Chalmersstudenter gör rullskidsporten mer rättvis

Rullskidsporten har länge tampats med ett sportsligt bekymmer. Skidornas hjul rullar nämligen olika lätt, vilket kan få tävlingsåkarnas sluttider att variera med flera minuter. Nu har studenter på Chalmers utvecklat en ny metod och ett mätinstrument för att standardisera hjulens motstånd och därmed göra sporten mer rättvis. Från och med i år baserar Svenska skidförbundets sina officiella riktlinjer för rekommenderade hjul på studenternas mätmetod.

Att rullskidors hjul rullar olika lätt är inget nytt eller okänt problem – det saknas helt enkelt en officiell standard för rullmotståndet på de hjul som tävlingsåkare tillåts åka på. För några år sedan införde svenska skidförbundet en rekommendation som innebär att hjulens motstånd ska motsvara längdskidors friktion mot snön i längdspår. Resultatet är hjul som benämns ”standardhjul 2”.

Samtidigt har det inte funnits några regler för hur lätt dessa hjul får rulla, och vad ”rullmotstånd 2” egentligen innebär. På marknaden har det därför funnits en uppsjö av olika hjul med samma beteckning men som rullar väldigt olika lätt, vilket har lett till orättvisa tävlingsvillkor.

Kan skilja minuter

Andreas Löfgren studerar på institutionen för Mikroteknologi och nanovetenskap på Chalmers. Tillsammans med tre studiekamrater har han tagit fram en mätmetod och ett mätinstrument för att förse sporten med en tillförlitlig och användarvänlig lösning för att kvantifiera rullmotstånd – och därmed kunna skapa mer rättvisa tävlingsförhållanden.

 – När vi granskade fältdata från deltagarna i junior-SM i rullskidskytte 2024 kunde vi se att den som åkte på de trögaste rullskidorna teoretiskt tappade drygt tre minuter jämfört med en jämnstark åkare som körde på de lättaste skidorna. En så stor skillnad är helt avgörande för slutplaceringar. Vinnaren av loppet gick i mål på knappt 28 minuter och den som gick i mål tre minuter senare slutade på åttonde plats, säger Andréas Löfgren, som står bakom arbetet tillsammans med Albert Hansson, Arvid Sandström, Jonatan Larsen, samt handledaren Dan Kuylenstierna, docent i Mikrovågselektronik på Chalmers.

Hälften av rullskidhjulen utanför godkänt intervall

Med den nya metoden kan de olika hjulens rullmotstånd beräknas med hjälp av en elmotor som driver rullskidans hjul mot ett svänghjul, samtidigt som rullskidhjulet belastas med en standardiserad tyngd. 

– Instrumentet kan inom loppet av ungefär en minut bestämma rullmotståndet på en skida med en felmarginal på 1,1 procent. Det är tillräckligt kompakt för att fraktas i en vanlig personbil och den som ska använda instrumentet behöver kanske 15 minuter handledning, säger Andréas Löfgren.

Tillsammans med Svenska skidförbundet har Chalmersstudenterna använt det nya mätinstrumentet för att testa motståndet hos vanligt förekommande standardhjul. Utifrån testerna har de tagit fram statistik och definierat vad som är ”normalt rullmotstånd” och också kunnat se hur stor spridningen är mellan olika märken. Baserat på statistiken har nya riktlinjer tagits fram för vilka hjul som ska godkännas.

– Det här gav oss möjlighet att se hur stor spridningen verkligen är. Vi testade tolv olika hjul och hälften av dem föll utanför det godkända intervallet. Tre av dem rullade för trögt och tre av dem hade för lätt motstånd, säger Dan Kuylenstierna som har handlett studenterna.

Dan har själv ett stort rullskidintresse och idén till lösningen i projektet har sin upprinnelse i ett samtal med en av landets mest erfarna rullskidåkare, Tobias Westman.

–  Tobias har guldmedaljer i både SM och VM på meritlistan och driver idag en skidbutik i Göteborg. Han berättade för mig hur han dagligen möter kunder som ställs inför problemet med rullskidhjul som rullar olika lätt. Det var under det samtalet som idén om att ta fram en ny mätmetod för att standardisera motståndet föddes, säger Dan Kuylenstierna.  

Används i skidförbundets nya riktlinjer

Utifrån testresultaten togs en lista med hjul godkända för tävling fram, liksom nya, officiella riktlinjer för rullmotstånd som Svenska skidförbundet nu kan presentera för föreningar, arrangörer och tillverkare av rullskidor.

– Det här betyder väldigt mycket för oss. Med standardiserade rullmotstånd vet alla att en ”2:a” rullar på ett sätt, oavsett märke. Det här gör det lättare att jämföra resultat och det kommer att skapa rättvisare tävlingar. I framtiden hoppas vi kunna ge någon form av licens till de tillverkare som producerar korrekta hjul. På sikt är vår vision att även implementera metoden internationellt och projektet följs med intresse av det internationella skidförbundet, FIS, säger Ludvig Remb, tävlingskoordinator för längd- och rullskidor på Svenska skidförbundet.

Så här fungerar Chalmersstudenternas mätmetod

I mätinstrumentet läggs ett rullskidhjul belastat med en standardiserad tyngd mot ett svänghjul – en mekanisk anordning som lagrar rörelseenergi. Svänghjulet drivs i konstant hastighet av en elmotor.  Eftersom olika hjul rullar olika trögt uppstår skillnader i systemets inre friktion. Med hjälp av sensorer som känner av den ström och spänning som går genom elmotorn, kan en mikroprocessor beräkna systemets effekt. Mikroprocessorn matar effektberäkningen vidare genom en verifierad beteendemodell – en empiriskt framtagen matematisk modell som slutligen slår fast rullskidans rullfriktionskoefficient.

Mätresultaten har jämförts och validerats i samarbete med Svenska Skidförbundet genom mätningar av verkliga rullskidtester på asfalt i både nedförsbacke och under stakning i platt terräng.

Studenternas framtagna teknik kan därmed användas för att definiera en standard över vad som utgör statistiskt normalt rullmotstånd.

Metoden utgår från termodynamikens huvudsats om energibevarande, som säger att energi varken kan skapas eller förstöras utan endast omvandlas från en form till en annan.

För mer information, kontakta:

Andréas Löfgren, civilingenjörsstudent på Chalmers tekniska högskola och projektledare för arbetet.
Tel: 070  257 60 64
andlofgr@student.chalmers.se

Dan Kuylenstierna, docent i Mikrovågselektronik på Chalmers tekniska högskola och handledare för arbetet.
Tel: 031  772 17 98
dan.kuylenstierna@chalmers.se

Ludvig Remb, tävlingskoordinator för längd- och rullskidor på Svenska skidförbundet.
Tel: 070 372 21 32
ludvig.remb@skidor.com

Läs studenternas arbete: Att mäta rullmotstånd – Utveckling och konstruktion av instrument för rangordning av rullskidor

Läs testrapporten: Sammanställning av utfall från rulltester på Lugnet skidstadion18 september 2024