Så maximeras OS-skidåkarnas glid i spåret

Tänk dig att du står högst upp i en backe. När du glider över krönet omvandlas din lägesenergi till rörelseenergi. Gravitationen accelererar dig framåt, men två andra osynliga krafter verkar samtidigt: luftmotstånd och friktion. Luftmotståndet ökar med hastigheten. Friktionen är mer komplicerad. 

Hur snön påverkar skidåkningen är ett relativt outforskat område. Andreas Almqvist är professor vid Luleås tekniska universitet och leder ett projekt som undersöker hur samspelet mellan skida och snö kan optimeras. Forskarlaget samarbetar med Sveriges olympiska kommitté (SOK) och har bland annat stöttat de svenska skidåkarna inför OS 2026.

– Vi tar ett helhetsgrepp på interaktionen mellan skidåkaren, utrustningen och snön, säger Andreas Almqvist.

Snö är ett föränderligt material vars kristaller förändras med temperatur, luftfuktighet och belastning. Spåret som du möter på morgonen är inte detsamma som på eftermiddagen. 

Forskningen utgår från tribologi – läran om friktion, nötning och smörjning. I skidåkning handlar det om vad som sker i kontakten mellan skidan och snön. När skidorna glider över snön genereras friktion. Hur stor den blir anges av friktionskoefficienten. För längdskidåkaren handlar det om att optimera fästet utan att offra glidet.

– En tusendels mindre friktionskoefficient kan innebära några tiondels sekunder snabbare åktid per 100 meter, konstaterar Andreas Almqvist. 

På en mil motsvarar det ett tiotal sekunder. På elitnivå är varje sekund viktig.

Om friktionen är tillräckligt stor kan den räcka till att värma upp snön till en nollgradig temperatur och samtidigt smälta den. Det smälta vattnet bildar då en tunn vattenfilm under skidan. 

– Det gäller att göra det rätta valet av skida, slipstruktur och valla så att det skapar lagom mycket friktionssmältning, förklarar Andreas Almqvist.

Valet av skida, slipstruktur och vallning handlar om att kontrollera kontakten med snön. Skidans geometri och mekaniska egenskaper har störst inverkan. Sedan kommer belaget, skidans undersida. Belaget kan slipas för att skapa olika strukturer. Därefter vallan som finjusterar belagets hårdhet beroende på snötyp och förbättrar den vattenavstötande förmågan.  

– I varmare förhållanden behövs kortare glidzoner och grövre strukturer. I kallare förhållanden är det tvärtom, säger Andreas Almqvist. 

Detta var redan vedertaget, men forskargruppen i Luleå var först med att visa det vetenskapligt. 

I klassisk skidåkning ger mindre fäste generellt bättre glid. Men för lite fäste kostar energi i uppförsbackar och påverkar tekniken. Olika väderförhållanden kräver dessutom olika typer av vallningspreparat. Genom att systematiskt studera hur skida, struktur och vallning samverkar i varierande temperaturer kan glidet optimeras. 

För att kartlägga interaktionen mellan snön, skidan och skidåkaren behöver små skillnader i friktion kunna mätas. För detta krävs noggranna testmetoder som ger hög precision och kan upprepas på ett tillförlitligt vis. 

Forskargruppen i Luleå har utvecklat egna testinstrument som de kallar friglidande tribometrar. Det är slädliknande konstruktioner som glider fritt över snö och registrerar mycket små förändringar i rörelse. 

Tribometrarna har testats både inomhus och utomhus. Forskarna har även utvecklat egna modeller baserade på maskininlärning som de kombinerat med etablerade teorier om tribologi. På så sätt kan forskarna analysera hur små förändringar i struktur och valla påverkar friktionen. 

– Målsättningen var att kunna testa vanliga längdskidor, inte specialbyggda i labb, berättar Andreas Almqvist.  

Forskargruppen har även analyserat hur skidåkare interagerar med sin utrustning och hur det påverkar deras teknik. Med accelerometrar på skidor, stavar och kroppen kan åkarnas rörelsemönster analyseras och kopplas till hur utrustning används. Sulor med trycksensorer visar hur kraften fördelas över foten och med kraftmätare i stavarna kan även den framåtdrivande kraften uppskattas. 

– Vallateamen har exempelvis kunnat använda kunskap från våra studier om belagets struktur under OS, berättar Andreas Almqvist.

Forskningen handlar inte bara om att förbättra skidåkarnas tid i mål. Förståelsen av hur snö samverkar med olika ytor blir allt viktigare i takt med klimatförändringarna. Samtidigt har skidvallor med PFAS förbjudits, vilket driver utvecklingen mot nya, mer hållbara, material. 

För den vanliga skidåkaren kanske inte en sekund avgör något. Med det finns enkla sätt att förbättra glidet även för de som inte är elitåkare. 

– Största vinsten du kan göra är att ha ett par rena skidor, säger Andreas Almqvist. 

Genom att göra rent undersidan av skidan friläggs strukturen och glidet förbättras utan vallning.

– Även om man inte vinner så mycket tid på det, så får man säkerligen en trevligare tur. 

I grunden är det samma fysik som avgör – oavsett om du jagar guldmedaljer eller en härlig tur i skidspåret.