Науката зад някои от най-бързите ледени пързалки в света

Елитните състезатели по бързо пързаляне на дълги писти тренират с години, за да се отблъскват, плъзгат и поддържат равновесие при средна скорост от около 56 км/ч. Но в най-бързия спорт в света, задвижван единствено от човешка сила, върховата форма не е единственият фактор. И двете писти: овалите в Калгари, Алберта, и Солт Лейк Сити, Юта, също заслужават медал, защото се смятат за най-бързите ледени пързалки в света.

Към ноември 2025 г. състезателите по бързо пързаляне са поставили съответно 15 и 7 действащи световни рекорда в Солт Лейк Сити и Калгари, повече от която и да е друга писта. Учените и производителите на лед отдават този успех на високата надморска височина и на изключително прецизни методи за намаляване на триенето между въздуха и ледената повърхност.

„В бързото пързаляне има две неща, които ви забавят. Това са ледът и въздухът, казва Шон Мо, професор от Саскачеван, специалист по инженерство на зимни спортове.

Въздушното съпротивление действа върху пързалящия се така, както върху колоездачите и скиорите, и е една от причините, поради които овалите в Калгари и Солт Лейк Сити са толкова бързи.

„Колкото по-високо сте, толкова по-разреден е въздухът“, обяснява Марк Месер, производител на лед за овала в Калгари и за седем зимни олимпийски игри, включително Милано–Кортина. Калгари се намира на 1045 м над морското равнище, а Солт Лейк Сити на около 1425 м. На височина 690 м немската арена „Макс Айхер“ в Инцел заема третото място по действащи световни рекорди, с един рекорд към ноември и втори през януари (който отменя предишен рекорд от Солт Лейк Сити).

И докато високата надморска височина намалява въздушното съпротивление, ключовият фактор е самият лед. По-ниското триене означава по-бързо пързаляне, казва специалистът по триене върху леда Едуард Лозовски от Алберта. Но „ако изобщо нямаше триене, пързалящият се нямаше как да се задвижи“, допълва той.

Затова производителите на лед внимателно контролират температурата на леда, температурата в залата, чистотата на водата и допълнителни физични параметри, за да открият идеалния баланс: достатъчно ниско триене за скорост, но достатъчно сцепление за отблъскване.

Постигането на това равновесие е сложна задача. Противоположните изисквания за триене принуждават производителите да работят с необичайните свойства на леда и разкриват една любопитна, почти парадоксална истина: „Когато се пързаляте с кънки, в действителност не се пързаляте по лед“, казва Лозовски. „Пързаляте се върху тънък слой течност.“

Комбинация от химия и физика обяснява това явление. На повърхността на леда молекулите не са здраво свързани както в дълбочина. Те нямат друго освен въздух над себе си, затова се движат по-свободно и се държат като течност, създавайки естествен лубрикант.

Освен това контактът между острието и леда води до разтапяне чрез два процеса: налягане от острието и тялото, което разтопява повърхността; триене, което генерира топлина и образува още течност. Според Лозовски тъкмо триенето допринася най-много за този тънък воден слой, който позволява на кънките да се плъзгат с такава скорост.

Независимо от научния произход на този течен слой, количеството вода върху повърхността под кънките е минимално, но изключително важно. С дебелина от едва един до три микрометра той е сравним с една стотна от човешки косъм, казва Лозовски. Но това е напълно достатъчно, за да създаде хлъзгавата повърхност, която прави кънките възможни.

Без това тънко водно покритие усещането е като пързаляне върху бетон, казва Моу, която е преживяла подобно явление, докато се е пързаляла навън при -35°C. Но ако водата стане твърде много, триенето нараства и забавя кънкьорите. „Това е много деликатен баланс“, казва тя.

За да усъвършенства този баланс, Месер постоянно настройва ледената повърхност в овала на Калгари според нуждите на бързото пързаляне. Фигуристите предпочитат по-мек и по-топъл лед, който е необходим за скачане. За разлика от тях скоростните кънкьори се нуждаят от по-твърда и студена повърхност: температура около –8 до –9°C и температура на въздуха между 15 и 16°C. „Опитваме се да намерим баланс между сцепление и плъзгане. Колкото по-студен е ледът, толкова по-малко сцепление има; колкото по-топъл е, толкова по-малко се плъзга“, казва Месер.

Пистите за бързо пързаляне разчитат и на сравнително чиста, но не напълно деминерализирана вода. Частици мръсотия на повърхността могат да забавят кънкьора, но малки количества примеси помагат за структурната здравина на леда, казва Месер.

Влажността също увеличава триенето, но по неблагоприятен начин: излишната влага може да доведе до образуване на скреж – кристали, които разрушават гладката повърхност и спъват скоростта. Този фактор е особено трудно предвидим в големи зали, пълни с хора. „Изключително трудно е да се улучат правилните стойности и всяка пързалка изисква ново учене“, казва Месер.

Климатичните и охладителните системи могат частично да ограничат ефекта на влага­та. Но дори те подчертават „принципа на Златокоска“ (метафора за търсене на перфектния баланс между две крайности или състояние, което е „точно колкото трябва") в производството на лед: въздухът трябва да е достатъчно студен, за да предотврати скреж, но не толкова студен, че да стане по-плътен и да увеличи въздушното съпротивление, казва Лозовски. „Създаването на оптимални условия за бързо пързаляне на олимпийски овал е едновременно изкуство и наука“, допълва той.

Не само ледът е пример за деликатно равновесие, а и кънките са проектирани по този принцип. Скоростните кънки са по-тънки, по-дълги и по-плоски от хокейните и фигурните модели, като дават приоритет на скоростта пред маневреността. Те потъват по-малко в леда и се плъзгат с по-малко триене – „но не очаквайте скоростните кънкьори да завиват рязко“, казва Моу.

Бъдещи иновации в скоростните кънки – например изработването на остриета, съобразени със специфичните пропорции на всеки състезател, или покрития, подобни на забранените в скелетона и бобслея – биха могли още повече да намалят триенето. Но скоростта винаги ще зависи най-вече от ключовия елемент на спорта: самите кънкьори, които генерират тласъка и определят темпото, независимо от базовото триене на овала.

„Като производители на лед не искаме да бъдем фактор“, казва Месер. „Световни рекорди продължават да се поставят, но не от леда, а от спортистите.“