Почему существует синтетический лёд
Лёд с охлаждением дорого сооружать и дорого содержать. Охлаждаемый каток требует холодильной установки, постоянных затрат на электроэнергию, воды и хладагентов, причём всё это необходимо независимо от того, катаются десять человек или не катается никто. Для арены НХЛ такие затраты оправданны. Для хоккейной школы, внутреннего двора отеля, торгового центра, школы или заднего двора частного дома — как правило, нет.
Синтетический лёд устраняет необходимость в холодильной установке. Это твёрдая поверхность, спроектированная так, чтобы по ней скользило стальное лезвие; её можно установить практически где угодно и эксплуатировать, ничего не замораживая. В этом и состоит главное обещание категории: катание на коньках без расположенного под поверхностью оборудования.
Из чего сделан синтетический лёд
Любая поверхность из синтетического льда изготавливается на основе полиэтилена — пластика того же семейства, что используется в бесчисленном множестве повседневных изделий. Сам по себе полиэтилен не обеспечивает достаточного скольжения для катания. Пригодной для катания поверхность делает комплекс введённых в материал добавок и смазочных компонентов. Всё, что отличает хорошую поверхность от плохой, определяется этой рецептурой и способом изготовления панели, а не базовым пластиком.
Что происходит, когда лезвие движется по поверхности
Честно говоря, никто до конца не знает. Учёные уже более века спорят о том, почему сам лёд скользкий, и о полимерных поверхностях следует говорить с той же осторожностью. Ясно одно: поверхность должна одновременно выполнять две функции, и обе одинаково важны для ощущения от катания: она должна быть достаточно твёрдой, чтобы лезвие не проваливалось в неё, и достаточно скользкой, чтобы лезвие скользило по ней.
Вместе эти два фактора определяют усилие, которое на самом деле ощущает катающийся. Усилие при скольжении складывается из трения и вдавливания: чем больше сопротивление встречает лезвие и чем глубже оно погружается, тем больше усилий приходится прикладывать катающемуся.
Конкретный способ, которым Glice обеспечивает низкое трение и малую степень вдавливания, — твёрдый сердечник, несущий тонкий подвижный верхний слой, который сдвигается под лезвием, — описан на странице Как работает Glice.
Четыре параметра, определяющие качество
Всё, что вы можете захотеть узнать о синтетической поверхности, сводится к четырём вещам. Одна из них — плоская и ровная поверхность — это базовое требование к любому серьёзному производителю. Остальные три — трение, вдавливание и истирание — относятся к сложным научно-техническим задачам, и именно в них заключается настоящая инженерная работа. Эти свойства также противодействуют друг другу: улучшение одного, как правило, ухудшает другое, поэтому разрабатывать их необходимо вместе.
Трение поверхности
Сопротивление, которое испытывает лезвие, — это характеристика, которую покупатели знают лучше всего и о которой спрашивают чаще всего. В этой привычности и кроется ловушка. Ни у одного материала нет единого коэффициента трения. Трение — это свойство системы, а не отдельного материала: оно зависит от взаимодействия двух материалов при определённой геометрии, нагрузке, скорости и температуре. Поэтому значение коэффициента трения имеет смысл только тогда, когда известны условия испытания и объект сравнения — натуральный лёд или другая синтетическая поверхность. Само по себе число ничего не говорит. Если поставщик приводит коэффициент трения, но не может сообщить условия испытания и объект сравнения, это не доказательство.
Вдавливание
Самая большая проблема в этой категории — и характеристика, о которой почти никто не спрашивает. Практически весь синтетический лёд слишком мягкий. Когда поверхность слишком мягкая, лезвие погружается в неё, и вместо того, чтобы скользить, катающемуся приходится раздвигать материал, как ледокол с большим усилием пробивается сквозь паковый лёд. Это сопротивление называется деформационным трением и требует реальных затрат энергии. Глубина вдавливания — это расстояние, на которое погружается лезвие, измеряемое в микрометрах; она столь же важна для скольжения, как и поверхностное трение, хотя обсуждают её реже всего.
Истирание
Сколько материала поверхность теряет при катании и как ведут себя эти стружки. Слишком сильное истирание означает постоянную чистку и деградацию поверхности. Сами стружки могут нести статический заряд и прилипать к одежде, поэтому то, как поверхность справляется с этим, также имеет значение.
Однородная, ровная поверхность и соединения, которые удерживают её на месте
Одинаково ли скользят коньки по всей поверхности катка. Это обеспечивается двумя вещами: изначально плоской панелью и системой соединений, которая удерживает панели плоскими и ровными после укладки. Простые соединения с горизонтальной фиксацией подходят для домашних и небольших крытых катков; для больших, коммерческих и открытых катков требуется система, которая фиксирует панели как по горизонтали, так и по вертикали, чтобы на стыке не мог образоваться выступ. Стык, который фигурист чувствует под ногами, является дефектом независимо от способа соединения панелей. Это базовое требование, а не наука; полное сравнение систем соединений представлено на странице «Соединения панелей синтетического льда».
Как производство меняет поверхность
На двух панелях из идентичного материала можно кататься совершенно по-разному, поскольку способ формования изменяет свойства материала. Прессование и экструзия обеспечивают разную твёрдость и разную устойчивость к истиранию, поэтому одна и та же рецептура в зависимости от процесса может дать как хорошую, так и плохую поверхность. От способа охлаждения панели зависит, останется ли она плоской или деформируется на второе лето. Поэтому некоторые панели выходят с завода без дефектов, но через год приходят в негодность. Это отдельная обширная тема, которая рассматривается на странице «Как производится синтетический лёд».
Заявления, которые звучат как признаки качества, но ими не являются
Если знать эти четыре параметра, большая часть маркетинговых заявлений в этой категории сама себя разоблачает. Четыре утверждения повторяются снова и снова, и каждое из них акцентирует внимание не на том.
Самосмазывающийся
Каждая пригодная для использования синтетическая поверхность содержит смазку, поскольку полиэтилен сам по себе не обеспечивает скольжения. Поэтому «самосмазывающийся» означает лишь соответствие минимальному требованию, а не преимущество. Настоящее мастерство заключается в выборе смазочных материалов и присадок и их правильном соотношении среди тысяч возможных комбинаций.
Защита от УФ-излучения
Поставщики часто представляют УФ-защиту как особое преимущество, но она должна быть стандартом. Любой полимер, оставленный на солнце, без неё разрушается, поэтому её наличие ожидаемо и не является чем-то особенным. Что ещё важнее, сама по себе УФ-защита не означает, что поверхность не будет разрушаться. Пожелтение и разрушение зависят от качества присадок и химической стабильности не меньше, чем от солнечного света. Нечистые или нестабильные присадки могут окисляться и обесцвечивать панель даже в помещении, где вообще нет УФ-излучения: задокументированы случаи, когда панели сильно желтели менее чем за год внутри полностью закрытых объектов без какого-либо дневного света. Настоящую защиту обеспечивают стабильные высококачественные присадки из контролируемого источника, а не маркировка «УФ-защита».
Отличное сцепление
Этот вопрос требует пояснения, потому что хорошее сцепление действительно необходимо. Чтобы двигаться, вы отталкиваетесь от поверхности, и без сцепления кататься невозможно. Но сцепление обеспечивают хорошо заточенные лезвия и поверхность, которая их не затупляет, а не сама по себе «цепкая» поверхность. На деле почти весь синтетический лёд слишком мягкий, поэтому лезвия погружаются слишком глубоко, и это мешает движению. Теоретически даже покрытие среднего качества обеспечивает хорошее сцепление, если коньки хорошо заточены. Поэтому «отличное сцепление», заявленное как характеристика покрытия, акцентирует не тот фактор. В конечном счёте сцепление зависит от того, затупляет ли покрытие ваши лезвия: если оно затупляет их быстро, сцепление исчезает.
Полимер премиум-класса
Некоторые поставщики рекламируют сверхвысокомолекулярный полиэтилен как премиальный материал, превосходящий стандартный полиэтилен высокой плотности. Это более совершенный и дорогой материал, поэтому покупатели обоснованно предполагают, что он должен обеспечивать лучшее скольжение. Но такой вывод не следует автоматически. Производители изготавливают поверхности из того или другого сорта, и в чистом виде ни один из них не обеспечивает наилучших результатов при контакте с лезвием конька. При испытании с лезвием, а не с промышленным подшипником, показатели трения этого сорта оказываются хуже, чем можно предположить по его техническому паспорту. Сорт определяет исходное сырьё, а пригодность поверхности для катания обеспечивает рецептура.
Какой показатель можно измерить
Несмотря на все заявления, звучащие в этой категории, существует только один независимый опубликованный набор сравнительных данных: исследование Института механики материалов Фраунгофера IWM, в рамках которого пять поверхностей измерили на одном и том же оборудовании в идентичных условиях. Это отправная точка для любого честного сравнения; исследование полностью представлено на странице «Измерения Фраунгофера».
Лезвия и заточка
Катание затупляет лезвия на любой поверхности, а частоту необходимой заточки часто понимают совершенно неправильно. На обычном синтетическом льду большинство лезвий тупятся в течение десяти-пятнадцати минут, а практически все — в течение часа. Поскольку типичный сеанс массового катания длится около часа, на дешёвой поверхности катающиеся теряют заточку лезвий ещё до окончания сеанса.
Glice — исключение, и это подтверждают операторы. Всемирно известный семейный тематический парк, посвящённый кирпичикам и принимающий до тысячи катающихся в день, установил, что примерно в девяноста процентах случаев лезвие оставалось в хорошем состоянии после многократного использования. В швейцарском клубе фигурного катания в Валлизеллене лезвия сохраняли заточку в течение полутора–трёх месяцев тренировок. Есть лишь одно условие: коньки должны оставаться на льду или резиновом покрытии, поскольку твёрдый пол или асфальт быстро портят кромку. Полная информация представлена на странице Вреден ли синтетический лёд для коньков?.
Температура, влажность и погода
Синтетический лёд реагирует на условия. Чем теплее, тем мягче становится поверхность, а значит, вдавливание немного увеличивается, а скольжение немного ухудшается; чем холоднее, тем поверхность твёрже и тем лучше по ней кататься. При температуре выше примерно 30°C (86°F) ограничивающим фактором обычно становится сам человек, а не поверхность: жара и пот делают катание некомфортным задолго до того, как температура начинает мешать льду. У охлаждаемого льда в жару противоположная слабость: примерно при 17°C (63°F) он начинает становиться водянистым и рыхлым. Влияние влажности и УФ-излучения рассматривается на странице «Работает ли синтетический лёд на улице и в жару?».
Чего не может синтетический лёд
Большинство видов синтетического льда по качеству скольжения совершенно не сопоставимы с настоящим льдом. Единственное подтверждённое измерениями исключение — Glice, и то только на низкой скорости. Ни одна синтетическая поверхность не заменит ледовую арену с системой охлаждения на игровой скорости.
Также существует ограничение на проведение соревнований, о котором стоит прямо заявить. Ни одна международная спортивная федерация еще не омологировала, то есть официально не одобрила, синтетический лёд для санкционированных соревнований. Если ваш план зависит от проведения официальных международных мероприятий, синтетический лёд в настоящее время не является одобренной поверхностью для них.
И каждая поверхность, включая Glice, страдает от пренебрежения. Синтетический лёд требует ухода. Если оставить поверхность грязной, она станет сероватой, швы начнут выделяться, а скольжение по ней ухудшится. Если пренебрегать чисткой и уходом, поверхность будет быстрее затуплять лезвия, а срок её службы сократится. Если неправильно обращаться с коньками и позволять людям сходить со льда на твёрдый пол, их режущие кромки будут испорчены независимо от качества поверхности. Запущенная поверхность может даже затуплять лезвия быстрее, чем охлаждаемый лёд. Простой регулярный уход идёт поверхности на пользу, а его отсутствие ей вредит, поэтому обслуживание рассматривается как отдельная тема в разделе «Успешная реализация проекта катка».
Панель — это только половина результата
Даже идеальная поверхность не гарантирует успешный каток. Местоположение, ровность основания, персонал, маркетинг, а также ежедневное обслуживание и эксплуатация определяют, будет ли каток процветать или пустовать. Эта сторона вопроса, как на самом деле управлять катком, который работает, рассматривается в разделе «Управление успешным проектом катка».
Вкратце
Синтетический лёд позволяет кататься без холодильной установки. Но не весь синтетический лёд одинаков: его эксплуатационные характеристики закладываются при проектировании и зависят от трения, вдавливания, истирания и ровности поверхности. Ровная поверхность — это основа; научная составляющая заключается в остальных трёх параметрах, причём именно трение и вдавливание вместе определяют усилие, которое ощущает катающийся. Спросите любого поставщика, как измерялись его показатели и с чем их сравнивали. Качественно изготовленное покрытие обеспечивает скольжение, близкое к настоящему льду. Дешёвое покрытие быстро утомляет людей.
