雪板的基础知识大全,怎么判断自己适合哪种雪板

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-12-31 09:16:29

前提条件

本篇描述的内容,很多都是不确定的,不可量化的,以及所谓经验之谈,也被一些人称之为道听途说,其实也正是因为有了这些“道听途说”,才有我们进一步去探究本质的动力和方向。

在讨论板底和雪面的摩擦力,以及雪蜡选择之前,有几个前提条件需要说明,这些说明其实想讲述一个问题,就是关于板底和雪的摩擦,以及融化水的润滑和阻力,静电吸附现象,雪蜡的化学成分和影响滑行的物理过程,目前都是一些无法量化和计算的实验经验,远达不到形成结论的程度,还需要进一步的理论分析。提出这些也许会引起一些雪蜡品牌的不快,但如果能够更加透明公开雪蜡的研究成果,对消费者也是一种负责任的表现,同时也能促进新品的开发:

1. 关于各种雪蜡的成分,以及化学特性,对于各个品牌而言是保密的,影响滑行的特性的物理过程没有公开。所以通常只能通过品牌的介绍来尝试各种品牌雪蜡之间的区别,而不能给出非常量化的标准。对于雪蜡而言,同样的适用条件下,贵的总会有贵的道理。

2. 对于雪蜡使用的添加剂,特别是氯氟烃的含量引发的环境问题,一直众说纷纭,但是为了竞赛成绩目前还是离不开一些氟化物,目前出现很多了可生物降解的环保蜡质,以及纯天然生植物提取蜡质。而其他的添加剂例如石墨,炭精这种能够具有抗静电特性的成分,对于雪板滑行时产生的较小的表面电压造成的吸附效应实际对雪板滑行时的影响程度究竟有多大,这个目前没有量化的手段。

3. 板底的粗糙结构特性,其实是影响雪板速度的最主要因素,这个结构包括粗糙的成分,大小以及方向,表面粗糙的方向会影响雪的阻力。在潮湿温暖的情况下,沿着雪板方向的粗糙结构更有优势,这就是板底排水纹的原理;而在寒冷干燥的条件下,横向的粗糙结构在没有发生融化雪的情况下会更有利。但目前这个方面也只有实验研究,没有可以量化的手段,一些雪板的处理方式也是靠反复实验,以及汲取经验来进行,并没有系统性,可控制的研究,更没有理论上的深入分析。比如经验和理论能结合的示例,如果能保持足够光滑的板底,那么有利于水的滑移性,速度还是会变快,因此,对于一些在日本滑雪的朋友,有时进雪温较高的粉雪,板底抛光比打蜡更重要也更有效,当然也更麻烦。板底粗糙的结构,也影响了板底的花纹,但板底花纹是不能够根据雪温反复修改的,因此花纹的方向和形状也成为雪板设计的经验。

4. 不同蜡的成分,可以调整雪板板底对雪的特性。相对硬的蜡,用在寒冷,不产生融化水的条件下,硬质蜡造成雪晶嵌入表面少,几乎不会产生表面热和融化水。相对软的蜡,用在温暖潮湿,具有可观的融化水导致影响滑行的条件下,软质蜡,会造成蜡质变形,从而不使雪晶继续融化,并且减小接触角。但是,通常认为软质的蜡可以减小接触角的这种说法,并没有公开的数据量化和说明。


接触摩擦

曾有朋友在滑雪时跟我描述过一个有趣的现象,在很冷的时候(环境温度低于-25度以下),没有打蜡的前提下,此时的烧结板底没有挤压板底速度快,温度越低这种现象越明显,当温度低到-30°以下时,烧结板底索性就像被冻在雪面上一样,彻底不走了,而此时的挤压板底还能够行进。由于条件的原因,我并没有复制出这个现象,而且也无法解释这个现象的原因,但通过分析这个现象,可以了解一些雪板和雪接触摩擦的背景知识。但这个摩擦力的前提,就是雪板要嵌入雪面产生压力。雪的阻力产生于雪板嵌入雪面后,雪板板底与雪之间的相互作用。雪板板底的粗糙度,雪颗粒的大小,温度和一些物理特性决定了这个阻力的大小。

对于机压雪道,雪板和雪面总滑动阻力为干摩擦力,流体剪切阻力和接触动摩擦阻力之和。

1. 干摩擦力:硬雪面的剪切强度、刚度和冰面类似,对于低温冰雪,滑动件的干摩擦主要是由晶体微凸体联结点的剪切引起的。新的干燥的雪具有小的较为尖锐的雪晶,更容易抓握住粗糙的表面。即更容易产生干摩擦。旧的干燥的雪比新雪的雪晶圆滑,雪的阻力很小。

2. 接触动摩擦阻力:在一些条件下,滑行中会有冰雪融化成水,但大部分雪板是要和雪面做直接摩擦,因此滑雪板和雪面之间仍然存在摩擦力,这个动摩擦力的摩擦系数在0.01~0.3之间,该摩擦力受到速度,接触面积,雪温,硬度,雪湿度,以及雪板板底材质,板底粗糙度和温度传导率相关。

3. 流体剪切阻力:流体摩擦是指当摩擦界面存在薄水膜时,因流体剪应力引起的摩擦阻力。该阻力与速度,雪的绝对黏度成正比,与薄水膜的厚度成反比。一些理论认为,我们滑雪的时候是在滑水,因为高速的摩擦会让雪发生融化,其实这个融化水层是和雪温和湿度相关的,当低温干燥的情况下,雪板的高速摩擦几乎不会产生雪的融化,但在条件适合的情况下,就需要计算考虑流体摩擦的影响。同时湿的雪含有丰富的水,会通过毛细作用在雪板板底接触表面产生阻力,这个阻力是由于而融化水产生的水膜厚度,是否影响到板底能够和雪晶进行接触,要看融化水时的温度和摩擦热,因此毛细阻力存在实际很难量化,不包含在计算范围内。


当雪板板底材质的硬度不同,或者雪板板底采用了不同硬度的雪蜡时,这个表面和雪之间产生的相互作用是不同的。(注:下图中的软硬,代表的是表面的材料或者蜡质的软硬表现,和板底实际采用的材质无关)


1. 硬的材质的板底表面,旧而干燥的雪面

雪板的基础知识大全,怎么判断自己适合哪种雪板(1)

2. 硬的材质的板底表面,新而干燥的雪面

雪板的基础知识大全,怎么判断自己适合哪种雪板(2)

3. 软的材质的板底表面,旧而湿润的雪面

雪板的基础知识大全,怎么判断自己适合哪种雪板(3)

4. 软的材质的板底表面,新而干燥的雪面

雪板的基础知识大全,怎么判断自己适合哪种雪板(4)

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