">
Прикладные науки Технология
Информация о работе

Тема: Современные средства подготовки классических лыж с использованием традиционной и инновационной методики

Описание: Анализ литературных источников. Уход за скользящей поверхностью. Насыщение. Кондиционирование. Регулярный уход за скользящей поверхностью. Восстановление повреждений. Структура лыж. Работа смазки. Сухое и влажное трение. Электростатическое трение.
Предмет: Прикладные науки.
Дисциплина: Технология.
Тип: Курсовая работа
Дата: 25.08.2012 г.
Язык: Русский
Скачиваний: 16
Поднять уникальность

Похожие работы:

Курсовая работа

на тему:

«Современные средства подготовки классических лыж с использованием традиционной и инновационной методики (лыж с системой ZERO)»

Москва 2012 Содержание

Введение……………………………………………………………………...3

Глава I. Анализ литературных источников по теме исследования….......5

1.1.Современные средства подготовки классических лыж с использованием традиционной и инновационной методики (лыж с системой Zero)………………………………………………….………….......7

Заключение……………………………………………………….…….……27

Список использованной литературы ………………………………...…...28

Приложение………………………………………………………………….30

Введение

В современных лыжных гонках, как и в остальных видах спорта, высокие технологии уже давно играют важную роль. В лыжных гонках на сегодняшний момент зачастую всего лишь сотые доли секунды отделяют победителя от проигравшего. Это во многом зависит от качества инвентаря и его подготовки. Ведь на современном этапе подготовленность высококвалифицированных спортсменов находится примерно на одном уровне, и результат спортсмена напрямую зависит от правильно подобранного лыжного инвентаря. Даже рациональная техника передвижения на лыжах зависит от правильно выбранной пары лыж (с учетом метеорологических условий), а так же от грамотно подобранной лыжной смазки. Для гонщиков экстра-класса, которых разделяют десятые доли секунд в завоеванной по значимости медали в современном спорте, подготовка лыж с использованием традиционной и инновационной методики имеет решающее значение.

В настоящее время все больше соревнований по лыжным гонкам, как и другим лыжным видам спорта, в связи с изменением климатических условий в сторону потепления проводятся в температурных условиях, близких к 0*С. Снег, при температурном режиме, близком к нолю значительно отличается по своему строению и свойствам. В результате чего требуется особенный подход к подготовке лыж для соревнований.

На данный момент ведущие фирмы выпускают огромное количество различных моделей лыж с использованием различных технологий подходящих как для теплой погоды и влажного снега, так и для морозного сухого снега. Именно в них надо разобраться и найти оптимальный вариант подборки лыж для наиболее часто встречающихся погодных условий. Цель данной курсовой работы – проанализировать современные средства подготовки классических лыж с использованием традиционной и инновационной методики (лыж с системой ZERO).

К сожалению, результаты новейших разработок ведущей фирмы мира FISHER по производству лыж с системой ZERO держатся в секрете, недостаточно научно-методической литературы, поэтому данная работа будет опираться на практический опыт спортсменов, использующих лыжи с системой ZERO.

Данная работа учитывает потребности спортсменов высокой квалификации и содержит сведения о том, как использовать на практике лыж с системой ZERO. Глава I. Анализ литературных источников

Наскальные изображения, датируемые каменным веком (Норвежский музей, г. Осло), а так же остатки древних лыж, найденные в канадских болотах, подтверждают то, что лыжам, по крайне мере - 4 - 5 тысяч лет[18]. Первыми настоящими лыжниками были, по-видимому, представители племен, исторически связанные с обитателями Северной Европы и Сибири.

Древние обитатели Южной Европы, скорее всего, не были знакомы с лыжами, хотя известно, что еще 2 тысячи лет тому назад у кавказских племен были снегоступы для передвижения в горах, о чем свидетельствует Страбон [8,9].

У наших древнейших предков лыжи были довольно примитивны. Главной задачей таких лыж являлась ходьба по глубокому снегу, поэтому они были большой длины до 3 м., шириной до 15 см., весом до 5 кг[1].

По мере того, как лыжи становятся прогулочным средством, совершенствуются модели лыж, появляются более легкие и удобные.

В начале XX века, начали проводиться соревнования по лыжным гонкам, что дало толчок бурному развитию технологии изготовления лыж. Появляются лыжи, изготовленные из различных пород деревьев. В середине ХХ века фирмы, выпускающие лыжи, начали использовать полимерные материалы. Первоначально это был лейкопласт, который использовался фирмой «Ярвинен» для облегчения лыж. С начала 1970 года появляются в большом количестве и ассортименте различные по своим свойствам полимерные материалы. Производители лыж стали использовать их в качестве скользящей поверхности и силовых элементов в конструкции лыж. Применение полимеров в производстве лыж произвело настоящую революцию в лыжных гонках[18,2].

Поскольку модифицированный полиэтилен по скользящим характеристикам на много превосходит лучшие породы дерева, произошел большой скачек в скорости лыжных гонок. Изменилась техника передвижения, что в свою очередь существенно повлияло на подготовку лыж и методику подготовки лыжников – гонщиков[4].

Сейчас очень популярен графитовый пластик. Главное его достоинство в том, что он лучше работает при сухом холодном снеге, поскольку уменьшает накопление статического электричества, а при влажном снеге надежнее препятствует проникновению грязи, поскольку имеет более твердую поверхность [6].

С давних времен человек искал средства для улучшения скольжения лыж по снегу. Так, еще в древности охотники Северных районов нашей страны для более быстрого передвижения подбивали скользящую поверхность лыж шкурами оленя, лося. Однако на таких лыжах не всегда и не по любому снегу можно было легко и быстро передвигаться.

Например, по жесткому снегу или снежному насту они плохо скользили и быстро выходили из строя, так как подшитые к ним шкурки быстро изнашивались. Человек начал изыскивать новые средства для улучшения скольжения[2,3].

В начале лыжи натирали воском, парафином, стеарином, а иногда и животным вазелином. Со временем, когда смазывающие вещества начали применяться в спортивных соревнованиях, началось изготовление лыжных мазей. Рецепт и технология их изготовления постепенно совершенствовались. Наиболее характерная особенность мазей тех времен заключалась в том, что в их состав в основном входили растительные масла, различные воски, твердые и жидкие смолы, животный жир и другие средства. Для улучшения добавляли тальк, а для устранения проскальзывания лыж – рисовую муку.

В 1914 г. в Норвегии было разработано несколько рецептов мазей, использование которых позволяло лыжникам довольно уверенно передвигаться в условиях пересеченной местности[20]. Результат в лыжных гонках в настоящее время в большой степени зависит от лыжной смазки. Причем роль лыжной мази в последние годы, пожалуй, все более возрастает в связи с тем, что величина тренировочных нагрузок, как по объему, так и по интенсивности близко подошла к своему пределу[22].

1.1. Современные средства подготовки классических лыж с использованием традиционной и инновационной методики (лыж с системой ZERО).

Гоночные классические лыжи [см. приложение 1]. Очень быстрые благодаря алмазной обработке скользящей поверхности. Базовая обработка парафином и минимальное расхождение жесткости в паре обеспечивает отличное держание в подъем и скольжение. Модель Zero для классического стиля имеет специальную вставку под колодкой для идеального отталкивания при температуре около 0*С [см. приложение 2].

Благодаря инновационным технологиям, лыжи Zero в сложных погодных условиях обеспечивают отличное скольжение. Сердечник Air Core Carbonlite и карбоновые вставки на носке и пятке снижают инерцию. Компьютерный контроль жесткости - технология CFC - позволяет очень точно подобрать лыжи в паре. Алмазная обработка скользящей поверхности испытана на этапах Кубка Мира[25].

Что же представляют классические лыжи Fisher с системой Zero?

Классические лыжи Fisher с системой Zero предназначены для соревнований в тяжелых погодных условиях при температуре около 0*С и теплее. Для лыж с системой Zero разработан уникальный конец DTG, обладающий прекрасным скользящим свойством. Это идеально подходит для постоянно меняющихся погодных условий снега. У классических лыж Zero RCS есть специальная волосатая основа, которая «держит» в сложных погодных условиях[29]. Зона колодки сделана из комбинации двух материалов, обеспечивающих отличное держание в подъемы и скольжение на протяжении всей дистанции. Поэтому перед гонкой наждачной бумагой поднимают ворс основы, равномерными круговыми движениями с небольшим давлением, таким образом, по внешности это напоминает бархат. Можно добавить немного мази[28].

Лыжи Zero RCS отлично зарекомендовали себя на чемпионатах мира. Девять из десяти финишеров, включая лучшие три на Чемпионатах мира 2009-2010 гг. на дистанции 15 км. использовали эти уникальные лыжи[32].

Сильнейшие лыжники-гонщики мира наслаждаются победами благодаря инновационным и ультрасовременным лыжам Zero[29].

Но как бы хороша не была структура лыжи, необходимо подобрать смазку.

В природе существует много различных факторов, влияющих на скольжение лыж. Кроме того вопросы подбора и испытания лыжных мазей и подготовки лыж, являются с научной и технической точек зрения, весьма сложными.

Существенные изменения произошли в технологии подготовки лыж перед тренировочными занятиями и соревнованиями. Созданы и успешно применяются специальные приборы, которые дают возможность лучше - с учетом индивидуальных особенностей спортсменов, погодных условий, состояния трасс лыжных гонок и некоторых других факторов - осуществлять смазку лыж.

Широкое применение новых лыжных мазей и парафинов - с фторовыми добавками, силиконом и специальными порошками, значительно улучшает качество скольжения лыж[3].

В разных странах созданы современные, отлично оснащенные спортивные базы в горах. Лыжные трассы, проложенные в высокогорье, позволяют спортсменам в летний и осенний периоды существенно увеличить количество тренировочных занятий, проводимых на снегу.

Более широкой популяризации лыжных гонок в различных странах в числе других мер, предпринимаемых ФИС, способствует и то, что наряду с соревнованиями в этом виде спорта на зимних Олимпийских играх и чемпионатах мира стали регулярно проводиться и многоэтапные - в течение всего сезона - соревнования в лыжных гонках на Кубок мира, этапы которых организуются в разных местах.

Так, на процесс трения лыж по снегу и на поведение лыжной смазки оказывает влияние очень большое количество различных факторов: состояние снежного покрова, температура воздуха и снега, влажности воздуха и снега, подготовка трассы и др.

Для овладения искусством подбора лыжных мазей необходимо знать природу и самого снега. Первая отправная точка при выборе мази - замер температуры воздуха в тени. Это необходимо сделать в нескольких точках вдоль трассы, особо учитывая то, какая точка является наиболее критической. Надо учитывать, что, достигнув точки замерзания, температура снега дальше расти не будет, как бы, не поднималась далее температура воздуха. В этом случае лучше использовать температуру воздуха и обратить внимание на определение содержания воды в снеге. Влажность важна, но скорее как локальная тенденция климата, а не как необходимость каждый раз измерять ее процентную величину.

Важно знать только, проходят ли соревнования в зоне сухого климата со средней влажностью до 50 %; нормального климата с влажностью 50 - 80% или влажного климата с влажностью от 80 до 100%.

Помимо этого надо отметить ситуацию, когда выпадают осадки. Употребление многих мазей или парафинов (например, графитовых) напрямую зависит именно от уровня влажности[14].

Изучив показатели окружающей среды можно приступать к непосредственной подготовке лыж. Снег – настоящий «небесный дар», он выпадает в бесконечно разнообразных видах. Снег также называют «горячим веществом», так как он, по сравнению с другими веществами, очень близок к своей точке плавления (даже при температуре в минус 20оС). Поэтому снег очень чувствителен к внешним воздействиям, также как ветер, солнце, облака и т.д., он постоянно меняться[23].

Для того чтобы лыжи как можно лучше скользили по снежной поверхности, состав смазки должен быть идеально подобран к основному состоянию снежной поверхности [см. приложение 3]. Приведем, показанные в приложение 3, основные виды снежной поверхности и их характеристики:

Новый снег

При низких температурах кончики и края снежных кристаллов вызывают сильное трение у скользящей поверхности. При температуре около 00С кристаллы снега быстро теряют форму и, находясь в полу растаявшем состоянии, приводят к образованию большой контактной поверхности между лыжами и снегом, таким образом увеличивая эффект торможения[3,16.24].

Старый снег

Снег считается лежалым, если прошло около 48 часов после снегопада, но при этом важно различать крупные и небольшие кристаллы снега. Небольшие кристаллы имеют большую плотность и как следствие образуют большую по площади контактную поверхность с лыжами и усиливают трение. Как правило, кристаллы лежалого снега имеют более круглую форму, чем кристаллы вновь выпавшего снега и поэтому уменьшают трение[3,15.24].

Мокрый снег (влажный)

Если кристаллы снега нагреты до 00С, они начинают подтаивать. Образовавшаяся при этом вода и вода в результате осадков увеличивают контактную поверхность между снегом и лыжами и, как следствие, увеличивают трение (вакуумный эффект)[3,15,24].

Искусственный снег

В отличие от натурального снега, кристаллы искусственного снега затвердевают полностью. Зачастую в случае недавно образовавшихся кристаллов не вся вода замерзает. Однако если вода промерзает полностью, кристаллы отделяются друг от друга, что приводит к образованию острых краев. Если же искусственный снег формируется преждевременно, то незамерзшая вода растекается по поверхности и образует корку льда.

Так как кристаллы искусственного снега в 10 раз меньше кристаллов обычного снега, то высокая плотность снега достигается на лыжне достаточно быстро. Однако высокая плотность также подразумевает большую контактную поверхность, а в сочетании с остроконечными кристаллами большое трение[21].

Снегогенераторные системы используются тогда, когда необходим контроль над ситуацией: чтобы снег лежал там, где нужно, тогда, когда нужно, и такой, какой нужен.

Большинство уверено, что "сделать" снег проще простого – были бы вода и мороз. Но это лишь кажущаяся простота. Можно предложить тем, кто живёт в холодном климате, простой и безопасный эксперимент. Возьмите распылитель воды, который обычно используется для увлажнения комнатных растений или при глажении белья. Наполните его холодной водой из водопроводного крана, выйдите на улицу в холодный (холоднее, чем минус 10°С) день и начните разбрызгивать воду повыше в воздух. Как вы думаете, что у вас получится? Большие и пушистые снежинки? Ничего подобного – маленькие блестящие льдинки[10].

Почему же зимой с неба падают именно снежинки? "Секрет их производства", спрятанный высоко в облаках, заключается в постепенном нарастании микрокристаллов льда на так называемый начальный "центр конденсации" при определенных условиях. Если условия будут неподходящие, вместо снежинок выпадут твёрдые ледяные шарики (летний град) или то, что в России называется "крупа", то есть сравнительно плотный, гранулированный снег, характерный для поздней осени.

Что же необходимо для успешного "снегоделания"? Очевидно, вода определенной температуры, "разбрызганная" определённым образом, холодный воздух. Еще — какое-то природное "волшебство" или, по крайней мере, сложное техническое оборудование. И только тогда можно со всей уверенностью возвестить: да будет Снег! И он — будет![10].

Снегогенераторные аппараты, использующиеся в наше время, можно поделить на два основных типа: вентиляторные (обычно называемые "снежными пушками") и мачтовые. В России наиболее распространены генераторы первого типа. Главным узлом этих устройств, как следует из названия, является вентилятор большой мощности, создающий непрерывный поток воздуха, в который затем впрыскиваются капельки вод.

Скользящая поверхность современных беговых лыж изготовляется из синтезированного полиэтилена сверхвысокого молекулярного веса (High Performance Polyethylene – HPPE) [см. приложение 4]. Этот термопластичный материал применяется в промышленности в тех случаях, когда требуется малое трение и высокая устойчивость к истиранию. Общепринятое название материала – P-Tex. Он изготавливается путем прессования измельченных частиц полиэтилена под высоким давлением с образованием кристаллической решетки с аморфными зонами, заполненными полимерами более низкой плотности или специальными наполнителями. Сам по себе HPPE не имеет пористой структуры и не впитывает лыжную смазку, однако под воздействием высокой температуры мазь проникает в аморфные зоны и удерживается там. В большинстве случаев воздействия температуры 110°С достаточно для того, чтобы мазь впиталась в структуру материала P-Tex. Другим способом впитывания мази внутрь пластика P-Tex является длительное термическое воздействие при более низкой температуре в специальных термических камерах[27].

С физической точки зрения такая обработка позволяет изменить твердость поверхности материала в соответствии с формой и агрессивностью снежных кристаллов. С химической точки зрения лыжная смазка изменяет водоотталкивающие свойства скользящей поверхности за счет изменения сил поверхностного натяжения, а также обеспечивает ее смазку, уменьшая тем самым силу трения. Добавки, входящие в состав лыжных мазей, такие как фтористые компоненты, графит и молибден, дают дополнительные преимущества для достижения высокого качества скольжения.

Смазка, впитавшаяся в скользящую поверхность, удерживается в ней в течение достаточно длительного времени. Поврежденная скользящая поверхность в значительной степени теряет способность впитывать мазь. Это может быть вызвано различными причинами. Перегрев скользящей поверхности под воздействием слишком сильно нагретого утюга приводит к плавлению кристаллической решетки, что закрывает мази доступ в аморфные зоны.  При длительном контакте с открытым воздухом поверхность материала затвердевает, что также уменьшает его абсорбционные свойства. Частицы грязи, осаждающиеся на скользящей поверхности,  также перекрывают доступ смазки в аморфные зоны.

Полиэтилен сверхвысокого молекулярного веса (HPPE), в принципе, не подвержен химическому окислению под воздействием кислорода воздуха, однако мы говорим об «окислившейся» скользящей поверхности, имея в виду белесый налет, образующийся на ней в результате механического износа материала при недостатке смазки. Терминологически это не совсем правильно, тем не менее, это выражение прочно вошло в лексикон лыжников и сервисменов.  Такое повреждение практически неизбежно в процессе длительной эксплуатации лыж, как бы тщательно мы за ними ни ухаживали.

Уход за скользящей поверхностью.

Основное правило при уходе за лыжами – не навредить. Скользящая поверхность теряет свои свойства при длительном контакте несмазанных лыж с открытым воздухом. Смазка позволяет предотвратить этот процесс, увеличивая тем самым срок жизни лыж. Однако гораздо больший вред может нанести неправильное обращение с лыжами в процессе их смазки. Лыжи очень чувствительны к перегреву, по крайней мере, по двум причинам. Во-первых, при прямом контакте утюга, нагретого до температуры свыше 130°С, со скользящей поверхностью, полиэтилен НРРЕ начинает плавиться, что приводит к так называемому «ожогу», то есть, возникновению уплотнений, сквозь которые мазь не может проникать внутрь. Но механическая конструкция лыжи подвергается опасности при нагревании и до значительно более низкой температуры. Уже при 70°С клей, которым соединены различные детали лыж, теряет свою прочность, и лыжи могут подвергнуться механической деформации. До этой температуры лыжи могут прогреваться при длительном контакте с нагретым утюгом в процессе нанесения смазки.

Самым эффективным способом борьбы с таким перегревом является соблюдение основных правил безопасности: нагревать утюг до температуры, указанной на упаковке мази, и передвигать его по скользящей поверхности движениями от носка к пятке, а не вперед-назад. Как правило, двух-трех проходов от носка к пятке достаточно при нанесении любого типа мази. Если по каким-то причинам требуется продолжить подготовку лыж с помощью горячего утюга, лыжи необходимо остудить до комнатной температуры, прежде чем возобновить процесс[27].

Насыщение.

Для того чтобы обеспечить устойчивость смазки, необходимо как следует насытить скользящую поверхность парафином. Житейская мудрость подсказывает, что необходимо впитать парафин в скользящую поверхность как можно больше раз, чтобы полностью ее насытить. На самом деле это миф, возникший, по-видимому, в те времена, когда после нанесения структуры с помощью шлифовального камня действительно требовалась многократная обработка с целью доводки скользящей поверхности до идеально гладкого состояния. В действительности, значение имела лишь многократная и тщательная механическая обработка лыж с целью удаления неровностей структуры, волосков полиэтилена и заусенцев, возникавших под воздействием абразивного шлифовального камня. Современные станки значительно бережнее обращаются с лыжей, поэтому уже спустя пару часов работы скользящую поверхность можно довести до практически идеального состояния. Что касается насыщения скользящей поверхности парафином, то для этого вполне достаточно нанесения пяти слоев мягкого грунтового парафина, который при сравнительно низкой температуре достаточно легко проникает внутрь пластика P-Tex.

Последующая обработка уже не позволяет мази проникнуть глубже[27].

Кондиционирование

Мягкий грунтовый парафин сравнительно легко проникает вглубь скользящей поверхности, но также легко и выходит наружу.  Для того чтобы обеспечить лучшую износостойкость смазки, необходимо поверх мягкого грунтового нанести более твердый парафин. Более твердый и тугоплавкий парафин не проникает глубоко внутрь скользящей поверхности, однако он сплавляется с мягким грунтовым парафином и в итоге проникает глубже, чем в том случае, если бы он был нанесен сам по себе[27].

Регулярный уход за скользящей поверхностью.

В процессе катания парафин постепенно стирается, тем не менее, скользящие свойства лыжи сохраняются за счет постоянного выхода парафина из глубины пластика наружу. Этот процесс обеспечивает постоянную смазку, но одновременно это означает, что лыжи необходимо смазывать регулярно по мере износа смазки. Если лыжи постоянно смазывать только одним типом мази (только мягкими или только твердыми парафинами), то со временем устойчивость смазки будет раз от раза ухудшаться (в особенности, если применялись только мягкие парафины). Лыжи для холодной погоды, как правило, смазываются только холодными парафинами, тем не менее, их следует время от времени очищать горячим способом, насыщать мягким грунтовым парафином и кондиционировать с помощью твердого парафина, как было сказано выше. При очистке горячим способом парафин следует снимать сразу же после нанесения, пока он не застыл. Хорошим альтернативным способом очистки скользящей поверхности является применение современных растворителей-смывок для фтористых мазей скольжения (но ни в коем случае не смывок для мазей держания!)[27].

Восстановление повреждений.

В процессе эксплуатации скользящая поверхность неизбежно повреждается. Наименьшим злом здесь являются мелкие царапины и другие незначительные повреждения, возникающие вследствие механического износа при обычной эксплуатации. Многие лыжники приносят свои лыжи для обработки на станке из-за «ужасных», по их мнению, царапин, которые, на самом деле, иногда даже трудно разглядеть невооруженным глазом. Часто лыжники жалуются на то, что скользящая поверхность лыжи, по их мнению, стала недостаточно ровной, «пошла винтом». Такие деформации со временем действительно возникают, отчасти из-за «механической усталости» конструкции лыжи под воздействием нагрузки, но в большей степени из-за неправильного обращения, чаще всего, из-за перегрева лыжи при смазке. На самом деле небольшие деформации не так уж сильно влияют на качество скольжения. Хорошего скольжения можно добиться и при том, что скользящая поверхность не лежит идеально в горизонтальной плоскости.

Очень часто лыжники озабочены тем, что на поверхности появляются «окисленные» или «сухие» участки. Скользящая поверхность покрывается белесоватым налетом, особенно в тех местах, где лыжа оказывает наибольшее давление на снег. Чаще всего подобное явление возникает после катания по жестким трассам (лед, искусственный или агрессивный снег). Это происходит вследствие того, что более мягкие зоны истираются, а более жесткие волокна полиэтилена концентрируются на скользящей поверхности. Некоторые типы пластика подвержены этому в большей степени, другие – в меньшей,  но все это совсем не обязательно указывает на то, что пластик скользящей поверхности начинает терять свои свойства. В таких случаях  достаточно отциклевать скользящую поверхность и насытить ее грунтовым парафином.

Гораздо серьезнее дело обстоит в том случае, если парафиновая стружка, образующаяся при снятии мази скребком, приобретает черный цвет. Это может означать, что физическая структура материала скользящей поверхности начинает постепенно разрушаться, и наполнители (например, графит) выходят из аморфных зон во внешний слой материала. Причиной этого явления может стать перегрев скользящей поверхности при работе с нагретым утюгом, либо длительный контакт незащищенной лыжи с отрытым воздухом. Опять же, некоторые типы пластика подвержены этому в большей степени, а другие – в меньшей. Возможно, что насыщение пластика графитовым парафином позволит предотвратить дальнейшую деградацию пластика, но более правильным и надежным решением будет циклевка лыж или обработка на станке с нанесением новой структуры.

При правильном использовании смазки достигается:

• хорошее скольжение лыж в условиях данного снега и погоды;

• уменьшение или устранение обратного проскальзывания (отдачи) лыж, что значительно облегчает передвижение, как по равнине, так и по пересеченной местности;

• относительно длительное сохранение нанесенной на лыжи мази[27].

Структура лыж.

Скольжение можно улучшить, нанося рисунки на поверхность лыжи. Эти рисунки, или профили, называют структурами [см. приложение 5].

По мере того, как лыжи скользят по снегу, в местах соприкосновения снега с поверхностью образуются небольшие капельки воды. В случае большой площади контактной поверхности, трение увеличивается, и, как следствие, может образовываться большая пленка воды, которая, в свою очередь, вызывает эффект вакуума.

От структуры поверхности лыж зависит решение данных проблем. Для того чтобы достичь оптимальной площади контактной поверхности между лыжами и снегом, на поверхность лыж наносят структуру. Структура подгоняется под тип снежной поверхности на индивидуальной основе – там, где она сможет обеспечить оптимальное скольжение.

В специализированных спортивных мастерских используют специальные шлифовальные станки, которые наносят необходимую структуру с помощью высококачественных алмазов:

линейная структура, перекрестная структура, наклонная перекрестная структура.[26]

Смазка лыжная. Варианты. Работа смазки.

Прогресс в технологиях привел к созданию смазок для всех мыслимых погодных условий. Это хорошая новость. Плохо то, что большое разнообразие смазок делает выбор правильной смазки трудной задачей даже для опытных смазчиков и гонщиков. Существуют основные типы смазки, ее рабочие диапазоны, а также их оптимальная польза.

Трение (Friction)

Трение между базой и снегом обычно понимается как единое целое, более точным будет говорить о нем, как о совокупности четырех составляющих:

Сухое трение (Dry friction), которое происходит в областях, где сухие частицы снега касаются базы.

Влажное трение (Wet friction), которое происходит при наличии свободной воды, которая «прилипает» к базе, производя эффект «подсоса».

Электростатическое трение (Friction due to static electricity), которое происходит, когда статический заряд накапливается на базе и боковинах вследствие движения по снегу.

Грязевое трение (Friction due to dirt), которое происходит, когда твердые частицы грязи проникают одновременно в базу и снег, взаимодействуют друг с другом и сокращают скорость.

Все эти четыре составляющих трения участвуют в течение фазы скольжения. Воздействие каждой составляющей (насколько сильно она замедляет скольжение) зависит от толщины слоя воды между снегом и базой, от способности пары база/снег создавать статическое напряжение и от присутствия грязи. На влажном, грязном снегу, например, все четыре составляющих вносят вклад, хотя влажное трение и грязевое трение здесь наиболее существенны. На свежем, очень холодном снегу, почти все трение состоит из сухого и электростатического трения.

Различные типы смазки предназначены – в различной степени – для борьбы с этими четырьмя составляющими трения. Ключевые вопросы: насколько хорошо данная смазка противостоит данной составляющей трения, и какая комбинация смазок является лучшей для ваших нужд? Снова вам поможет хорошее понимание ключевых принципов.

Современные технологии в области смазки.

Так как смазки являются веществами, предназначенными для того, чтобы уменьшить трение между базой и снегом, и так как эффект от выбора неправильной смазки может оказаться «хуже оптимального» (или даже противоположным), выбор мази прежде всего зависит от знания (понимания) свойств смазки и как они применяются к погодным условиям.

Важнейшими свойствами смазки являются:

1. Твердость: смазка всегда должна быть тверже снега, чтобы его частицы снега не проникали в базу и не тормозили ее.

2. Коэффициент трения: коэффициент трения должен быть низким, насколько это возможно.

3. Водоотталкиваемость (гидрофобность): водоотталкиваемость должна быть достаточно высока, чтобы преодолеть водяное молекулярное притяжение (эффект «подсоса»).

4. Антистатические свойства: накопление статического электричества должно быть минимизировано, насколько это возможно.

5. Грязепоглощение: смазка не должна поглощать грязь, пыль или маслянистые атмосферные фракции.

Первые два свойства, твердость и коэффициент трения противодействуют сухому трению, но, к сожалению, работают друг против друга. При том, что смазка должна быть достаточно твердой, долго держаться и сопротивляться проникновению снега, твердые смазки имеют коэффициент трения выше, чем у мягких смазок. Так как вы хотите добиться низкого коэффициента трения, вы должны подобрать смазку, которая является настолько мягкой, насколько это возможно, оставаясь при этом тверже, чем снег.

Третье свойство, водоотталкиваемость, должно минимизировать молекулярное притяжение водной пленки к базе (влажное трение).

Антистатические свойства, четвертые в списке, являются гораздо более важными, чем считает большинство лыжников и производителей смазки; недавние эксперименты показали, что статическое электричество увеличивает коэффициент трения полиэтилена (базы) на льду на 65%. Также установлено, что статическое электричество накапливается не только на сухом снегу или при низкой влажности, как кажется на первый взгляд, но и при всех состояниях снега.

Пятое свойство – грязепоглощение, является важным, поскольку свойства смазки теряются, когда грязь начинает проникать в смазку.

Современные смазки могут обеспечивать все сразу или некоторые из необходимых свойств. Эти смазки могут быть разделены на следующие категории:

Углеводороды (hydrocarbons)

Фтороводороды (fluorocarbons)

Фторированные смазки (fluorinated waxes)

Графиты (graphites)

Фторграфиты (fluorographites)

До середины 1980-х, большинство смазок состояли из компонентов, относительно простых по составу, называемых углеводородами (hydrocarbons). Они эффективно уменьшают сухое трение, но почти незаметно, или даже очень плохо справляются с другими составляющими трения. Большинство из них получаются из сырой нефти (естественные смазки) или угля (синтетические смазки) и производятся в большом разнообразии по степени твердости.

Линейка углеводородных смазок DOMINATOR включает смазки Basix, Zoom и backshop.

С середины 1980-х на рынке были представлены синтетические фторуглероды (synthetic fluorocarbon waxes). Уложенные поверх базовой (основной) смазки, они прекрасно улучшают скольжение на влажном и относительно свежем снеге; они сопротивляются масляным частицам и частицам грязи и уменьшают влажное и грязевое трение. Но с другой стороны, они плохо противостоят механическим воздействиям, легко пропускают агрессивные кристаллы снега, и имеют тенденцию «тормозить» при температуре снега ниже -10.

DOMINATOR Q – фторуглеродная смазка, выпускаемая в порошкообразном виде.

Фторированные добавки (Fluorinated additives) (или fluoros) стали доступными в районе 1990 года. Производители смазки смешивают фторированные добавки с теплыми или холодными углеводородными смазками, чтобы получить смазки с различным содержанием фтора и различной степени твердости. Фторированные добавки уменьшают влажное и грязевое трение. Минимальное количество фторированных добавок (2-3%) уже дает заметный эффект, а большее количество (3-15%, в зависимости от влажности) обеспечивает оптимальные результаты. Некоторые смазки содержат 0.5% фторированных добавок, в то время как их производители рекламируют их как фторированные смазки, дают лишь незначительное преимущество по сравнению с углеводородными смазками.

Важно обратить внимание, что фторированные добавки не являются смазками сами по себе; они уменьшают влажное трение и поглощение грязи, находясь в составе смазки, но при высоких концентрациях могут увеличивать влияние сухого трения. Из-за этого применение высококонцентрированных фторированных добавок ограничено влажным снегом или условиями высокой влажности, где большую роль играет влажное трение, а сухое трение относительно мало. При более низкой влажности и на сухом снеге лучше будут работать низко – или среднеконцентрированные фторированные добавки. Очень важно помнить, что высокофтористые смазки плохо работают при низкой влажности. Также надо иметь ввиду, что если фторированные добавки не удалены с базы после гонки методом горячей очистки углеводородными смазками и чисткой жесткими щетками, они будут создавать проблемы, если состояние снега будет изменяться от влажного до сухого.
Если вы затрудняетесь определить уровень влажности,
среднефтористые смазки будут лучшим выбором.

Смазки DOMINATOR, поступающие в продажу, могут быть поделены на четыре класса согласно совокупному содержанию фторированных компонентов и своим функциям:

Углеводороды без фтора
DOMINATOR BASIX, Zoom, Backshop
Подготовка новой базы, горячая очистка, прогулочный вариант

Низкий фтор (1.5-2.5%)
DOMINATOR HYPERFORM, HyperZoom
Соревнования при влажности 25% и ниже, подготовка базы, тренировки юниоров.

Средний фтор (3-5%)
DOMINATOR RACE DAY Mid-fluoro, RaceZoom
Соревнования при влажности 25-65% и ниже, соревнования при неопределенной влажности, тренировки юниоров[26].

Высокий фтор (5-15%)
DOMINATOR RACE DAY High-fluoro
Соревнования высокого ранга при влажности 50% и более

Несмотря на заявления некоторых компаний, ни один из типов смазок, описанных выше, не противостоит составляющей статического электричества. Однако графитовые смазки, которые производятся путем добавления графитового порошка к углеводородным или фторированным смазкам, являются эффективными для уменьшения статической составляющей трения. Главные недостатки использования графита состоят в том, что он снижает водоотталкиваемость смазки и является менее скользким по сравнению с соответствующей неграфитовой смазкой. Поэтому использование графитовых смазок должно быть ограничено ситуациями, где антистатические и (так как статика способствует накапливанию грязи) грязеотталкивающие свойства наиболее полезны.

Графитовые смазки могут использоваться как самостоятельные смазки, но более типично их использование как подготовительной основы (грунта) для условий влажного грязного снега, сухого холодного снега и льда. Многие применяют графитовые смазки неправильно; чтобы достичь однородного нанесения частиц графита на базу, смазка должна быть нанесена натиранием, а затем обработана утюжком. Линия DOMINATOR FG – низкофтористые смазки, содержащие частицы графита размером около микрона, из-за чего графит не оказывает влияния на структуру базы (does not interfere with the base structure) [Имеется ввиду механически нанесенная структура].

Чтобы исключить недостатки графита при сохранении его полезных свойств, мы начали экспериментировать со смазками, содержащими фторграфитовый полимер (Fluorographite Polymer). Фторграфитовый полимер, легкий серый порошок, является современной полимерной смазкой, получаемый реакцией фтора (в газообразном состоянии) с графитом (черным порошком) в результате комплексного запатентованного процесса. Фторграфитовые полимерные смазки производятся смешиванием фторированных смазок с фторграфитовым полимерным порошком. При использовании этих смазок как грунтового слоя достигается улучшенное ускорение и низкое поглощение грязи почти для всех состояний снега. Единственные доступные в продаже полимерные фторграфитовые смазки – линейка DOMINATOR SRB[26].

Выбор победной смазки.

При имеющемся изобилии смазок, доступных сегодня, возможно уменьшить влияние всех составляющих трения и достичь оптимального скольжения при любых условиях. Выбор смазки зависит от величины вклада каждой из составляющих трения. Следующая процедура основана на принципах, описанных ранее в этой статье. Все, что вам необходимо – некоторая информация о погоде (влажность и температура снега), ваша любимая марка смазки и диаграммы по смешиванию смазки (waxing charts) [см. приложение 6].

Если вы последуете предлагаемым советам, то будете удивлены результатами.

1. Выбор смазки. Используйте диаграммы смешивания и данные о температуре снега, выберите цвет смазки или сочетание цветов. Используйте всепогодные смазки линии Zoom, если температура снега неизвестна.

2. Подготовка базы. Необходимо дважды очистить базу методом горячей очистки с использованием углеводородной или низкофтористой смазки, соответствующей цвету, найденному по диаграммам.

3. Антистатический слой. Если условия требуют нанесения слоя грунта, его наносят натиранием. Грязный снег, лед, низкая влажность требуют нанесения подготовительного слоя графита. При любых условиях можно использовать подготовительный слой фторграфитового полимера.

4. «Боевая смазка». Цвет смазки уже определен. Выбор уровня содержания фтора зависит от влажности:

влажность неизвестна – среднефтористый RACE DAY или RaceZoom, если температура также неизвестна;
влажность 25% и ниже – низкофтористый HYPERFORM
влажность 20-70% – среднефтористый RACE DAY
влажность 65% и выше – высокофтористый RACE DAY.

Накапайте смазку на базу и пройдитесь по ней утюгом.

5. Закрывающий фторуглеродный слой. Применяется:

-5 и теплее – всегда
-5 до -10 при 50% или более высокой влажности
-10 и холоднее – требуется тестирование перед использованием.

Наконец, убедитесь, что вы учитываете свои ошибки, а также успешный опыт. Аккуратно записывайте отчеты о варианте смазки и его результате, почаще анализируйте их. И, что наиболее важно, помните, что процедура смазки лыж потенциально опасна для вашего здоровья. Всегда работайте в хорошо проветриваемом помещении или используйте респиратор, независимо от марок или типов смазки, которую вы используете.

Заключение

Список использованной литературы

1. Аграновский М.А. Лыжный спорт/ Учебник для институтов физической культуры. – М.: ФИС, 1980.

2. Бергман Б.И. Лыжный спорт/ Учебное пособие. – М.: ФИС, 1965

3. Браун Н., Подготовка лыж. Полное руководство, 2001.

4. Васильев Н.М. Лыжные мази. В книге: Лыжный спорт. – М., 1951;1954.

5. Войтковский К.Ф. Механические свойства снега.- М.:Наука, 1997.

6. Грей Д.М., Мэйл Д.Х. Снег. Справочник. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1986.

7. Грушин А.А. Все о мазях // Лыжные гонки.-1997.

8. Грушин А.А. Маленькие секреты // Лыжные гонки.-1996-1997.-№2

9. Дашков Л.А. Изучение процессов трения смазок: Отчет. М.:Висти,1980.

10. Инструкция по использования смазки скольжения “BRIKO”// Лыжный спорт.-1998.

11. Инструкция по смазке START, 2005-2006.

12. Кондрашов А.В. Новейшие материалы, используемые при изготовлении лыж, и их свойства //Теория и практика физической культуры. – 1992 г.- №5.

13. Коптюг А.В., Ананьев Л.Г., Острем Й. Как сделать искусственный снег // Наука из первых рук.-2006.-№3.

14. М. Коркоран, Подготовка беговых лыж к соревнованиям: Пер. с франц. – М.: СпортАкадемПресс, 2002.

15. Лыжный спорт, журнал, 2003, №28.

16. Лыжный спорт, журнал, 2004, №31.

17. Лыжный спорт, журнал, 2006, №40.

18. Лыжный спорт: Учеб./ под ред. Аграновского М.А.-М.:Физкультура и спорт, 1954.

19. Мази и парафины “SWIX”// Лыжные гонки.- 1996-1997.-№2.

20. Мази и парафины “START”// Лыжные гонки.- 1998.-№1(7). Мази и парафины “BRIKO”// Лыжный спорт.- 2001.-№19.

21. Портнов А.Б. Лыжный инвентарь и смазка.- Свердловск: Среднеуральское книжное издательство, 1978.

22. Смирнов А.А. Искусство и основные принципы смазки лыж: Учеб. Пособие.- М.: Физкультура и спорт, 2006.

23. Торгенсен Л. Уход за лыжами и лыжные мази. – М.: Физкультура и спорт, 1982.

24. Nordik ski preparation tech manual SWIX SPORT N-PR951R, Norway, 1996.

25. http://www.techno-sport.ru/main/ru/racingclassic/view/0/191/1/499/

26. http://skipavilion.ru/2008/05/

27. http://skipavilion.ru//2010/12/

28. http://www.marmotmountain.com/MMWmain.asp?Option=Det...

29. http://fasterskier.com

Приложения

Приложение 1

 Fischer RCS CLASSIC ZERO NIS

Приложение 2

Вставка под колодкой в модели ZERO.





Приложение 3

Формы снежинок.

Приложение 4

Поверхность современных беговых лыж.



Приложение 5

Рисунки на поверхность лыжи.



Приложение 6

Диаграммы по смешиванию смазки (waxing charts)





1