Как вы представляете себе лыжи? Нет, ну серьезно. Какими они должны быть? Наверное симметричными, одинаковыми и гладкими.
Но у коренных народов севера лыжи были и не одинаковые, и не симметричные, и даже... не гладкие. Опять мы встречаемся с ситуацией, когда умение считывать решения при взаимодействии с самой природой опережало физическую теорию, а заодно - позволяло выживать в суровых условиях севера.
Способов перемещаться по заснеженным пространствам было не так-то и много. Те варианты, что были, приходилось адаптировать к реальности и иногда это выглядело как откровенное безумие.
Древние северные лыжи были парными, но не одинаковыми. Одна длинная и гладкая для скольжения, другая короче и с меховой накладкой для лучшего отталкивания и сцепления, чтобы не скользить назад, а еще одна палка использовалась для баланса.
В итоге "лыжник" катился на гладкой и толкался той, что с покрытием. Казалось бы - ну сделай тогда обе лыжи с этим "покрытием", но нет. Опыт показывал, что выгоднее использовать такую схему.
Именно такие лыжи веками и использовали коренные народы севера. Ключевая идея здесь проста и гениальна. Трение может быть направленным.
Обычная современная лыжа симметрична. Её поверхность ведёт себя одинаково в любом направлении. Понятно, что некоторые лыжи имеют насечки (насколько мне известно, это или варианты для начинающих, или для определенных дисциплин).
Северные же лыжи были асимметричны, причём порой не геометрически, а физически. На одну из них набивался мех. Мех укладывали строго в одном направлении, ворсом назад. Когда лыжа движется вперёд, ворс приглаживается, прижимается к поверхности снега и почти не цепляется за кристаллы. Контактная площадь минимальна, трение маленькое - лыжа скользит.
Но если лыжа пытается поехать назад, происходит обратное - волоски приподнимаются, цепляются за неровности снега, увеличивают площадь контакта и резко повышают коэффициент трения. Лыжа буквально вгрызается в снег.
С точки зрения физики это чистый пример анизотропного трения - когда сопротивление движению зависит от направления.
В современных технологиях за такой эффект отвечают сложные полимеры, лазерная текстура и хитрая микрогеометрия. У северян это просто правильно ориентированный мех. Но дело не только в направлении ворса.
Снег - это не ровная поверхность, а хаотичная структура из кристаллов. При движении вперёд мех работает как щётка, слегка подтаивая верхний слой за счёт давления и трения, создавая тончайшую водяную плёнку. Это тот самый эффект, благодаря которому вообще возможно лыжное скольжение. Назад же эта плёнка не спасает. Поднятые волоски разрушают её и создают сухой контакт - самый липкий режим трения.
В результате лыжа сама выполняет роль храпового механизма. Как в лебёдке или трещотке.
Асимметрия усиливала эффект. Часто одна лыжа делалась длинной и гладкой - она отвечала за дальнее скольжение, а другая, короткая и меховая - за толчок. Это позволяло эффективно двигаться по глубокому снегу, подниматься в гору и тащить груз, не теряя сцепления.
По сути, это был прототип современной техники камусных лыж и ски-туринговых камусов, которые сегодня продаются в альпинистских магазинах за немалые деньги.
И вот здесь становится особенно интересно, что современные инженеры пришли к тем же решениям, но другим путём. Мы сначала изобрели гладкие лыжи, потом насечку, потом синтетические камусы, и лишь в конце поняли, что можно с самого начала было делать, как северяне. Северные народы знали это сразу.
Телеграм канал моего проекта.