Skikyndig I: Felix Breitschädel er fagansvarlig for utstyr og teknologi hos Olympiatoppen. Han har doktorgrad i friksjon mellom ski og snø og er også forsker ved NTNU.
Skikyndig I: Felix Breitschädel er fagansvarlig for utstyr og teknologi hos Olympiatoppen. Han har doktorgrad i friksjon mellom ski og snø og er også forsker ved NTNU. (Bilde: ORV)

SKI-VM 2017

Felix har doktorgrad i friksjon mellom ski og snø. Nå forsker han seg fram til norsk VM-suksess

Det pågår en kompetansekamp utenfor sporet.

Det største fremskrittet på ski noen gang var nok da man gikk fra treski til plastski på 70-tallet. I starten var det selve sålen som var i plast. Nå er de fleste ski fremstilt av kunststoff, men fremdeles benytter noen fabrikanter tre i deler av konstruksjonen.

Det materialet man bruker i skisålene i dag er en form for polyetylen; UHMWPE – Ultra High Molecular Weight Polyethylene. Og med ultra, så mener man molekyler som kan ha millioner av karbonatomer i kjeden.

Sliping

– På 80-tallet begynte man å slipe fine langsgående mønstre i sålene til alpinski, og på 90-tallet kom denne teknikken til langrennsski. Poenget er å redusere den reelle kontaktflaten mellom sålen og snøen. Jo mindre den er, desto lavere blir som regel friksjonen, sier Felix Breitschädel.

Han har tittelen Fagansvarlig for utstyr og teknologi hos Olympiatoppen, hvor han jobber i en 70 prosent stilling. Resten av tiden forsker og underviser han ved SIAT - Senter for Idrettsanlegg og Teknologi, som er organisert ved Institutt for bygg og miljøteknikk ved NTNU. Han har doktorgrad i friksjon mellom ski og snø.

Breitschädel viser til at nordmenn var veldig tidlig ute med å ta i bruk den nye slipeteknikken. Den teknologiske fordelen det ga til de norske utøverne den gangen, resulterte nok i noen medaljer ekstra.

Her testes gliegenskapene til ulike ski i Lahti under oppsyn av Jan Muren. Fagansvarlig for utstyr og teknologi hos Olympiatoppen Felix Breitschädel filmet testingen 18. februar 2017.

– Først og fremst var dette en teknologi som forbedret gliden, og de medaljene kom nok som en følge av bedre fart i nedoverbakkene, sier han. Men, som det alltid går etter en stund, kommer da andre etter. Da gjelder det å finne på noe nytt igjen, sier han.

Tilsetninger

I mange år var polyetylen det foretrukne sålematerialet i langrennsski. Det er det ennå, men i dag er plastblandingene mer sofistikerte.

I jakten på egenskaper som skal få fart på løperne brukes en rekke tilsetningsstoffer. Man har tilsatt teflon, som kanskje burde gi god glid, men som i noen tester har vist seg fungere dårlig på snø. Da har det vært mer vellykket med tilsetninger av grafitt, boron-nitrit, molybden disulfid, wolfram disulfid, fluor-forbindelser og andre mer eksotiske additiver. Slike tilsetninger påvirker plastens termiske ledningsevne og hardhet, men kan også gjøre skisålene sprøere og mer elektrisk ledende.

– Teorien sier at hvis det bygger seg opp statisk elektrisitet i skiene, så kan de under spesielle forhold trekke til seg mer smuss i løypa. Det ønsker vi ikke, og derfor må vi også ha kontroll på de elektriske egenskapene til sålematerialet, sier Breitschädel.

Skikyndig II: Jan Muren er rådgiver i Olympiatoppen.
Skikyndig II: Jan Muren er rådgiver i Olympiatoppen. Foto: ORV

En sort såle er gjerne tilsatt mye grafitt. Det er bra, fordi det blant annet øker hardheten og leder bort varme. Da blir vannfilmen som kan danne seg under skiene ikke for tykk. Gjør den det øker friksjonen mer enn nødvendig. Men dette kan slå begge veier. Når det er mildt kan den sorte sålen ta opp mer IR-stråling og blir varmet opp. Det bidrar til å øke tykkelsen på vannfilmen og øke friksjonen. Så alt er en balansegang, som endrer løsning med endret føre, eller værforhold.

– Vi må ta hensyn til hvor vi er i verden når vi skal smøre skiene. De termiske forholdene i løypa, og hvordan de utvikler seg mens løpet pågår, er svært viktig å ta hensyn til. Når vi er i alpene er det mye mer solinnstråling tidlig på dagen i forhold til hvordan det er i Norge. Det er ikke langt fra de forholden vi har her i påsken¸ sier en erfaren rådgiver i Olympiatoppen, Jan Muren.

Valgenes kval

Det å velge ski til den enkelte utøver, og til det enkelte løp, er blitt en vitenskap i seg selv. Det er svært mange parametere å ta hensyn til.

Når skiekspertene hos Olympiatoppen skal teste ulike løsninger av produkter, slip, verktøy eller sålematerialer bruker de ofte ski fra Madshus. Den norske produsenten benytter en kjerne av polyuretanskum og det gjør at hvert skipar har lite avvik i forhold til hverandre. Det er helt avgjørende for testskiene, som i ubehandlet tilstand må være likest mulig.

– Vi gjøre makroskopiske valg av ski til løperne der vi vurderer om de skal ha korte eller lange kontaktsoner foran og bak. Og noen ganger velger vi skiegenskaper som er tilpasset løype- og snøforholdet, hvor fuktig den er, hvilken temperatur den har, og andre variabler. Deretter må vi se på mikroskopiske egenskaper, altså det mønsteret vi sliper inn i skisålen. Optimalt sett er den reelle kontakten er bare noen få prosent når skiene glir. Det er viktig for at skiene skal ha det ideelle kontakttrykk mot snøen. En for grov struktur på finkornet snø gir for mye kontakt og da går det ut over glien, sier Breitschädel.

– Det som gjør dette vanskelig, og som gjør dette til et forskningsfelt, er at været varierer hele tiden og med det endrer forholdene seg kontinuerlig. Derfor følger vi med på yr.no, andre værvarslingstjenester og egne målinger for å danne oss et bilde av variasjonen over tid og hvor det vil oppstå endringer i skydekke eller nedbør. Men uansett er vi nødt til å velge ski og smøring absolutt senest 20 minutter før løpstart. Da bør vi ha truffet godt nok til at skiløperen kan ha jevnt gode ski gjennom hele løpet. Vi prøver alltid å gjøre en tøff optimalising når vi tror vi vet hvordan forholdene vil utvikle seg gjennom hele løpet. Det kan gå veldig bra, men det er også grunnen til at det av og til blir smørebom, sier Muren.

Ikke for lette

– Det har skjedd mye med konstruksjonen av ski de siste årene. Mange har tatt i bruk karbonfiber i stedet for glassfiber. Fordelen er at det har blitt mulig å styre hvor man vil ha balansepunktet i skiene i større grad. Men selv om bruken av karbonfiber gjør det mulig å lage ekstremt lette ski, setter FIS grenser for hvor lette de kan være. Ikke ulikt hvordan reglene i Formel 1 begrenser hvor lett bilene kan være, sier Breitschädel.

– Jeg er temmelig sikker på at vi aldri finner et sålemateriale som er optimalt under alle forhold. Men det kan jo tenkes at vi finner en ny og bedre festesone. Likevel vil mye bli bedre, og ikke minst enklere. Det er ikke alle som har med et smøreteam når de skal på skitur, men nye verktøy vil gjøre det lettere å preparere skiene riktig for vanlige folk, sier Breitschädel.

– Det er jo også mulig at vi i fremtiden kan 3D-printe ut akkurat den festesonen vi trenger til det aktuelle føret i ulike mønstre og forskjellige materialer, sier Muren.

Han peker på at kombinasjonen av felleski og flytende glismøring allerede er tilgjengelig. Fellene tar seg av festet, spesielt når det er vanskelig å smøre riktig. Med flytende glismøring slipper folk å bruke tid og krefter i smøreboden for å få best mulig glid. Det finnes flytende festesmøring også. Det kan forenkle smøringen enda mer, men slike preparater er ikke gode nok for toppidretten ennå.

Breitschädel vil oppfordre til å tenke enkelt og ikke bruke for mye penger på smøringen. Mange tror at bare det er dyrt så er det bedre, og bruker alt for mye fluorbaserte produkter til glid.

– Av og til er fluorbasert smørevoks rett og slett dårligere enn billig smørevoks. Alt handler om føret og selv dyr fluorvoks passer ikke alltid. Man kan rett og slett få mye dårligere ski av å bruke den aller dyreste smøringen, sier han.

To smøreskoler

Forskere på ski og glid er ikke i mål på analysene om hva som er best. Det er to ulike filosofier ute og går.

Den ene mener man bør ha et sålematerial hvor friksjonen mot snøen er lavest mulig og bygger videre med gliprodukter derfra.  Den andre sier at dette ikke er så viktig, fordi man likevel skal legge noe oppå som binder til sålen og gir best gli over den tiden løpet tar.

– Mange lag oppå hverandre gir ikke alltid bedre gli, men av og til. Det er ofte en spennende optimaliseringsoppgave på kort tid før rennet starte. Noen ganger er det som et korthus, blir det for høyt så faller fra hverandre. Slik er det med skismøring også, sier Muren.

Det de to er enige om er at det ikke alltid er sålematerialet som er viktigst, men kombinasjonen av såle, slipemønster og manuell rilling, og måten det behandles på.

Små marginer

– Det å kombinere de ulike parameterne handler om å optimalisere glid og feste. Vi opererer ofte med forskjeller mellom løsninger som bare er 0,1 til 0,5 prosent, men av og til kan det bli litt mer. Det høres ikke mye ut, men det avgjøre hvem som vinner.

I Sotsji, hvor skiskytterne hadde veldig dårlig glid i en konkurranse, hadde de 1,7 prosent dårligere glid enn de hadde i resten av sesongen. Det var en smørefiasko. Men på 10 km klassisk i Holmenkollen i 2011, gikk Bjørgen fra sølv til gull og distanserte Kowalczyk med over 12 sekunder i avslutningen, sier Breitschädel.

– Når man går 50 km i mars, hvor det er varmt og mye forurensinger i løypa, er det lov å bytte ski to ganger under løpet. Under slike forhold måler vi ofte en forskjell i glid på 5 prosent etter at skiene har tilbakelagt noen mil. Det er veldig mye, men så er skiene ofte fulle av kongler, barnåler og mye annet, sier Muren.

Sjekker slipingen i mikroskop: For å kontrollere mønsteret på skiene, må det stor forstørrelse og datagrafikk til. Ved å ta et tredimensjonalt mikroskopbilde ned på et 1,3 x 3,8 mm stort utsnitt av sålemønsteret har skiforskerne et godt utgangspunkt for å sjekke hvordan det trenger inn i snøen. Det grønne er selve mønsteret, men det er ført når det trykkes inn i virtuell snø det kommer til syne. .
Sjekker slipingen i mikroskop: For å kontrollere mønsteret på skiene, må det stor forstørrelse og datagrafikk til. Ved å ta et tredimensjonalt mikroskopbilde ned på et 1,3 x 3,8 mm stort utsnitt av sålemønsteret har skiforskerne et godt utgangspunkt for å sjekke hvordan det trenger inn i snøen. Det grønne er selve mønsteret, men det er ført når det trykkes inn i virtuell snø det kommer til syne. . Foto: userFelix Breitschädel

 

Foto: usFelix Breitschädeler

 

Mer enn ski må til

Til syvende og sist er det ikke alt smøreeliten har kontroll på. Det meste er jo til slutt opp til utøverne, og til andre deler av utstyret.

– Sko, bindinger og skistaver er viktige elementer for å få til den kraftoverføringen som trengs for å komme fort frem. Og selvfølgelig taktikken, teknikken og styrken til utøveren, sier Breitschädel.

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)