Page 14 - 《摩擦学学报》2021年第5期
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第 5 期 郝晓晴, 等: 冰雪运动雪上摩擦学与雪蜡研究现状 603
(a) Clean ski (b) Waxing
(c) Scraper wax (d) Brush wax
Fig. 9 The basic steps of ski waxing [63]
图 9 滑雪板打蜡的基本步骤 [63]
在专业比赛中,技术人员需要根据运动员的体重和速 表4简单介绍了表面污染物的类型以及如何选择雪蜡.
度、运动天气(湿度、温度、风)和雪况(含水量、温度、硬
3 雪上摩擦测试装备
度)等气象特征和个人经验选择合适的雪蜡,其中温
度对雪蜡性能的影响最为敏感,稍有变动便需要换蜡. 滑雪板与雪面之间的摩擦系数很小,从 0.01到
不同温度下,雪的硬度和含水量都有明显的不同. 雪 0.05不等 [21, 66] . 滑雪的影响因素包括速度、载荷以及雪
蜡选择的方法大致为雪越硬,蜡越硬. 雪越冷,相对应 面的性质等,确定滑雪板在雪地上的摩擦系数是一项
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的选择硬度大的雪蜡 ,事实上,如果蜡太软,不均匀 重大的技术挑战. 目前研究中使用的摩擦测量系统可
的雪面会划伤滑雪板而造成不必要的能量损失,增大 以分为两种:现场测量和实验室测量. 国家队和雪蜡
摩擦系数. 潮湿的雪况下,需要使用一些含有特殊添 生产商都有独立的部门和志愿者进行现场测试以寻
加剂的硬度小的雪蜡,这是因为软蜡在软雪上具有最 找性能好的雪蜡为比赛做准备[见图10(a)]. Budde等 [1]
好的拒水性和最低的摩擦系数. 描述了一种高分辨率现场摩擦测量测试装置,如图10(b)
虽然,雪蜡能提高滑行性能,但使用不合适的雪 所示. 测试是在结冰的湖平面上长约10 m的测试轨道
蜡也会导致滑行距离下降. 对滑雪板不合理的打蜡处 上进行的,滑雪板底部装有4个反射目标,所以赛道左
理,会造成滑雪板吸附雪道中污垢增加,导致打蜡的 侧的一系列传感器可以确定时间和位置数据. 通过在
滑雪板的摩擦比未打蜡的滑雪板增加得更快,滑行能 滑雪板上固定1个68 cm×79 cm×30 cm的箱体(77 kg重
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力降低. 雪蜡硬度、韧性 和表面电荷 的变化都会 物)模拟人的重量,通过1组弹簧给滑雪板1个初始速
对污垢的吸引力产生主要影响. 针对不同类型的表面 度,利用测试轨道上固定距离的动能变化来测量高精
污垢,要选择合适的滑雪蜡来降低它们的不利影响. 度的摩擦系数(忽略空气阻力). 现场测试其优点在于
表 4 表面污染物的类型、主要影响及雪蜡的选择 [65]
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Table 4 Types of surface contaminants, main effects and selection of snow wax
Type of surface contaminants Mainly effects and the choice of snow wax
Viscous hydrocarbons: e.g. waste flue gas It may cause dissolution and erosion of hydrocarbon wax, so fluorinated wax should be considered
Hard organic matter: e.g. branches, fallen leaves Wax with high hardness should be selected to reduce wear and adhesion
Chemical substances in artificial snow: e.g. urea, nitrate, etc. It is easy to absorb and wear wax, and antistatic high hardness wax should be selected