Skoki narciarskie. Jak skoczyć, by daleko wylądować?

Austriacki profesor Wolfram Müller, naukowiec, który bada skoki narciarskie, przyznaje, że jeśli chodzi o dyscyplinę Gregora Schlierenzauera i Kamila Stocha, to nauka jest bezradna. Fizyka daje pewność tylko co do jednego: większą prędkość na progu uzyskują ci, którzy są ciężsi

Jako pierwszy aerodynamikę skoku narciarskiego badał Reinhard Straumann tuż po igrzyskach w Chamonix w 1924 roku. Ale on i jego następcy nie zdziałali w tym względzie wiele, teoria wciąż rozmija się z praktyką. Szarą figurą w gremiach badaczy skoków jest Austriak Wolfram Müller, profesor Uniwersytetu Medycznego w Graz. Poprosiłem go: niech pan zapomni, że kibicuję polskim, a nie austriackim, skoczkom i szczerze wyjawi, co fizyka ma do powiedzenia na temat skoków? Jak skoczyć najdalej, herr Müller?

Nie jestem pewien, czy nie chciał czegoś ukryć, ale z tego, co mi przekazał, wynika, iż nauka jest... bezradna. Nie udało się przeprowadzić udanej komputerowej symulacji, która by się zgadzała z rzeczywistym przebiegiem lotu. - Nie da się tu przenieść naszej wiedzy o aerodynamice samolotów, bo geometria skoczka jest zupełnie inna, a poza tym leci on z kątem natarcia dużo większym niż skrzydło, czasem aż 50 stopni - mówi Müller. - Nawet drobne nierówności kombinezonu czy wibracje skóry mogą prowadzić do powietrznych turbulencji. Zignorowanie ich w symulacjach daje kompletnie błędne prognozy długości skoku.

Jedyną sensowną metodą jest pomiar kluczowych sił i współczynników w tunelu powietrznym, gdzie bada się aerodynamikę szybowców i samolotów. Müller wstawiał do takiego tunelu swego rodaka Andreasa Goldbergera, wielokrotnego mistrza świata, który jako pierwszy pokonał barierę 200 m. - Ale w tunelu skoczek nie wisi swobodnie jak podczas prawdziwego skoku. Musi być czymś podparty, a wsporniki wprowadzają zakłócenia - mówi Müller. Nic więc dziwnego, że to nie fizycy, ale szwedzki skoczek Jan Boklov w połowie lat 80. wpadł na pomysł, żeby rozsunąć narty w kształcie litery V, dzięki czemu siła nośna zwiększyła się nawet o 80 proc. To, że nieoficjalny rekord świata nieprzerwanie rośnie od 35 m przed stu laty do obecnych 246,5 m, jest też zasługą samych skoczków.

Nawet najprostsza pierwsza faza skoku - dojazd do progu - sprawia badaczom problemy. - Próby wyliczenia siły tarcia nart o lód niestety nie oddają dobrze rzeczywistości - mówi Müller. Fizyka daje pewność tylko co do jednego: większą prędkość na progu uzyskują ci, którzy są ciężsi. Nie należy jednak wysnuwać z tego daleko idących wniosków, bo w kolejnych fazach skoku, które są o niebo ważniejsze, dużo bardziej liczy się niska waga ciała.

Przejdźmy więc do drugiej fazy: odbicia na progu. Zjazd kończy się łukiem, na którym siła odśrodkowa wciska skoczka w skocznię, ale na ostatnich kilkunastu metrach przed krawędzią jest odcinek płaski. Wypada się na niego z prędkością od 87 km/godz. (na małych skoczniach K-90) do 105 km/godz. (na mamucich). I tutaj skoczek musi się wybić - ma na to ledwie jedną trzecią sekundy. To piekielnie mało czasu, tyle co mrugnięcie okiem, ale wtedy decyduje się najważniejsze.

Dobre wybicie unosi skoczka - nadaje mu składową prędkości w górę, mniej więcej od 2 do 2,8 m/s. Każde dodatkowe 0,1 m/s przekłada się na skok o metr dłuższy. - Ale to wymaga siły i treningu - mówi Müller. - Bardziej opłaca się podczas wybicia dbać o to, by płynnie i jak najszybciej przyjąć docelową pozycję, ustabilizować lot, zamienić się w skrzydło, które pofrunie jak najdalej. Nawet mały błąd w ustawieniu - różnica ledwie jednego, dwóch stopni w pochyleniu skoczka lub nart - skraca skok o wiele metrów. Zbyt duży opór powietrza w tej fazie lotu dramatycznie skraca skok. Dlatego skoczek musi szybko przyjąć opływowy kształt, zmniejszyć powierzchnię, którą zderza się z prądem powietrza, chociaż maleje wtedy także współczynnik siły nośnej, czyli tej, która przeciwstawia się grawitacji. W ostatniej fazie lotu jest na odwrót - bardziej opłaca się dbać o większą siłę nośną, hamujący opór można zlekceważyć.

Naukowcy ze zdziwieniem zauważyli, że najlepsi skoczkowie przyjmują bardzo różne kąty natarcia i ułożenia ciała. Każdy ma swoje własne optimum. Najlepszy styl dla jednego wcale nie musi być dobry dla drugiego. Ammann i Małysz mieli różne style, ale obaj lecieli równie daleko.

Kiedy upowszechnił się styl V, skoczkowie zaczęli przesuwać wiązania bardziej do tyłu, bo odkryli, że wtedy mogą mocniej się pochylić i lecieć dalej. Niekiedy ich głowa w czasie lotu była na poziomie nart albo nawet pod nimi. To było groźne, bo błąd czy niespodziewany podmuch sprawiał, że robili fikołka do przodu. Dlatego za radą naukowców zakazano mocować wiązania dalej od czubka niż w odległości 57 proc. długości nart.

Druga istotna regulacja - w 2004 roku - dotyczyła ważenia skoczków. Styl V sprawił, że teraz bardziej liczy się siła nośna, która czyni ze skoczka podniebnego ptaka, niż pęd i atletyczna siła wybicia na progu, która upodabnia go do lecącej kuli armatniej. A ptak musi być lekki. Zrzucenie kilograma - w zależności od skoczni - oznacza wydłużenie skoku nawet o 4 m! Dla wielu skoczków odchudzanie stało się obsesją. Zaczęli mieć kłopoty z anoreksją, zaburzeniami odżywiania, depresją, które do tej pory były utrapieniem gimnastyki kobiecej czy jazdy figurowej na lodzie. Jedna piąta skoczków na igrzyskach w Salt Lake City w 2002 r. miała niedowagę, czyli wskaźnik wagi ciała BMI poniżej 18,5, najbardziej wychudzeni - aż 16,4. (BMI to masa ciała w kg dzielona przez kwadrat wzrostu w metrach).

Dlatego w 2004 r. wprowadzono regułę, że skoczkowie z BMI poniżej 18,5 muszą albo przytyć, albo skakać na krótszych nartach. Jak bardzo trzeba je skrócić, żeby skompensować wagę - to opracował prof. Müller. Naukowcy ustalili też, o ile korygować noty za skok przy za dużym wietrze. Wiele dziś zależy od akceptacji komisji technicznej, mierzona jest długość nart, skoczkowie są ważeni, a także oklepywani, by sprawdzić, czy kombinezon nie jest za luźny.

Już nie wystarczy po prostu skoczyć najdalej, by wygrać. To nie wszystkim się podoba.

Więcej o:
Copyright © Agora SA