Лыжная мазь

     Лы́жные ма́зи — группа химических веществ, используемых для улучшения скольжения лыж по снегу, либо для уменьшения отдачи (то есть нежелательного проскальзывания лыж назад).

    Смазки бывают двух основных видов: смазки скольжения и смазки держания.

                           Смазка держания                     

            Держащие мази служат для уменьшения отдачи. Она наносится на центральную часть (колодку) лыжи.

              Держащая мазь должна удовлетворять двум требованиям. Первое — мазь должна позволить толкнуться. При толчке под колодкой создается дополнительное давление на снег, и кристаллы снега входят в слой держащей мази, лыжа «прилипает» к снегу, что позволяет толкнуться. После толчка кристаллы должны выйти из мази, что позволит лыже скользить. Когда лыжник скользит на одной лыже, то давление под колодкой также присутствует, но при этом мазь должна позволять скользить на одной лыже и «тормозить» только в момент толчка.

             Некоторые проблемы возникающие при определенных погодных условиях:

1. Подлип. При переходных температурах (около 0 градусов) и при свежем, особенно при падающем, — снег будет прилипать к мази и превращаться в толстый снежный ком под колодкой.
2. Обледенение мази. При отрицательных температурах (чаще при переходных от −2 до 0 °C, но случается и при −25 °C) может начаться «обледенение» мази — кристаллы снега вместо того, чтобы полностью выходить из слоя мази после толчка, начинают обламываться, оставляя кончики в мази, и на ее поверхности появляется ледяная корка. Чаще это связано с тем, что мазь мягче  чем нужно. Также это может произойти когда лыжи еще теплее окружающего воздуха.
3. Торможение. Состояние снега в лыжне и вне ее может быть разным, поэтому мазь, которая позволяла нормально катить в лыжне, при выходе из нее может сильно тормозить. Также можно почувствовать разницу в держании и скольжении при катании на солнечных участках и в тени, например, в лесу.

Рис 1.  Деформация лыжи во время движения.

Рис 2. Неверно подобранная мазь.
В 1 случае силы трения недостаточно для начала движения и лыжа проскальзывает.
Во 2 случае мазь слишком мягкая, следствии чего  кристаллы снега  проникают в слой мази, создавая снежный ком, который увеличивает силу трения.

Рис 3. Мазь подобрана верно. Кристаллы снега проникают в мазь на небольшую глубину, и после фазы толчка свободно её покинут. 

 Смазка скольжения

   Используются для улучшения скользящих свойств лыж. Для лыж классического хода покрываются только передняя и задняя части, а колодка (под креплением) лыжи покрывается смазкой держания. Лыжи конькового хода покрываются по всей скользящей поверхности.

   Смазки скольжения бывают разных видов. В основном это алканы: парафины и микрокристаллины с температурами плавления 80-140 °С. Часто для улучшения тех или иных свойств добавляют мелкодисперсный графит (для предотвращения накопления статического заряда), оксиды железа , а в профессиональном спорте используются еще и фтористые добавки (улучшают водоотталкивающие свойства). 

Контролируемое трение.

   Это классическая теория, которая утверждает, что если мы создадим контролируемое количество трения между скользящей поверхностью лыжи и снегом, то сможем растопить ровно столько снега, сколько требуется для скольжения по мельчайшему слою капелек воды, действующих наподобие крошечных шариковых подшипников. Подогнав твердость мази к характеристикам снежного кристалла, мы можем получить оптимальную степень проникновения кристалла Это создаст контролируемое трение, которое, в свою очередь, приведет к периферийному таянию снежного кристалла В результате лыжа заскользит по очень тонкому слою капелек воды. 

Рис 4. Фаза скольжения. мазь подобрана  верно. Образовавшийся слой воды увеличивает трение.

      Как только сформировался слой воды, появляется необходимость в управлении формой и размером водяных капелек. Отчасти это достигается путем регулирования трения и, таким образом, количества воды. Однако различные компоненты мази также помогают управлять размером и формой капелек за счет изменения величины поверхностного натяжения.

Источники

1. "Энциклопедия зимней Олимпиады": фристайл
2. Лыжный мази
3. Как работают мази держания и скольжения