové podmínky, které jsou spíše stabilní a změny probíhají spíše pomalu, nicméně změny – rychlé a zásadní nebo pomalé a drobné – probíhají vždy.

 

Zajíždění testovacích stop a jejich proměny vlivem skluzu projíždějících lyží je téma, se kterým je nutné se zjevně smířit.

 

Kontaminace testovacích stop

 

Servisní team jednoho tuzemského národního teamu jezdí pravidelně testovat nové lyže, skluznice a skluzné přípravky do tunelu v Oberhofu, Německo.

 

Po jednom rozsáhlém testování těsně před začátkem sezóny „Rybis“ uvedl, že společně s nimi testovaly ve skluzné stopě další dva teamy, ale že je to „OK“, protože stoupací přípravky se testovaly ve stopě jiné.

 

Když si uvědomíme, 1. že každý přípravek se musí otestovat v několika jízdách, 2. že mnoho přípravků – zvláště liquidů a speederů – drží na skluznici spíše silou vůle, než chemickými vazbami, 3. že každý průjezd více či méně proměnil testovací stopu po tribologické stránce, 4. že desítky až stovky průjezdů, při kterých se do testovací stopy uvolňovaly nejrůznější chemické látky, proměňovaly testovací stopu chemicky i fyzikálně, 5. že servisní team našich biatlonistů nemohl tušit, co v testovací stopě zkouší další teamy, tedy že podstatná část chemických látek, které se do stopy uvolňovaly, byly neznámé, pak mohli kluci šikovní jít raději někam na dobré pivo, neb posezení u vychlazeného Kozlíka s přáteli by bylo zcela jistě mnohem smysluplnější 

 

Závěr

 

Získávání spolehlivých a věrohodných informací o podmínkách skluzu mezi povrchem skluznice a sněhové pokrývky je velmi složité. Nicméně i slepé uličky evoluce jsou pokrokem. Tedy s výjimkou diletantismu v podání českého biatlonového servisního týmu. To je pouze ztráta času a mrhání prostředků 

 

 

 

Kde se vzaly, tu se vzaly skiny! Část IV.

 JAK ZLEPŠIT ÚČINNOST LYŽÍ SKIN

 

Aby výrobci toto pásmo, kde mohér může fungovat, alespoň trochu rozšířili, uchylují se k opatřením, které bohužel zhoršují skluz.

 

Jedním z těchto opatření je prodloužení tzv. stoupací komory, tedy části skluznice, ve které je mohérový pásek aplikován (jako náhrada stoupacího vosku), i do těch oblastí skluznice, které zůstávají trvale v kontaktu se sněhovou pokrývkou, tedy do tzv. skluzných částí skluznice. Zní to nesrozumitelně, ale je to tak. Základní princip pohybu na běžeckých lyží při klasickém stylu je přenášení váhy. Při odrazu se převážná část hmotnosti lyžaře přenáší pouze na jednu lyži, primárně do její střední části, která se v důsledku tohoto zatížení dostává do kontaktu se sněhovou pokrývkou. Při následné fázi skluzu dojde k rovnoměrnému rozložení hmotnosti lyžaře na obě lyže, v důsledku čehož přestane být středová část lyže neboli stoupací komora neboli oblast, ve které se aplikují stoupací vosky nebo mohérový pásek, v kontaktu se sněhovou pokrývkou. Pokud se však stoupací vosky nebo mohérový pásek aplikují i mimo oblast stoupací komory, tedy mimo oblast skluznice, které má být v kontaktu se sněhovou pokrývkou pouze při plném zatížení lyže, pak stoupací vosk nebo mohérový pásek zůstává v trvalém kontaktu se sněhovou pokrývkou, což podstatným způsobem zlepší podmínky pro odraz, zároveň ale výrazně zhorší skluz lyže.

 

Další strategie, jak rozšířit účinnost skinů, je délka vlasu, respektive míra, jak moc či málo chloupky ze skluznice vyčnívají. Čím více chloupky ze skluznice vyčnívají, tím lépe mohou navazovat sněhové krystaly. Také stoupací vosky se mohou aplikovat ve více vrstvách. Toto opatření má hned dvě nevýhody. Čím více chloupky mohéru ze skluznice vyčnívají, tím větší je pravděpodobnost, že zůstanou v kontaktu se sněhovou pokrývkou také ve fázi skluzu, tedy že budou „dřít“. Čím delší jsou chloupky a čím více vyčnívají, tím rychleji se opotřebovávají. Není výjimkou, že po delší trase na velmi abrazivním firnu se vám chloupky mohéru odřou až na základ.

 

Výrobci se samozřejmě také snaží dále zdokonalovat tvar, hustotu, materiál a provedení mohérových pásků. Nový potenciál přinášejí lyže bez mazací komory, kde prakticky celá skluznice funguje jako odrazová i skluzná zóna. Jestli je to ale krok kupředu či zpět, ukáže až čas…

 

 

ZÁVĚR

Skiny nejsou nic víc, ani nic míň než relativně zdařilý pokus, jak zjednodušit mazání běžeckých lyží na odraz. Bohužel – nebo vlastně Bohu dík – je paleta sněhových podmínek tak široká a pestrá a transformace sněhu tak různorodá a rychlá, že žádný universální prostředek není schopen tuto paletu a variabilitu kvalitně a spolehlivě pokrýt. Proto i skiny neboli lyže s mohérovým páskem zůstanou pouze kompromisem s relativně úzkým pásmem sněhových podmínek, kde opravdu fungují. Ale ve srovnání s ostatními pokusy o universální řešení, jak zajistit spolehlivý odraz a rozumný skluz, jsou skiny pokusem relativně zdařilým, a to zvláště pro turistické účely.

 

Kde se vzaly, tu se vzaly skiny! Část II.

Kde se vzaly, tu se vzaly skiny…

JAK MOHÉR VLASTNĚ FUNGUJE?

 

Abychom si mohli na tuto otázku odpovědět, musíme si nejprve vysvětlit, jak takové skiny vlastně fungují. Mohérový pásek se nachází pouze v tzv. stoupací komoře, tedy v místech, kde se u běžných lyží na klasiku nanáší stoupací vosk. Mohérový pásek tedy nahrazuje stoupací vosk. Jak ale takový stoupací vosk, a tedy mohérový pásek má vlastně správně fungovat?

 

Stoupací vosk aplikovaný ve stoupací či odrazové komoře musí být dostatečně lepivý na to, aby na sebe ve fázi odrazu „navázal“ či „nalepil“ sněhové krystaly či zrna a umožnil tak odraz při plném zatížení lyže, zároveň však nesmí být příliš lepivý na to, aby umožnil ve fázi navazujícího skluzu snadné či hladké „setření“ sněhových krystalů, které se na stoupací vosk v předchozí fázi odrazu navázali.

 

Pokud je stoupací vosk málo lepivý, nenaváží se sněhové krystaly na stoupací vosk vůbec, nebo pouze nedostatečně a lyže podkluzuje, je-li stoupací vosk naopak příliš lepivý, naváží se sněhové krystaly vosk příliš intenzivně a nedojde k jejich následnému oddělení či setření ve fázi skluzu, v tomto případě lyže drhne – sníh nalepený na stoupací vosk zhoršuje nebo zcela znemožňuje skluz.

 

A ačkoli by si mnozí z nás přáli, aby mohérový pásek fungoval na jiném – hlubším či sofistikovanějším – principu, fungují také lyže s mohérovým páskem neboli skiny na úplně stejném principu. Chloupky mohéru musí krystaly sněhu ve fázi odrazu při plném zatížení lyže navázat a umožnit tak odraz, následně pak ve fázi skluzu snadno pustit a umožnit jejich setření, a tedy skluz.

 

V čem je tedy problém, stoupací vosk i mohér fungují na stejném principu, mohér ale na rozdíl od stoupacích vosků ani nepodkluzuje, ani nenamrzá… V čem je tedy problém?

 

Zatímco stoupací vosky reagují na nekonečnou paletu sněhových podmínek prakticky nekonečnou paletou různých stoupacích vosků, různými délkami stoupací komory a různými tloušťkami naneseného stoupacího vosku, má mohér k dispozici pro tutéž nekonečnou paletu sněhových podmínek – počínaje čerstvě napadlým prachovým sněhem při teplotách pod nulou, vlhkým či lehce mokrým novým vatovým sněhem při teplotách kolem nuly, přes staré znečištěné hrubozrnné mokré až vodou nasáklé jarňáky až po ledovaté, hladké či extrémně abrazivní firny – pouze a jenom jeden typ vlasu či chloupků, bez možnosti měnit délku pásu nebo výšku vlasu.