Maximalt skidglid
Det slog ned som en bomb i skidkretsar när Leonid Kuzmin lade fram en lic-avhandling som visade att skidor glider lättare utan valla. Nu har materialforskare i Uppsala tagit itu med problemet från grunden.
I stället för glidvallning skrapas skidbelaget med en särsklid stålsickel.
Foto: Hans E Ericson
I höst har Sture Hogmark hållit en föreläsning över ett lite ovanligt ämne på Kungl Vetenskapsakademien i Stockholm. Titeln var: Maximalt skidglid - är vi på väg mot ett paradigmskifte?
Titeln slutar med ett frågetecken, och det är befogat. Drygt 30 år efter plastskidans genombrott vet vi fortfarande alldeles för lite om belag och vallning.
- Vi måste börja med att förstå hur kontakten mellan skidan och snön fungerar. Annars kan vi inte förklara varför det går tungt när det är riktigt kallt eller riktigt blidväder, säger Sture Hogmark, som ägnat hela sin karriär åt friktion, nötning och smörjning.
- Vallning är fortfarande väldigt mycket hokus-pokus - eftersom folk inte vet, fyller Mats Larsson i.
Han har disputerat på Hogmarks avdelning men jobbar sedan tre år tillbaka i Primateria, ett företag som skräddarsyr ytor på många typer av detaljer, bland annat i form av avancerad polering på verktyg.
Klassisk glidvallning innebär att glidvallan värms in i belaget och ytan sicklas. Detta bör upprepas minst två, tre gånger innan belaget borstas noga.
- Varför ska vi värma på glidvalla för att "mätta" belaget och sedan skrapa och borsta bort alltsammans innan vi ger oss ut och åker - när det ändå inte finns några porer som vallan kan tränga in i? Den största vitsen med traditionell glidvallning är nog mekanisk, att borstningen tar bort de värsta ojämnheterna i belaget, till exempel fibrer som nötts fram, menar Sture Hogmark.
En annan fråga är varför vi ska täcka ett mycket bra material (den högmolekylära, tätpackade polyeten, som finns under nästan alla skidor) med ett betydligt sämre (valla).
- Det kan man verkligen fråga sig, menar både Sture Hogmark och Mats Larsson.
Forskargruppen började med att titta på en högklassig tävlingsskida i mikroskop. Beräkningar visade att bara en dryg tusendel (!) av hela glidytan, 28 av 20 000 kvadratmillimeter, är i kontakt med snön i ett fast, maskinpreparerat spår.
- Att kontaktytan är så liten har de flesta ingen aning om. Men så här ojämnt är ett stenslipat belag, säger Sture Hogmark och visar en mikroskopbild i ett par hundra gångers förstoring.
Ytan ser ut som en berg- och dalbana eller ett större bergsmassiv. En använd skida ser ännu värre ut när en hel skog av fibrer har nötts fram.
- När belaget ser ut så här går det väldigt trögt. Kvalitén på stenslipning kan variera mycket, säger han.
Skidåkning handlar om friktion. För att skidan ska glida krävs en kraft som är större än friktionen. När friktionen övervinns deformeras ena ytan.
- I regel är det snön som deformeras, påpekar Sture Hogmark. Men snön blir hårdare ju kallare det är. Vid 12 minusgrader är snön dubbelt så hård som belaget. Att det glider så kärvt när det är riktigt kallt beror på att hårda snökristaller tränger in lite i belaget och orsakar repor. Dessutom är den vattenfilm, som alltid finns mellan snökristaller och skidbelag, väldigt tunn när det är så kallt, kanske 50 000 gånger tunnare än ett hårstrå!
- Det kan nästan kännas som att åka på grus, menar Sture Hogmark.
Vid 3-7 minusgrader glider skidorna allra lättast. Då är fortfarande kontaktytan mellan skida och snökristaller väldigt liten och vattenfilmen lagom tjock.
Om temperaturen fortsätter att stiga börjar det plötsligt gå tyngre igen. Snön blir mjukare. Den tunna vattenfilmen breder ut sig och ökar kontaktytan avsevärt. Det går allt tyngre att deformera vattenfilmen - vilket felaktigt upplevs som att skidorna "suger fast".
- När det är 15 minusgrader eller kallare skulle en helt slät skida glida lätt, men när det är fuktigt går det lättare om belaget är rillat i åkriktningen. Rillning, parallella fåror i belaget, hindrar att vattenfilmen breder ut sig och skidan "suger fast" i snön.
Redan till förra vintern tog Primateria fram en sickel, men den var inte helt idealisk. Hur den nya sickeln ska se ut i detalj vill Mats Larsson inte gå in på - av patentskäl.
I den pågående forskningen spelar en blivande civilingenjör och en begagnad frysbox viktiga roller. Inom sitt examensarbete har Peter Sturesson byggt en testutrustning för att mäta friktion och glid vid olika temperaturer, snöfuktighet och framför allt olika mönster på belaget.
- Jag kommer också att använda värmekamera och mikroskopi för att kontrollera kontaktytans storlek och karaktär, säger han.
Det handlar om att göra mätningar i konstant miljö, eliminera alla lösa antaganden.
Försöksklossarna kommer att sågas ur en sprillans ny tävlingsskida som forskarna fått av en ledande tillverkare. Praktisk feed-back kommer från Ronnie Löf, elitåkare från Högbo, som var med i tätklungan i 2007 års Vasalopp ända till 5 km före mål. Det blev till slut en 39:e plats.
Att dagens skidbelag skulle vara idealet tror inte Sture Hogmark.
- Det har ganska grov struktur och är svårt att få så slätt som man skulle önska för en optimal preparering. Men materialet är beprövat och ganska billigt. Tidigare provade man teflon på glidytorna, men det var för dyrt och inte tillräckligt slitstarkt.
Efter föredraget på Vetenskapsakademien var en åhörare väldigt glad över att han äntligen fått veta varför den nästan 100 kilo tunge finländaren Juha Mieto var så bra i mildväder.
- Mieto tjänade mycket tid utför. Där är det bra att vara tung i blötföre. Samtidigt var han väldigt stark att staka på slätmark.
Så jobbar vi med nyheter