Почему едут лыжи

Речь в этой статье пойдет о лыжной базе. Но не о той, где собираются любители лыжного спорта до и после катания (а иногда и вместо катания), а о базе самой лыжи – ее скользящей поверхности.

Перед написанием этой статьи я попытался получить данные о базах разных производителей. Но кроме коммерческого названия никакой дополнительной информации найти не удалось. Видимо, это секрет. Поэтому я решил рассказать об этой теме, абстрагируясь от конкретных моделей лыж. В общих чертах, так сказать.

Все мы хотя бы раз в жизни видели лыжи. Некоторые из нас видят их очень часто. Но мало кто задумывается, почему же все-таки едут лыжи. И шутливый ответ: «По снегу!» - не раскрывает сути вопроса.

Для начала давайте рассмотрим тот самый шутливый ответ. Действительно, лыжи едут по снегу. Но снег ведь тоже бывает разный: сухой, влажный, старый, новый, порошкообразный, подмерзший и еще много какой. Соответственно, существуют разные типы скольжения. Всего их можно поделить на два вида – сухое и влажное скольжение.

Оптимальной температурой снега для скольжения лыжи является температура – 3 градуса Цельсия. Почему? Потому что при такой температуре тончайшая водяная пленка, на которой скользит лыжа, имеет оптимальные свойства, главное из которых – ее толщина. В идеале она должна составлять всего одну молекулу. Пленка образуется в результате трения поверхности лыжи о снег и плавления кристаллов снега.

При температуре снега ниже –3 градусов начинает преобладать сухое трение. Оно сопровождается накоплением статического электричества, которое притягивает лыжу к снегу.

При температуре выше –3 градусов образуются излишки воды. Это тоже препятствует хорошему скольжению вследствие капиллярного притяжения между водой на поверхности снега и лыжей.

Теперь, когда мы знаем о свойствах скольжения и его недостатках, разберемся, как борются изготовители лыж с данными трудностями.

Какими бы не были лыжи, для всех них скользящая поверхность изготавливается из пластика (полиэтилена) с добавлением графита (именно он придает базе черный цвет, содержание его в пластике колеблется от 10% до 3%), а так же фторуглеродов и разных специфических добавок. Чем больше графита, тем дороже лыжи и выше их класс. Бывают лыжи и с белой (прозрачной) базой. Такие базы совсем не содержат графит и, как правило, недороги. Зачем нужен графит? Во-первых, он снижает накопление электростатического заряда, что способствует улучшению сухого скольжения. Во-вторых, графит отлично проводит тепло. Это значит, что при высоких температурах он отводит образующееся при трении тепло от скользящей поверхности внутрь лыжи, препятствуя тем самым излишнему образованию воды при влажном скольжении. Как правило, большое содержание графита (от 8% до 10%) имеют так называемые «теплые» лыжи, так как капиллярное притяжение воды - более сильный фактор, снижающий скольжение, нежели статическое электричество. В универсальных базах графита от 7% до 0%, в «холодных» - около 4%.

Также существует два способа производства пластика для лыж: спекание (sintering) и экструзия (extrusion). Первым методом изготавливаются гоночные высококлассные лыжи. Вторым – соответственно лыжи среднего и низкого классов. Рассмотрим оба вида производства.

Спекание – это процесс полимеризации полиэтилена, графита и добавок - в кристаллическую структуру при высокой температуре и давлении. В результате спекания в кристаллической структуре остаются пространства, заполненные аморфным полиэтиленом и частичками графита. Температура плавления парафина и аморфного полиэтилена очень близки, поэтому база имеет свойство впитывать смазку. Большое количество смазки позволяет лыже дольше сохранять свойства скольжения, что требуется спортсменам-профессионалам. Смазка нужна для того, чтобы приспособить базу к конкретным снежным условиям, для выдачи наибольшей производительности, если можно так сказать.

Экструзия – это продавливание расплавленной полиэтиленовой массы через профилирующее отверстие. База получается гладкой, почти не имеющей пор. Она не способна впитать большое количество смазки. Зато такой способ изготовления значительно дешевле, что позволяет делать массовые модели лыж.

Спеченный и экструдированный пластики близки по твердости, однако спеченный пластик более устойчив к царапинам, но зато хуже поддается ремонту.

Для придания базам необходимых свойств на них наносят структуру. Для «теплых» лыж структуры делают более крупными, снижающими капиллярное притяжение воды. Для «холодных» - мелкими, увеличивающими площадь трения для образования оптимальной водяной пленки. Структуры наносят разными способами – абразивными камнями, алмазами, под компьютерным контролем.

Отдельно стоит в двух словах упомянуть разные типы смазок. Для сухого скольжения в холодную погоду используют твердые синтетические парафины с антистатическими добавками. Они долго держатся на базе, препятствуя ее «ожогу» о сухой снег. При влажном скольжении используют фторуглеродные смазки, так как фтор отталкивает воду и грязь.

Вот так, комплексно, производители добиваются результатов в борьбе с «неправильными» условиями скольжения. Мы же с вами, когда снова возьмем в руки лыжи, другими глазами посмотрим на их черную, как ночь поверхность. Имея информацию, которая изложена в этой статье, мы сможем лучше понять процессы, которые происходят при катании на лыжах. А значит, более грамотно подойти к вопросам выбора и подготовки лыж к катанию. Я желаю всем удачи и отличного скольжения!