Studio dell'effetto di una lamina retrattile aggiuntiva sulle prestazioni di uno sci carving

This thesis work belongs to the research in the alpine skiing field to achieve a performance increase of skis through a deep structural innovation, like the carving in the 90’s. The aim is to analyze the performances of skiing with a pair of carving skis with an additional retractile blade applied to their lower surface, so that skis are flat while going straight, just like the classic ones, but they get two blades gripping into the snow when performing a curve. Starting from the knowledges available in bibliography a study on the ski-snow contact theory has been made and then properly applied to the new solution. After that several numerical simulations of skiing on different tracks and conditions have been performed using Matlab, making also comparisons between the classic and those with the retractile blade applied. Moreover instrumented field tests on a ski track have been carried out using a a prototype of a pair of skis properly built with the new solution applied and an equivalent pair of original skis to make more comparisons, so that numerical evidences could be supported by experimental data. The conclusions drawn from both tests are in agreement, confirming the contact theory developed for the new solution. It has been shown in fact that the additional blade causes improved performance with no particular disadvantages, but those improvements occurr only in certain situations depending mainly on the mechanical charateristics of the snow.

Il presente lavoro di tesi si cala nell’ambito della ricerca nel campo dello sci alpino per ottenere un miglioramento delle prestazioni degli sci, puntando ad una innovazione strutturale marcata come fu anche il carving negli anni ’90. L’obiettivo è quello di effettuare un’analisi sulle prestazioni di una sciata eseguita con sci carving a cui è stata applicata una lamina aggiuntiva retrattile, in modo tale da conseguire una configurazione a sci piatti classica per la marcia in rettilineo e due lamine in presa nella neve durante le manovre di curva. Basandosi sulle conoscenze bibliografiche è stato eseguito uno studio sulla teoria del contatto sci-neve che è stata poi applicata con i dovuti accorgimenti alla soluzione in esame. In seguito sono state eseguite simulazioni numeriche in Matlab della sciata nel tempo su vari tracciati e in diverse condizioni, eseguendo anche dei confronti tra gli sci classici e quelli con le lamine retrattili. Inoltre sono state fatte delle prove strumentate su una pista sciistica utilizzando un prototipo di un paio di sci appositamente costruito con applicata la nuova soluzione ed un equivalente paio di sci originale per effettuare ulteriori confronti, così da supportare le evidenze numeriche con dei dati sperimentali. Le conclusioni tratte da entrambi i test sono risultate in accordo tra loro confermando così la teoria di contatto sviluppata. È stato infatti dimostrato che la lamina addizionale apporta effettivamente dei miglioramenti prestazionali senza particolari svantaggi, ma questi miglioramenti si verificano solo in determinate situazioni in funzione principalmente delle caratteristiche meccaniche della neve.