НОВОСИБИРСК, 5 февраля. /ТАСС/. Ученые Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН разработали экспериментальную установку, не имеющую аналогов в мире, для исследования скольжения лыж по снегу, которую в перспективе можно использовать для изучения механизмов образования лавин. Об этом сообщает официальное издание СО РАН «Наука в Сибири».
В основе этого процесса лежит взаимодействие скользящей поверхности лыжи со снегом и давление, которое она оказывает на него. Так, при температуре снега ниже минус 15 градусов реализуется процесс сухого трения, при котором кристаллики снега работают для шлифования поверхности. Когда температура повышается, давление лыжи на снег вызывает его плавление, что способствует хорошему скольжению.
«Созданная сибирскими учеными установка позволит оценивать эффективность скольжения по снегу при заданных параметрах температуры, структуры снега и влажности, а также для заданной шероховатости скользящей по снегу поверхности лыжи. Полученные данные могут быть использованы для создания алгоритма нанесения на нее эффективного штайншлифта», — пишет издание.
Установка представляет собой вращающийся барабан, в который под определенным углом загружается снег. Затем на этот снег помещается лыжный брусочек (величиной с детскую лыжу, 40−50 см), закрепленный на отдельно стоящей балке. Прибор прижимает лыжу, имитируя давление веса лыжника, благодаря вращению карусели она скользит по снегу, и высокоточный динамометр снимает ее ответное давление. На установке можно смотреть, как изменяется скольжение и сила трения лыжи. Установленный над барабаном купол, оборудованный климатической системой, позволяет поддерживать постоянную температуру воздуха. Собранные при физических экспериментах данные переносят в цифровые модели.
«Помимо лыж на нашей установке мы планируем изучать механизмы образования снежных лавин. Здесь возникает обратная задача: у вас есть горная порода, которая имеет свою макро- и микроструктуру, и на ней лежит огромный слой снега под каким-то уклоном. Светит солнце, дует ветер, меняется температура или геофизическая обстановка, и в какой-то момент начинается процесс срыва лавины. Очевидно, что в зоне контакта снега с породой или другой частью пласта произошли явления, которые этому способствовали. Вместе с коллегами из Магадана и с Кавказа мы написали заявку на грант по этой лавинной тематике и сейчас ждем решения по нему», — цитирует издание заведующего лабораторией механики неупорядоченных сред, кандидата физико-математических наук Даниила Паршина.
Для изучения процессов образования лавин прибор планируется дополнить акустическими датчиками, способными регистрировать акустические волны, возникающие при пластической деформации и разрушении пласта. Кроме того, в перспективе результаты изучения скольжения могут быть использованы для создания транспорта, способного перемещаться по зимнему бездорожью арктических и антарктических территорий.
