Gør ski stærke nok til at olympierne kan køre på

Olympierne forventer ypperste præstationer fra deres sind og kroppe, men de får afgørende fordele ved det allerbedste udstyr til deres sport og vejrforholdene, de konkurrerer i. Ski, for eksempel, skal stå op til næsten konstante ændringer i stress under løb.

Den ideelle ski giver en stiv og stiv platform for skiløbers støvler at fastgøre til, bøjer for at skære gennem sving, bryder ikke under pres fra spring og landinger og er let nok til ikke at bremse atleten. Men det er ikke alt:Ski skal modstå skader som følge af kollisioner, absorbere vibrationer fra isnende forhold og modstå ekstreme temperaturer og intens sollys, der er almindelige i bjergmiljøer.

Det er meget at spørge om et enkelt element. De første ski var lavet af stærke, fleksibelt asketræ, men teknologien har fundet måder at gøre det meget bedre. Dagens materialedesign og byggeprocesser er tæt bevarede industrielle hemmeligheder, specifikt for de enkelte skiselskaber. Men jeg og andre materialer eksperter ved, at de væsentlige komponenter og metoder er meget ens:Alle ski er som sandwich, stabling af separate lag af forskellige materialer med alle de separate egenskaber i et enkelt emne, en ski i konkurrenceklasse.

Avancerede materialer til ekstreme forhold

Ultrahøj molekylvægt polyethylen er en højt konstrueret plast, der ofte bruges i reb med høj styrke såvel som i kunstige hofte- og knæimplantater. Det er hårdt, bøjer og bøjer meget uden at bryde, modstår ridser, bevarer sine egenskaber på tværs af en række temperaturer og har små mikroskopiske porer på tværs af overfladen. Når den bruges som grundlaget for en ski, disse mikroskopiske porer virker som en svamp, i hvilken racevoks smeltes for at finjustere skiens kontakt med uanset sneforholdene.

Skibasisens sider er lavet af højstyrke stållegeringer, der opvarmes og behandles for at imødekomme de krævende betingelser for skiløb. Disse processer gør stålet modstandsdygtigt over for rust og kan skærpes som en kniv. Stålet skal holde sin kant for at skære gennem sne og is, mens det bøjer med resten af ​​skien uden at revne eller gå i stykker.

Inde på skien

Oven på basen er et komplekst lag i skisandwichet, et element i sig selv kaldet et "sandwichpanel, "lavet af lignende materialer og med de samme teknikker som dem, der bruges til at bygge rumfartøjer, fly og performance racerbiler. Sandwichets centrum er et kernemateriale omgivet af fiberforstærkede kompositter.

Kerne på ski sandwichpaneler kan være lette titaniumlegeringer, polymerskum, der ligner isopor -kaffekopper eller forskellige træsorter - såsom ahorn, egetræ, asp eller poppel. Disse forskellige plastik, træ- og metalmaterialer er lagdelt og kombineret for at justere skien til de ønskede styrkeniveauer, stivhed, evne til at vride og vibrationsdæmpning, alle med så lidt vægt som muligt.

Sandwichpanelets yderste lag er fremstillet af epoxyharpikser-højtydende lim-i og på hvilke der er lagt konstruerede stoffer som kulfiber, glasfiber og Kevlar. Disse harpiksfiberlag holder sandwichkernestrukturen sammen og får alle de forskellige materialetyper til at fungere som en.

Ligesom kernen, disse sammensatte lag varierer i tykkelse og makeup langs skien. De er endda anvendt i forskellige vinkler på selve skien for at forbedre skistivhed og styrke.

Sandwichpanelskien gør det hurtigere at dreje og hjælper skituren glat over stød og hjulspor i terrænet. Det er mere lydhør over for skiløberen og mere stabilt ved høje hastigheder end mindre avancerede designs, fordi det kan drage fordel af de bedste aspekter af alle dets ingredienser. Samlet set, sandwichpanelet er bygget til at være stivest under bindingsområdet, hvor støvlen fastgøres, og mere fleksibel nær skitipsene, at glide lettere over ujævnt terræn. Hver skis sandwichpanel er designet og bygget til at optimere ydeevnen i en bestemt skiløbsarrangement - såsom downhill racing, snowcross eller spring - eller endda en bestemt skiløbers præferencer.

Hurtig forbedring

Skibranchen, og især dets konkurrenceelementer, er villige til at tage risici og skubbe grænser, udforske de mest avancerede materialekoncepter for at opnå optimal ydeevne. Som resultat, årtiers forskning har forbedret de olympiske skiløbers tider betydeligt gennem årene.

Det arbejde har også spredt fordele langt ud over den olympiske medaljepodium og ind på rekreationsmarkedet. Amatør skiløbere kan udforske mere avanceret terræn og mere udfordrende pister med hjælp fra det afstemte fjederrespons, vibrationsdæmpning og let vægt på deres ski. Fritids skiløbere kan også gå hurtigere under skiftende sneforhold og lettere styre gennem sving, fordi deres ski er fleksible og reagerer på individuelle skiløbers styrker, samt skråningsforhold. Materialet fremskridt hjælper rekreative skiløbere med at stå godt på ski på terræn, der tidligere kun var tilgængeligt for overlegne atleter.

Alle disse fremskridt sker meget hurtigt. Inden de næste vinter -OL, forbrugere vil sandsynligvis let kunne købe de samme slags ski og snowboards, som olympierne i 2018 konkurrerede på - og 2022 -olympierne vil bruge endnu bedre materialer, der hjælper dem med at gå hurtigere, højere og stærkere end nogensinde før.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.