Tema

Så mycket energi sparar skidstjärnorna på att lägga sig bakom

Hur mycket kraft och energi kan skidåkare spara genom att ligga bakom en annan åkare, så kallad drafting? Det studerar forskare vid Sport Tech Research Centre vid Mittuniversitetet. Resultatet kan innebära ett nytt taktiktänk inför tävlingar.

– En del tävlingsåkare inom skidåkningen använder drafting redan nu, exempelvis Petter Northug, men de har inte helt tagit till sig taktiken, säger Mats Ainegren, lektor i sportteknologi vid Sports Tech Research Centre.

– Det är kanske först när man ser siffror på det som man också blir medveten om hur mycket kraft och energi man kan spara.

I samarbete med andra forskare från universitet i Finland och Österrike så påbörjade han sin studie våren 2017. Under året har 20 elitåkare; 10 män och 10 kvinnor, varit i Sports Techs vindtunnel och deltagit i experimenten.

De har åkt i olika hastigheter och turats om att dra varandra. Resultatet visar bland annat att hastigheten har en stor påverkan på hur mycket energi man sparar. Om hastigheten dubblas ökar luftmotståndet fyra gånger så mycket. Ju högre hastighet, ju mer fartvind, ju mer luftmotstånd och ju mer energi att spara.

Jerry Ahrlin och Laila Kveli testar drafting i vindtunneln.

– Det ger ingen betydande energivinst att ligga bakom andra i motionshastighet, de stora vinsterna finns vid elitens tävlingshastighet, konstaterar Mats Ainegren..

Det går att dra paralleller till draftingen inom cykelsport.

En cyklist som kör på en horisontell väg har två krafter att ta hänsyn till, rullmotstånd och luftmotstånd. Cyklar man sakta är det ingen större ansträngning att cykla på plan väg, men ju snabbare man cyklar ju mer luftmotstånd. Till viss del ökar även rullmotståndet, men inte alls i paritet med det ökade luftmotståndet.

Kan man ligga bakom den som kämpar mot största delen av vindmotståndet kan man spara en hel del energi, som sedan kan användas när det är dags att vinna loppet.

Drafting samlar kraft inför upploppet

Drafting eller slipstreaming är en teknik där två eller fler rörliga föremål formerar sig i en klunga, för att minska effekten av vindmotståndet. Gruppen utnyttjar ledningsobjektets så kallade slipstream, speciellt vid höga hastigheter. På så vis sparar man på energiförbrukning.

– Vi undersöker samma sak fast i skidåkning. Nu är det inte riktigt samma höga hastigheter på skidor som på cykel, men principen är den samma och vinsten betydande. Du vill ha en så hög hastighet som möjligt men så låg energikostnad som möjligt, säger Mats Ainegren.

Slipstream är ett aerodynamiskt fenomen, en sorts vindskugga. Det eller den som ligger först skapar under höga hastigheter ett undertryck bakom sig, som i sin tur ger lägre luftmotstånd, för den som ligger precis bakom. De bakom behöver använda mindre kraft för att uppnå samma hastighet och kan därför bygga upp en högre hastighet – som kan nyttjas till att exempevisl köra om på upploppet.

– I framtiden behöver det inte bara handla om vem som är starkast i ett lopp, det kan handla om vem som är bäst taktiskt, säger Mats Ainegren.

Spelreglerna kan ändras
Ett exempel är Niklas Jonssons silvermedalj på 5-milen i Nagano -98, där storfavoriten Björn Dählie tog guld. Dählie startade 30 sekunder bakom svensken, som snart var ikappåkt men tog rygg på norrmannen och låg i dennes kölvatten i flera mil.

Norrmannen fick därmed ta merparten av luftmotståndet medan svensken kunde åka lika fort men med mindre energiförbrukning. På de sista kilometerna gick svensken förbi och drog ifrån. Det räckte ändå inte till en guldmedalj, men det kan det göra för åkare i framtiden med liknande taktik.

– Åker man smart kan man placera sig före andra åkare, kanske till och med vinna loppet mot de som brukar vara starkare. Så är det, säger Mats Ainegren.

Vilken typ av lopp det handlar om, till exempel masstart eller individuell start som går i ett eller flera varv, hur man startar i förhållande till andra åkare och hur banan är kuperad, har stor påverkan på hur mycket man kan använda sig av drafting.

Inte samma effekt i uppför
Är det många och långa uppförsbackar så har draftingen inte samma effekt som i lättåkta partier eftersom hastigheten går ned och största delen av det totala motståndet som skidåkaren jobbar mot utgörs av tyngdkraften. Man sparar inte heller så mycket energi att ligga bakom i branta utförsbackar, däremot kan man tjäna hastighet, tid och placeringar genom att ta sig förbi andra framförvarande åkare som klyver vinden.

Om det snöar eller inte kan också påverka friktionen, farten och luftmotståndets inverkan på prestationen. Det handlar hela tiden om att göra rätt val och lägga upp en bra taktik efter dagens förutsättningar.

Mätningar av framåtdrivande kraft i stavarna, energiomsättning samt den bromsande kraften från rullmotståndet och fartvinden.

Jämfört med cykling är skidåkning en individuell sport. I cykling tävlar man ofta i lag och hjälps åt att hålla hög hastighet samtidigt som åkarna turas om att ligga i längst fram och ta det tunga luftmotståndet. Hela laget färdas i en mycket högre hastighet än de har kapacitet till individuellt. Att man åker på liknande sätt inom skidåkningen är faktiskt inte alls omöjligt.

– Det är svårare inom skidsporten att åka så, men man kan ju alltid försöka. Däremot kan man inte vara säker på att andra skidåkare inte tränger sig in i klungan och sparar energi genom att ligga där.

Mats Ainegren är säker på att resultaten från studien vid Sports Tech Research Centre kommer leda till ett mer taktiskt upplägg kring aktuella tävlingar framöver. Just nu skrivs det på två vetenskapliga publikationer där målet är att båda ska vara publicerade senast i slutet av 2018.

Redan nu finns funderingar på ytterligare studier. Nu har forskarna studerat effekten av drafting när man kör klassisk stil. Men vad händer om man kör fristil? Hur påverkas skidskyttar som bär på vapen? Och dessutom, hur bör man agera när man åker framför de andra – kan man på något sätt ändra sin åkteknik så man kan minska fördelen de bakomliggande får? Om man till exempel får Northug i ryggen?

– Vi är långt ifrån färdiga här, konstaterar Mats Ainegren.

Artikeln publicerades först på Mittuniversitets webbplats 2 februari 2018.

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Så mycket energi sparar skidstjärnorna på att lägga sig bakom

 lästid ~ 5 min