Jak používat lyže s mohérem?

Lyže se srstí/mohérem místo stoupacího vosku

Zajímavá alternativa pro ty, kdo chtějí vyzkoušet běžky, vědí, že začínat se má klasikou, ví, že dobrý odraz je základem úspěchu, ale neví, jak správně namazat pomocí klasických stoupacích vosků...

Dobrá volba, protože jednoduché věci prostě fungují. Hladit kočku po srsti je hladké a příjemné. Hladit kočku proti srsti je zásek. A o zásek tady jde. Přesněji řečeno o odraz. O odraz na rovině a ve stoupání. Při sjezdu z kopce je srst naopak krásně uhlazená. A jede, a to je příjemné…A co víc, nic tady nelepí!

Srst/mohér je pouze ve stoupací zóne, ve které dochází k odrazu na rovině a při stoupání. Naopak kluzné zóny, od Vaší paty směrem k patce lyže a od vázání směrem ke špičce zůstávají hladké.

Ale jako všechno přirozené a přírodní mají i lyže se srstí/mohérem svoje limity. Na rozdíl od hladké skluznice lyže se srstí/mohérem vždycky trochu drhne (lyže s integrovanou srstí/mohérem trochu míň, lyže s dodatečně nasazenou srstí/mohérem trochu víc), srst je prostě srst. Srst podobně jako stoupací vosk umí taky namrzat. A věřte, že namrzlá srst je to poslední, o co máte při vaší první vyjížďce v bílé stopě zájem. Podobně jako stoupací vosky má i srst největší tendenci namrzat v proměnlivých sněhových podmínkách kolem nuly nebo při přechodu od vlhkého sněhu k teplotám pod bodem mrazu. Především v takových podmínkách, ale lépe vždy je dobré srst/mohér ošetřit speciálním roztokem proti namrzání…

Lyže se srstí/mohérem tedy znamenají: dobrý odraz, přiměřený skluz, minimální přípravu, impregnaci (minimálně při teplotách kolem nuly)!

Co byste měli o lyžích se srstí určitě ještě vědět:

• Pokud se rozhodnete pro lyže s integrovanou srstí/mohérem, pak vězte, že se lyžování s kožíškem už nezbavíte… Srst je tam na pořád a nedá se bez poškození podstaty lyže odstranit. Časem by Vás mohla začít štvát, že to z kopce fakt moc nejede…

•      Pokud zvolíte dodatečně upevňované stoupací pásy se srstí/mohérem, pak byste se při nákupu měli zajímat především o to, jak se takový stoupací pás na lyži upevňuje. Bývá to podobné jako se sněhovými řetězy u aut: jsou takové, u kterých to jde náramně snadno, a takové stoupací pásy je možné před delšími sjezdy „zdemontovat“ a před delšími stoupáními opětovně namontovat. Jsou ale takové, kde už první montáž v teple chalupy je horor, a jakákoli další manipulace ve venkovních podmínkách je prakticky nemožná. Při nákupu vždy trvejte na názorném upevnění na lyži, nenechte se odradit argumenty, že stoupací pásy jsou v originálním uzavřeném obalu…

• Srst/mohér se upravuje pouze speciálními přípravky pro ni určenými (přípravek proti namrzání, přípravek pro lepší skluz, přípravek na čištění atd.), na srst nelze aplikovat běžné stoupací vosky, ani běžné mycí prostředky!  

Mýty a omyly při strukturování, aneb jak správně používat manuální struktury - část II. silný vodní film

Mýty a omyly při strukturování, aneb jak správně používat manuální struktury

 

Část II. – mýty, omyly a paradoxy strukturování na mokrém sněhu

 

Začneme silným vodním filmem, který vytváří tzv. sací efekt, tedy kapilární krčky, které mají tendenci přisát se k hladkému povrchu skluznice a nepustit se.

 

Silný vodní film se vytváří v okamžiku, kdy se mezi jednotlivými sněhovými zrny či krystaly vytváří tzv. volná voda, tedy ve chvíli, kdy vodní film na povrchu jednotlivých sněhových zrn či krystalů je natolik silný, že se začíná „přelévat“ do volného – vzduchem vyplněného – prostoru mezi sněhovými zrny či krystaly.

 

Za těchto podmínek nám výrobci lyžařských vosků a servisních přípravků doporučují používat hrubé struktury. Dle jejich názoru umožňují tyto hrubé struktury, aby silný vodní film, který se mezi skluznicí lyže a sněhovou pokrývkou v dané chvíli nachází, lépe či snadněji „odtékal“ díky hrubým širokým drážkám. Tímto rychlejším a efektivnějším „odvodněním“ má být zlepšen skluz na silném vodním filmu. Klíčem k lepšímu skluzu je tedy dle výrobců vosků a přípravků lepší odtékání a efektivnější odvodnění.

 

Kam se ale poděl sací efekt, který je hlavní „brzdou“ při skluzu na silném vodním filmu?  Že by odtekl společně s efektivněji odvedenou vodou? Asi všichni tušíme, že toto nebude to správné vysvětlení.

 

Sací efekt nikam nezmizel, kapilární krčky se u silného vodního filmu mají tendenci přisávat k hladkému povrchu a držet lyži přisátou. A právě hrubá struktura, tedy široké a hluboké drážky zabraňují vytváření velkoplošných kapilárních krčků mezi povrchem skluznice a povrchem sněhové pokrývky tím, že hladkou plochu skluznice rozdělují ostrými hlubokými vrcholy. Díky tomu pak dochází k zásadnímu omezení sacího efektu, a tím k zásadnímu zlepšení kluzných podmínek. Klíčem k lepšímu skluzu na silném vodním filmu je tedy zabraňování tvorby velkoplošných kapilárních krčků.

 

U sněhu ale nebývá – bohužel, nebo možná bohudík – nic úplně jednoduché. Vytváření velkoplošných kapilárních krčků nejlépe zabraňují lineární struktury, které v podélném směru rozčleňují – jinak hladký – povrch skluznice na drážky a vrcholy, které nejsou kapilární krčky schopné překonat. Důležitá je přitom nejenom šířka a více, ale také hloubka. Čím širší a hlubší, tím efektivnější překážka. Pro klasický styl žádný problém, pro bruslení jsou však hluboké a široké lineární drážky nevhodné, a proto je zde nutné hledat kompromis, kterým mohou být hrubé šípovité struktury. Ty nezabraňují tvorbě velkoplošných kapilárních krčků zdaleka tak efektivně, jsou ale mnohem výhodnější pro šípovitý pohyb při volném stylu.

 

Struktury na mokrém sněhu u lyží pro klasický styl

 

Čím širší a hlubší drážky, tím efektivnější překážka pro tvorbu kapilárních krčků, a tím lepší skluz na silném vodním filmu u klasického stylu. Je tomu opravdu tak? Je i není! Neboli někdy je, ale jindy není 

 

O tom, kdy tomu tak je, a kdy tomu tak není, rozhodují dvě veličiny: velikost sněhových zrn či krystalů jako veličina číslo jedna a soudržnost či nesoudržnost sněhových zrn či krystalů jako veličina číslo dva.

 

Na vysoce soudržné sněhové pokrývce, kdy jsou jednotlivá sněhová zrna i přes velké množství volné vody silně provázána, nehraje velikost zrn žádnou zásadní roli, a platí zde: Čím širší a hlubší drážky, tím efektivnější překážka pro tvorbu kapilárních krčků, a tím lepší skluz na silném vodním filmu u klasického stylu. Tyto sněhové podmínky se mohou vyskytovat na silně zledovatělém sněhu, který náhle a prudce povolil. Sníh už obsahuje velké množství volné vody, ale sněhovou pokrývku tvoří stále spíše ledové plochy než jednotlivá – byť velká a oblá – sněhová zrna.

 

Jsou-li sněhová zrna nesoudržná, tedy volně pohyblivá, ale jsou-li velká a oblá, pak i zde platí: Čím širší a hlubší drážky, tím efektivnější překážka pro tvorbu kapilárních krčků, a tím lepší skluz na silném vodním filmu u klasického stylu. Max. rozteč vrcholů u nejhrubší struktury jsou 3 mm, což je naprosto běžná velikost jednotlivých zrn u tzv. hrubozrnného sněhu, kdy jednotlivá velká oblá sněhová zrna plavou v jakémsi láku tzv. volné vody. Jednotlivá zrna jsou tedy dostatečně velká na to, aby i přes svou značnou pohyblivost neucpala široké a hluboké drážky, které by v důsledku toho přestaly plnit svoji funkci při zabraňování tvorby velkoplošných kapilárních krčků, ale navíc by bylo znemožněno i výrobci vosků a servisních přípravků vyzdvihované odvádění vody. K těmto sněhovým podmínkám patří např. klasické jarňáky, tedy hrubozrnný sníh s velkými oblými zrny a velkým podílem volné vody.

 

Mnohem napínavější začne být celá situace ohledně hrubých struktur, tedy širokých a hlubokých drážek pro silný vodní film u mokrého sněhu ve chvíli, kdy se začne průměrná velikost sněhových zrn zmenšovat. A jsou-li tato drobnější zrna navíc ještě dostatečně pohyblivá, pak je s hrubými strukturami na silném vodním filmu na průser zaděláno. Drobnější pohyblivá sněhová zrna velmi rychle ucpou široké a hluboké drážky a jakýkoli dobrý skluz je v hajzlu! Jediná možnost, jak zabránit této tragédii, je použít na starém mokrém jemnozrnném sněhu takovou strukturu, jejíž rozteč mezi jednotlivými vrcholy je menší, než je průměrná velikost jednotlivých sněhových zrn, aby nedošlo k ucpání či zanesení drážek, a to bez ohledu na to, zda jemnější struktura ne zcela efektivně zbraňuje tvorbě velkoplošných kapilárních krčků.

 

Pokud jde zmenšování sněhových zrn ruku v ruce se soudržností, a tedy nepohyblivostí sněhových zrn, pak stojí za to riskovat a zvolit i na jemnozrnném mokrém sněhu hluboké a široké drážky, které efektivně zabrání velkoplošným kapilárním krčkům a dobře odvedou vodu. Tato situace může např. nastat, když do hutného a velmi hustého jemnozrnného sněhu začne náhle pršet, ale sníh se ještě nerozmočil natolik, aby se vazby mezi jednotlivými zrny rozpustili.

 

Naopak opravdu krušno začne být, pokud je efekt drobných sněhových zrn, tedy vlastně krystalů zesílen ostrými hranami nového krystalického sněhu, který je ale dostatečně mokrý na to, aby vytvářel silný vodní film. Ostré sněhové krystaly bezpečně ucpou i relativně jemné drážky, které už budou pouze a jenom drhnout. V takové situaci je lepší nechat skluznici úplně bez drážek a se silným sacím efektem bojovat raději jinými prostředky. Tyto sněhové podmínky mohou nastat, když do nového čerstvého sněhu začne náhle pršet.

 

Nový krystalický sníh, který se nelepí a vlivem přejíždějících lyží se neuhlazuje do skleněné až ledovaté stopy, se – bohudík – vyskytuje opravdu velmi zřídka!

 

Struktury na mokrém sněhu u lyží pro volný styl

 

Problematika struktur na mokrém sněhu, tedy na silném vodním filmu u lyží pro volný styl se řídí stejnými fenomény a veličinami jako problematika struktur na silném vodním filmu u lyží na klasický styl, avšak s tou výjimkou, že paleta nástrojů, tedy struktur, kterými můžeme na danou problematiku reagovat je mnohem menší.

 

Tato skutečnost, tedy menší paleta možných struktur nám umožňuje následující generalizaci: kluzné podmínky u lyží na volný styl budou na silném vodním filmu vždy o něco horší než u lyží na klasiku!

 

Hrubé lineární struktury jsou u lyží na volný styl nepoužitelné. U středních lineárních struktur je použití u lyží na volný styl nutné dobře testovat, stejně jako použití hrubých šípových struktur. Zbývají nám tedy střední a jemné šípové struktury a těmi žádnou díru do světa – tedy alespoň co se zlepšení kluzných podmínek na silném vodním filmu pro lyže na volný styl – neuděláme!

 

A na co se můžeme těšit příště? Podíváme se na některé mýty a paradoxy strukturování na slabém vodním filmu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Čemu věnovat pozornost při koupi, používání a údržbě lyží s mohérem?

 Desatero pro mohéristy alias skinaře

 

Aneb čemu věnovat pozornost při koupi, používání a údržbě lyží s mohérem

1.    Skiny jsou určeny pro klasický styl běžeckého lyžování.

Lyže s mohérem neboli skiny jsou lyže na klasiku, tedy na klasický styl běžeckého lyžování, tedy lyžování ve stopách. Skiny nejsou tedy vhodné na bruslení, neboli volný styl. Ne že by se na nich nedal kousek odbruslit, ale mohér bude prostě drhnout...

Lyže tedy musí být o něco delší a jejich tvrdost musí přibližně odpovídat Vaší váhové kategorii.

2.    Skiny jsou určeny primárně pro strojově upravené běžecké stopy.

Lyže s mohérem jsou primárně určeny pro strojově upravené stopy, a nikoli pro volný terén nebo ostatními lyžaři vyšláplé stopy. Aby mohér fungoval, potřebují se jeho vlákna při odrazu zachytit sněhových vloček nebo zrn a při následném skuzu se jich zase pustit. Tento předpoklad bude spíše fungovat ve strojově upravených lyžařských stopách. Ne že by se s mohérem nedalo jezdit ve volném terénu nebo v pouze “prošlápnutých” stopách, ale nebude fungovat zdaleka tak dobře...

Nemá tedy úplně smysl kupovat tzv. turistické skiny, tedy širší a robustnější běžky s levnými typy skluznice, určené primárně pro pohyb mimo strojově upravené lyžařské trasy. Skiny dávají větší smysl u lyží určených do upravených stop - užší subtilnější lyže s celkově lepší skluznicí.

3.    Skiny jsou primárně určeny pro kristalické a jemnozrnné druhy sněhu. U nového vlhkého sněhu preparovat proti namrzání!

Lyže s mohérem poskytnou spolehlivý odraz pouze za určitých podmínek - koneckoncců se pořád jedná o alternativu k universálním stoupacím voskům. Jak jsme zmínili již výše, aby mohér fungoval, potřebují se jeho vlákna při odrazu zachytit sněhových vloček nebo zrn a při následném skuzu se jich zase pustit. Sněhová zrna nesmí tedy být příliš velká a oblá, sníh nesmí obsahovat příliš velké množství volné vody, stopa nesmí být hladká mýdlovitá či dokonce sklněně ledovatá, stopa nesmí být čistý led... Skiny se primárně hodí pro krystalické a hutné jemnozrnné druhy sněhu. U nového vlhkého sněhu mají skiny tendenci namrzat, a proto je zde velmi důležitá preparace proti namrzání.

Neočekávejte prosím proto, že skiny budou fungovat dobře za všech podmínek. Tak to není a nikdy nebude.

4.    Na lyže s mohérem nikdy neaplikujte běžné stoupací vosky! Nikdy! Žádné! Na mohér je nutné aplikovat speciální prostředek proti namrzání! 

Na lyže s mohérem nelze aplikovat běžné stoupací vosky - ani tuhé, ani klistry, ani tekuté, ani stoupací pásku... A to ani v těch případech, kdy mohér jednoduše nefunguje, např. na vodou prosycených jarnácích nebo na ledovatých firnech. Jednou mohér, navrždy mohér! Lyže s mohérem je naopak nutné ošetřovat proti namrzání, a to speciálními přípravky.

5.    Na lyže s mohérem je nutné - alespoň tu a tam - aplikovat kluzné vosky, a to nejen pro zlepšení kluzných vlastností, ale také pro ochranu skluznice!

Lyže s mohérem jsou lyže na klasiku, tedy skluznice se dělí na tři části, dvě kluzné a jednu stoupací, ve stoupací části se nachází právě mohér. Zatímco na lyže s mohérem nikdy neaplikujeme běžné stoupací vosky, je nutné - alespoň tu a tam - ošetřit kluzné zóny kluzným voskem, zvlášť pokud skluznice začne šednout. Skluznice lyží s mohérem podléhá jako každá skluznice oxidaci a vysušování, je třeba na ni aplikovat kluzné vosky. Mohér je pouze náhrada za stoupací vosky, nikoli kluzné vosky!

6.    Přímo na mohér se nesmí aplikovat ani kluzný vosk! Nikdy! Žádný! Ani ten tekutý!

Kluzný vosk však smíme aplikovat pouze do kluzných zón, tedy do těch částí skluznice, kde není mohér. Na mohér se kluzný vosk nesmí aplikovat, ani ten tekutý, ani ten, který se zažehluje, ani ten který se nanáší nasucho. Na mohér se neaplikuje žádný kluzný vosk. Kluzný vosk patří pouze na hladké části skluznice, kde není mohér. Tam se naopak aplikovat musí.

7.    I volné části skluznice v okolí mohérového pásku v mazací komoře je nutné chránit proti oxidaci!

Trochu problém jsou části skluznice v okolí mohérového pásku. Ve středové části lyže, v tzv. mazací komoře jsou z výroby vyfrézovány dvě podélné drážky, do kterých se vkládají vlastní mohérové pásky. Okolo těchto podélných drážek se pak nachází běžná skluznice lyže, a to včetně žlábku. U běžných lyží na klasiku se také do tzv. mazací komory tu a tam aplikuje kluzný vosk, který se za účelem odrazu následně překryje stoupacím voskem. Kluzný vosk se do mazací komory aplikuje z důvody ochrany skluznice před působením oxidace. U mohérových lyží se tyto drobné části skluznice ve stoupací komoře v okolí mohérových pásku ošetřují velmi špatně. I tak ale doporučujeme tyto drobné oblasti skluznice preparovat alespoň tekutým kluzným voskem, aby se předešlo úplné degradaci těchto částí skluznice. Kluzný vosk by se však neměl dostat na mohér. Rozsáhlejší preparaci této oblasti můžete provést při výměně mohérového pásku, zde ale bude problém s přilnavostí lepidla na “navoskovaný” povrch.

8.    Na kluzné zóny lyží s mohérem můžeme použít běžný smývač, následně ale musíme aplikovat kluzný vosk, pro stoupací zónu s mohérovým páskem musíme použít speciální smývač.

 

I lyže s integrovaným mohérem se musí čas od času omýt, omýt je třeba jak kluzné zóny, tak stoupací zónu s mohérovým páskem. Kluzné zóny můžeme mýt běžným přípravkem na mytí skluznic, po omytí kluzných zón smývačem je však nutné na kluzné zóny aplikovat kluzný vosk, jelikož běžné smývače skluznici lyže enormě vysušují (skluznice po použití smývače více či méně zešedne). Pro stoupací zónu s mohérovými pásky je však nutné použít speciální smývače, které nerozpouštějí lepidlo, kterým jsou mohérové pásky přilepeny do podélných drážek. Po omytí mohérového pásku smývačem je nutné mohérový pásek naimpregnovat.

 

9.    Doporučujeme kupovat pouze takové lyže s mohérem, kde je možné mohérové pásky snadno a rychle vyměnit a kde jsou náhradní sady dostupné a cenově přijatelné. Informujte se dopředu!

 

Musíme předpokládat, že také mohérový pásek se dříve či později “ojede” a ztratí své původní vlastnosti. Bude čím dál tím méně umožňovat spolehlivý odraz, a to i za ideálních podmínek pro mohérový pásek (krystalický či jemnozrnný sníh se stále ostrými krystaly nebo zrny a s vysokou hustotou). Čím více budeme běžkovat na ledových firnech či umělém sněhu, tím rychleji se mohérový pásek opotřebuje. Při koupi lyží s mohérem je tedy nutné dbát na možnost výměny mohérových pásků. Již před vlastní koupí se informujte na to, jak se pásek mění a zda je náhradní sada běžně dostupná a kolik stojí. Ano, zeptejte se také na to, kolik náhradní sada mohérových pásků pro daný typ lyží stojí...

 

10. Po odstranění starého pásku doporučujeme podélné drážky odmastit a lehce zdrsnit smirkovým papírem pro lepší přilnavost nového pásku.

 

Vlastní výměna mohérového pásku by neměla být složitá záležitost. Před odstraňováním starého mohéru doporučujeme pásek buď nahřát (např. horkovzdušnou pistolí) nebo lepidlo pásku narušit běžným smývačem pro snadnější odstranění. Po odstranění starého pásku doporučujeme podélnou drážku zbavit zbytků lepidla, odmastit a lehce zdrsnit smirkovým papírem, po zdrsnění je nutné podélnou drážku opět vyčistit. Mohérový pásek má zpravidla samolepící spodní stranu. Po vlepení pásku do drážky doporučujeme nějakou dobu počkat, než začneme lyže používat na sněhu.

 

Tolik asi k praktickým otázkám ohledně mohérového pásku. A na co se můžeme těšit příště? Kde se vlastně mohér vzal? A proč mohér je a zůstane pouze z nouze cnost…

 

 

 

Jaké rozlišujeme režimy tření mezi skluznicí a sněhem?

Mýty a omyly při strukturování, aneb jak správně používat manuální struktury

 

Část I. – režimy tření

 

Abychom mohli problematice strukturování skluznic běžeckých lyží lépe porozumět, musíme si uvědomit několik základních skutečností, a sice:

 

      I.         Strukturování, bez ohledu na to, zda se provádí technikou broušení s odběrem materiálu, nebo tlačení s přetvářením materiálu, představuje vždy pouze jeden z prostředků pro ovlivnění kluzných vlastností skluznice, a to tzv. mechanický prostředek.

    II.         Jednotlivé prostředky pro ovlivňování skluzu, bez ohledu na to, zda mechanické, chemické nebo smíšené se vždy musí odvozovat či vztahovat k základním principům tření mezi skluznicí lyže a sněhovou pokrývkou.

   III.         Základní principy tření mezi skluznicí lyže a sněhovou pokrývkou definují fyzikální, mechanické, chemické či tribologické podmínky, za kterých se kontakt, nebo chcete-li skluz, mezi skluznicí lyže a sněhem odehrává.

  IV.         Podmínky konkrétního principu tření pak definují rozhodující vlastnosti či parametry, které skluz za daných podmínek nejvíce či nejintenzivněji ovlivňují.

    V.         Zvolenými mechanickými, chemickými či smíšenými prostředky – a strukturování k nim rozhodně patří – se pak snažíme ovlivnit právě tyto rozhodující vlastnosti či parametry, které skluz v daném principu tření definují či nejvíce ovlivňují.

Bez pochopení těchto souvislostí nemůžeme nikdy dobře pochopit problematiku strukturování…

 

Dost bylo přemítání! Kontakt mezi skluznicí lyže a sněhovou pokrývkou se řídí třemi základními principy tření, a to 

1)    hydrodynamickým principem tření,

2)    smíšenými principem tření a 

3)    hraničním principem tření. 

Obrázek č. 1: schématické znázornění základních principů tření, zdroj: D.A. Moldestad, Some Aspects of Ski Base Sliding Friction and Ski Base Structure, Dr. Thesis, 1999

 

V rámci každého principu tření pak zpravidla existuje několik podružných mechanismů, jako např. optimální či okrajový smíšený princip tření.

 Obrázek č. 2: schématické znázornění závislosti tření mezi povrchem skluznice a povrchem sněhové pokrývky na tloušťce vodního filmu, zdroj: D.A. Moldestad, Some Aspects of Ski Base Sliding Friction and Ski Base Structure, Dr. Thesis, 1999

 

Hydro-dynamický režim tření

Obrázek č. 3: schématické znázornění hydrodynamického režimu tření, kde jsou oba pevné povrchy odděleny vodním filmem, zdroj: N.H. Haaland, Nano Ski Wax, Effects and Benefits, Master Thesis, 2013

 

Teoretický rámec

 

Hydrodynamický princip tření je charakterizován silným vodním filmem. Silný vodní film způsobuje, že povrch skluznice, tedy asperity na povrchu skluznice, a povrch sněhu, tedy asperity na povrchu sněhu, se vůbec nedotýkají. Celá hmotnost lyžaře je nesena vodním filmem. Skutečná kontaktní plocha mezi skluznicí a sněhem se rovná nebo blíží skutečné ploše skluznice. Kontaktní plocha má tedy maximální velikost.

 

 

Hlavní zdroje tření

• sací síly
• kapilární krčky
• smykové síly uvnitř vodního filmu

Sací síly

• jsou hlavním zdrojem tření, skluznice lyže se k vodnímu filmu na povrchu sněhu, který vykazuje extrémní smáčivost, “přicucává” a vodní film ji nechce pustit
• tyto síly jsou obrovské, umí víceméně zastavit rozjetého lyžaře 
• příklad 1: vybavte si, co se stane, když na jaře vjedete z lesního umrzlého úseku do sluncem rozbředlého sněhu
• příklad 2: vybavte si, co se stane, pokud postavíte skleničku s vínem na vlhkým hadrem otřený skleněný konferenční stolek

Kapilární krčky

• jakmile překonáte hlavní sací sílu, která drží oba povrchy těsně u sebe (sklenička “přilepená” ke konferenčnímu stolku), je nutné ještě překonat sílu tzv. kalipárních krčků
• kapilární krček znamená, že přisátá voda se “nepustí” hned, ale jakmile se oba přisáté povrchy od sebe začnou oddalovat (např. lyžař začne po skluzu zvedat nohu pro přípavu dalšího odrazu), začne se vodní film - po překonání hlavní sací síly - jaksi “natahovat” (trochu jako žvejkačka), krček začne někdě ve středu slábnout, až se přetrhne
• a síla potřebná k přetržení kapilárního krčku, přirozeně brzdí, “zastavuje” lyžaře

Smykové síly uvnitř kapaliny

• ty se projevují hlavně při vlastním skluzu - když skluznice lyže klouže po vodním filmu na povrchu sněhu
• uvnitř kapaliny působí síly, které je nutné při pohybu jaky “přestřihnout”, aby skluznice lyže mohla klouzat dopředu
• velikost těchto sil je dána primárně vlastnosti vodního filmu, v našem případě specifickým vodním filmem na povrchu sněhu

Veličiny ovlivňující velikost hlavních třecích sil v hydro-dynamickém režimu

• smáčivost
• kontaktní úhel
• hydrofobie
• kontaktní plocha
• drsnost
• aquaplaning
• hydrodynamický tlak a proudění uvnitř kapaliny

Smíšený režim tření

Obrázek č. 4: schématické znázornění smíšeného režimu tření, kde jsou oba pevné povrchy částečně odděleny vodním filmem a částečně se dotýkají, zdroj: K. Kalle et. Col., Charakterisation of the Contact between Cross Country Skis and Snow: a Micro-Scale Study Considering the Ski Base Structure, 2023

 

Teoretický rámec

 

Smíšený režim tření je charakterizován na straně jedné vodním filmem, který částečně odděluje oba povrchy, mezi nimiž dochází ke tření, na straně druhé dílčím kontaktem obou povrchů v oblasti asperit. Vodní film ve smíšeném režimu není tak silný, aby oba povrchy oddělil zcela, má však dostatečnou tloušťku na to, aby byl schopen přenášet podstatnou část zatížení, které na skluznici lyže přenáší lyžař. Ve smíšeném režimu je tedy část zatížení vytvářená hmotností lyžaře přenášena vodním filmem a část dílčím kontaktem povrchů v oblasti asperit. Skutečná kontaktní plocha mezi skluznicí a sněhem není zdaleka tak velká jako v hydrodynamickém režimu, ani zdaleka tak malá jako v režimu hraničním. Skutečná kontaktní plocha se v odborné literatuře odhaduje na cca 50% plochy tzv. kontaktních oken.

 

Hlavní zdroje tření

• valivé tření
• kinematické tření
• elastické tření
• smykové síly uvnitř vodního filmu

S ohledem na velmi nízké hodnoty koeficientu tření v tzv. smíšeném režimu tření, zvláště pak v tzv. optimálním smíšeném režimu tření se v nejnovějších výzkumech předpokládá mezi povrchem skluznice a povrchem sněhu tzv. valivé tření na straně jedné a minimální smykové síly uvnitř vodního filmu na straně druhé.

Předpokládá se, že za podmínek smíšeného režimu působí v místech kontaktu mezi skluznicí lyže a sněhové pokrývky relativně malý tlak a sněhová pokrývka je za sněhových podmínek, ve kterých se primárně vyskytuje smíšený režim tření, tvořena na molekulární úrovni různě velkými a tvrdými „kulovitými“ částicemi. Obě okolnosti – relativně malý tlak a kulovité částice na molekulární úrovni – pak umožňují valivé tření, které je výrazně nižší než běžné kinetické tření.

Smykové síly uvnitř vodního filmu jsou rovněž relativně malé, jelikož vodní film přenáší pouze část zatížení. Smykové síly uvnitř vodního filmu jsou navíc „přerušovány“ přímými kontaktními místy, jejichž plocha však může být ve srovnání s hraničním režimem větší, a proto zde působí nižší tlak.

Přítomnost vodního filmu a valivého kontaktu navíc prakticky vylučuje vznik elektrostatického náboje. Díky vodnímu filmu a valivému tření prakticky nehrozí, že by mohlo doházet k rozsáhlejším trvalým deformacím na straně sněhové pokrývky. Oděr kluzného vosku a základního materiálu skluznice je rovněž malý.

Všechny výše popsané okolnosti způsobují, že právě za smíšeného režimu tření je možné docílit optimálních kluzných podmínek a minimálních hodnot koeficientu tření.

Veličiny ovlivňující velikost hlavních třecích sil ve smíšeném režimu tření

• hydrofobie
• kontaktní plocha
• drsnost
• hydrodynamický tlak a proudění uvnitř kapaliny
• tvrdost povrchů

Hraniční režim tření

Obrázek č. 3: schématické znázornění hraničního režimu tření, kde se oba pevné povrchy přímo dotýkají v oblasti asperit, zdroj: N.H. Haaland, Nano Ski Wax, Effects and Benefits, Master Thesis, 2013

 

Teoretický rámec

 

Hraniční princip tření je charakterizován běžnými prostředky neměřitelným vodním filmem. Absence vodního filmu způsobuje, že nerovnosti či asperity na povrchu skluznice a nerovnosti či asperity na povrchu sněhové pokrývky jsou v přímém kontaktu. Celá hmotnost lyžaře je nesena tzv. kontaktními body v místech, kde se asperity obou povrchů dotýkají. Skutečná kontaktní plocha mezi skluznicí a sněhem je tedy součtem plochy těchto kontaktních bodů a představuje pouze zlomek celkové plochy skluznice lyže. V odborné literatuře se uvádí hodnoty v rozpětí 0,4 až 4% skutečné plochy skluznice.

 

Hlavní zdroje tření

• kontaktní síly
• adhezivní a kohezivní síly
• třecí síly
• statické tření
• kinematické tření
• viskózní tření
• elastické tření

Nejprve je nutné překonat kontaktní síly vyplývající z přímého kontaktu obou povrchů. Čím menší je kontaktní plocha a čím těžší je lyžař, tím větší tlak bude působit v kontaktních místech a tím větší budou kontaktní síly. Kontaktní síly definují tzv. statické tření. Jakmile je statické tření překonáno, lyže se dá do pohybu a začne klouzat po povrchu sněhové pokrývky, začne působit kinematické tření, které je zpravidla výrazně nižší než tření statické. Velikost kinematického tření je opět definována především kontaktní plochou, tlakem, který v místech kontaktu působí, a rychlostí, jakou se lyžař pohybuje. S ohledem na charakter sněhové pokrývky začne být kinematické tření takřka neprodleně doprovázeno třením viskózním a elastickým. Sněhová pokrývka se v důsledku tření začne totiž velmi rychle deformovat. 

V hraničním režimu tření rozlišujeme mezi tzv. permanentní či trvalou a elastickou či dočasnou deformací sněhu. K deformaci sněhu dochází v případě, že tvrdost a pevnost skluznice je vyšší než tvrdost a soudržnost sněhové pokrývky. 

Trvalá deformace sněhu je buď tepelná nebo mechanická. Při tepelné deformaci dochází k tání asperit na povrchu sněhu v důsledku třecího tepla generovaného tření. Roztavené asperity přispívají k produkci vodního filmu v kontaktních místech mezi sněhem a skluznicí. Při mechanické deformaci dochází buď k ustřihnutí nebo odlomení asperit sněhových zrn či krystalů nebo k vylomení celých zrn nebo krystalů ze sněhové mřížky. Elastická deformace sněhu se odehrává v povrchové mikro-vrstvě sněhu. Elastické deformaci vděčíme za relativně dobré kluzné podmínky i v rámci hraničního režimu tření. Bez elastické deformace by byla jízda na lyžích mnohem náročnější.

Překročí-li však tvrdost sněhu tvrdost skluznice, začnou se asperity na povrchu sněhu zařezávat do povrchu skluznice. V této situaci začne sníh „pluhovat“ skluznici, oděr vosku i skluznice je enormní. Za těchto podmínek je pohyb na lyžích enormně náročný.

Veličiny ovlivňující velikost hlavních třecích sil v hraničním režimu

·      tvrdost povrchů

·      kontaktní plocha

·      drsnost povrchů

·      tlak v kontaktních místech

·      třecí teplo generované v kontaktních místech

·      trvalé a elastické deformace povrchů

·      statická elektřina

Přijde Vám to složité? Nebojte, není to tak hrozné… Mezi základními principy tření a strukturami existují relativně jednoduché a srozumitelné provazby! Žádná magie to není!