Článek obsahuje dlouhodobě platné informace a byl aktualizován a doplněn 17. října 2024. Na tvorbě článku se podíleli Pavel Božák, Petr Socha, Lukáš Vavrda a další.
Už dávno neplatí, že pro výrobu lyží je tím nejlepším materiálem jasanové dřevo. Přestože byl právě jasan od pradávna tou nejlepší volbou pro konstrukci jádra lyže, dnes je již toto spojení překonáno jinými materiály nebo spíše jejich kombinací. Jasanové dřevo má sice ideální fyzikální vlastnosti, co se tvrdosti, pružnosti a přenosu sil týče, ale je příliš těžké.
Pro závodní sjezdaře jsou těžší lyže výhodou, protože využijí jejich razanci a tuhost, ale většina lyžařů hledá spíš lehčí modely a tomu odpovídá i celkové odlehčování lyží napříč značkami. Pokud používáme lyže na skitouring, také vyžadujeme nízkou hmotnost. Rozměry a vlastnosti lyže přitom musí zůstat takové, abychom si mohli patřičně užít cestu z kopce dolů. Konstruktérům lyží tedy nezbývá nic jiného než důmyslněji kombinovat materiály, z nichž je lyže složena.
Samotné jádro lyže
Jádro lyže může být vyrobeno v podstatě z čehokoliv – dřevo, pěna anebo klidně kámen. Ano, i z kamene se dá vyrobit jádro lyže, jako to dělá třeba švýcarský Zai. Bavme se ale spíše o účelnějších materiálových spojeních. Když pomineme pěnová jádra, která slouží v podstatě jen jako co nejlacinější výplň mezi dvěma vrstvami laminátu – čímž neříkáme, že pro určité druhy použití nejsou vhodná –, zbudou nám k probrání různé variace dřevěných jader. Existuje mnoho druhů dřeva, ze kterých se vyrábí jádro lyže. V případě levnějších konstrukcí (lyže vyztužené pouze skelným vláknem) se hledá vždy optimální poměr mezi houževnatostí a hmotností jádra. Často se kombinuje měkčí a lehčí dřevina s dřevinou tužší a těžší. Velmi typickou kombinací je topol a jasanové jádro. Někdy se však používá dřevina pouze lehká, nebo zase pouze tvrdá. Mezi tvrdé druhy dřeva patří například jasan, buk, akát nebo bambus. Lehčími dřevinami jsou pak topol, osika nebo dřeva jehličnatých stromů (například cedr, smrk, jedle…). Extrémně lehká jádra se vyrábí z paulovnie nebo z balzy. Taková jádra však vyžadují výraznější podporu od kompozitních vláken a celkově je pak konstrukce mnohem složitější a nákladnější.
U lyží, které mají jádro z lehkých dřevin (topol, balsa, paulovnie…) je dobré sledovat, zda výrobce používá nějakou výztuhu v oblasti pod vázání. Zvláště u širokých lyží totiž působí na šrouby vázání poměrně velké síly a hrozí jejich vytržení z „řídkého“ materiálu.
Jádra ovlivňují hmotnost lyže svojí hustotou a svojí mocností, stejně tak tuhost lyže, svými mechanickými vlastnostmi i svojí tloušťkou. Jádro lyže totiž vymezuje, jak daleko jsou od sebe vrstvy jednotlivých výztuh (laminační tkaniny, karbon, titanal) pod jádrem a nad jádrem. Tato vzdálenost a náběh od nejtenčích míst (ve špičkách a patkách) po nejmocnější místo (ve středu lyže) v podstatě nejvýrazněji ovlivňuje tuhost výsledné lyže.
Kompozitní tkaniny
Bez kompozitních výztuh v podobě různých laminačních tkanin by se dnes vyrábění lyží snad ani nemohlo obejít. Tyto materiály nejvíce ovlivňují tuhost, odolnost a životnost lyží. Vlákna zajišťují tuhost lyže v podélném směru, torzní tuhost lyže i napomáhají v příčném přenosu sil od boty na hranu lyže. Orientace vláken vzhledem k podélnému tvaru lyže nám napoví, který směr tato vlákna zachytávají. Níže uveďme pro zajímavost nejčastěji používané typy účelů tkanin.
Biaxiál +/- 45°
Zachytává torzní tuhost
Biaxiál 0/90°
Zachytává podélnou a příčnou tuhost
Triaxiál 0/+/-45°
Zachytává podélnou a torzní tuhost
Quadraxiál +/-45/0/90°
Zachytává všechny směry
Unidirekcionální výztuha 0°
Vyztužuje pouze podélný směr
Nejstandardnější tkaninou, používanou k laminaci lyží, je skelné vlákno. Je levné, poměrně houževnaté a tvrdé. Jeho nevýhodou je pak vyšší hmotnost.
Další stále častěji používanou tkaninou je karbon. Při stejné gramáži je přibližně 3 x tvrdší než skelné vlákno. Je možné ho tedy použít výrazně méně, ušetřit hmotnost a vyrobit tvrdší lyže. Lyže s karbonovými výztuhami jsou ale o poznání dražší, neboť karbon stojí mnohem víc než skelná vlákna.
V poslední době se využívá například i lněné vlákno (Flax). Taková tkanina je přibližně o 30 % tužší než vlákno skelné. Jeho hlavní předností je však houževnatost a tlumící účinky. Jak skelné vlákno, tak karbon nedosahují, co se tlumení vibrací týká, příliš dobrých výsledků. Flax ano. Cena tohoto vlákna je, podobně jako u karbonu, ale o poznání vyšší než u běžné skelné tkaniny.
U high-tech lyží se používají často kombinace výše zmíněných, ale i jiných tkanin. Podobně jako u dřevin, i zde konstruktéři hledají tu správnou kombinaci pro vhodné složení vláken. Například moderní karbon/flax poskytuje zajímavé možnosti s ohledem na tuhost, houževnatost a schopnost pohlcovat vibrace.
Kovové pláty - titanal
U závodních sendvičových lyží je výztuha v podobě jednoho nebo raději dvou plátů titanalu nutností. U těchto lyží totiž vyšší hmotnost hraje spíše kladnou než zápornou roli. Pro freeridové nebo i pro tužší sjezdovkové lyže pak přináší titanal celkem významný nárůst hmotnost.
Skluznice a hrany vs. hmotnost lyže
Velký vliv na hmotnost lyží mají rovněž skluznice a hrany. Chtějí-li konstruktéři odlehčit lyže, volí často co nejtenčí skluznice s co nejnižšími hranami. Váhová úspora je veliká, neboť skluznice je těžký kus plastu, a o železe, ze kterého jsou vyrobené hrany, ani nemluvě. Otázkou však zůstává, jestli se zde někdy neredukuje příliš. Čím tenčí jsou skluznice a hrany, tím méně vydrží a tím méněkrát se dají nabrousit.
Příliš lehké lyže
Můžou mít příliš lehké lyže také nějaké nevýhody? Existují i určitá „ale“ zejména ohledně velmi lehkých lyží. Budou-li lyže například vyztuženy pouze karbonovými vlákny, mohou být tyto lyže poněkud křehké. Ani jejich životnost pak nebude taková, jako u lyží robustněji stavěných. Příliš odlehčené lyže také nebudou dobře tlumit vibrace. Například firma DPS, proslulá inovacemi na poli karbonových konstrukcí u prašanových lyží, musela začít dávat do „výkonnějších“ modelů závaží do špičky a patky právě kvůli pohlcování vibrací ve vyšších rychlostech. Záleží pak na prioritách jednotlivých lyžařů, na co kladou největší důraz. Pokud chceme vybrat co nejlepší lyže s co nejširším spektrem využití, je vždy dobré najít kompromis, který právě nám vyhovuje. Ono totiž dneska není tak složité vyrobit lyže extra lehké, ale vyrobit lyže lehké s vyváženým průběhem tuhosti, dobrou schopností tlumit vibrace a celkově příjemnými jízdními vlastnostmi.
Do freeridu lehké lyže
V dnešní době nemá smysl vybírat freeridové lyže zbytečně těžké s odůvodněním, že budou mít dobré jízdní vlastnosti třeba kvůli tomu, že je v nich poctivé jasanové jádro. Je třeba myslet i na svá kolena, na snazší ovladatelnost a další výhody plynoucí z odlehčených konstrukcí lyží. Celkově by se dalo říci, že brát lyže s hmotností 4,5 - 5 kg a více na pár nemá dnes vůbec žádné opodstatnění. A to se bavíme o těch nejširších a nejdelších lyžích. Čím menší (užší a kratší) lyže budou, tím se tato váhová hranice bude posouvat směrem dolu. Na druhou stranu, jak bylo řečeno výše, ani lehoučké lyže nemusí být trefa do černého. Jde totiž i o jejich vyvážení a celkové mechanické vyladění… A jsme opět u toho. Pokud si chcete koupit jistotu, nezbývá, než konkrétní lyže vyzkoušet či alespoň nasbírat spolehlivé reference.
Materiály pro dřevěná jádra
Jasanové (anglicky ash)
Jasanové dřevo má takřka ideální mechanické vlastnosti pro výrobu jader.
Jasan je tvrdá dřevina a zároveň velmi pružná. Má také dobré tlumicí
účinky. Už naši předkové věděli, že stojí zato vyrábět lyže právě
z jasanu. Vždyť kultovní „jasanky“ se vyráběly pouze z jednoho kusu
dřeva. Byly ohýbány nad parou a zachovalé kusy dodnes drží správný tvar.
Jedinou nevýhodou jasanu je jeho vyšší hmotnost (hustota vysušeného jasanu
je 620–670 kg/m3).
Topolové (anglicky poplar)
Topol je dřevina měkká, ale pružná a ohebná. Výhodou topolu je hlavně
jeho nižší hmotnost (hustota vysušeného topolu je 370–390 kg/m3).
Topolové jádro je nutné vyztužit větším množstvím kompozitních vláken
pro dosažení vyšší Tvrdosti. Protože se jedná o měkkou dřevinu, drží
v něm také hůře šrouby od vázání. Proto je dobré, když má lyže s
topolovým jádrem nějakou extra výztuhu v oblasti pod vázáním.
Osikové (anglicky aspen)
Osika je druh topolu. Dřevo z osiky je vlastnostmi velmi podobné obyčejnému
topolu, pouze je o něco houževnatější a má lehce vyšší hmotnost
(hustota vysušené osiky je kolem 400 kg/m3). Kuriózní je, že osika také
neobsahuje žádné smolné kanálky.
Paulovnie (anglicky paulownia)
Paulovnie je rychle rostoucí lehká dřevina. Roste bez suků. Její dřevo má
velmi nízkou hustotu (vysušeně 250-300 kg/m3). Jedná se o velice měkkou a
křehkou dřevinu. Konstrukce lyží s takovým jádrem musí být značně
vyztužena pevnými kompozitními vlákny (např. karbonem). Takové spojení se
používá zejména u odlehčených lyží pro skialpinismus.
Cedr (anglicky cedar)
Cedr je pomalu rostoucí jehličnatá dřevina, která se v porovnání s
jinými jehličnany (smrk, borovice), vyznačuje vyšší přirozenou kvalitou
dřeva. Laicky řečeno rozeznáváme dva základní druhy – cedr kanadský
(červené dřevo) a cedr sibiřský (žluté dřevo). Cedrové dřevo je
poměrně pevné a přitom velmi lehké (hustota vysušeného dřeva je
300–400 kg/m3). Vzhledem k vyšší ceně řeziva bez suků a určitým
komplikacím při lepení ho používají zejména prémioví a výrobci lyží
na zakázku. To, že ho používá právě značka Zai, mluví za vše.
Jehličnaté dřeviny
Jehličnaté dřeviny se zpravidla na jádra lyží příliš nepoužívají.
Jejich nevýhodou je vysoká sukatost a smolnatost. To však neznamená, že by
byly pro výrobu jader nevhodné. Naopak, takové výběrové smrkové řezivo
se na výrobu lyží hodí stejně tak jako cedrové (má v podstatě stejné
mechanické vlastnosti a stejnou hmotnost), problémem však je, že se dřevo
musí pečlivě přebírat a vybírat jen ty nejlepší kousky, což je
například z hlediska sériové velkovýroby v podstatě nemožné.
Bambus
V poslední době je poměrně moderní využívat bambus všude možně kvůli
jeho vysoké houževnatosti a také snadné dostupnosti v jakémkoliv formátu,
proto se dostává i jako materiál do jader lyží. Začaly ho hojně
využívat garážové značky v USA a časem se dostal i na pole sériovější
výroby (např. 0N3P Skis, Liberty Skis). Hmotnostně a pevnostně odpovídá
kvalitnímu jasanu. Výhodou je 100% homogenita materiálu jako takového. Tím
pádem odpadá plno kroků ve výrobním procesu při výrobě jádra a pro
výrobce je velmi jednoduché s tímto „dřevem“ pracovat. Často se kvůli
zmíněné dobré houževnatosti vypouští z konstrukce bočnice (sidewall) a
na boku se nechává holý bombus. Nevýhodou je pouze vyšší hmotnost, která
se poslední dobou, zejména u velkých širokých lyží hodně řeší.
Kombinované
Při výrobě lyží se často setkáváme s jádrem kombinovaným zpravidla ze
dvou dřevin – lehké měkčí a těžší tvrdší. Lehčí dřevo se
umisťuje zpravidla jako „výplňové“ do špiček a patek pro snížení
celkové hmotnosti lyže a houževnatější tvrdá dřevina se dává
doprostřed pod vázání pro lepší pevnost a pro zvýšení předpokladu
odolnosti proti vytržení šroubků vázání. Tento postup má pro výrobce i
tu výhodu, že může jednotlivé kousky dřeva více prořezávat, neboť je
jádro složené z kratších kousků, u kterých je vyšší předpoklad, že
budou bez suků. Nakonec pak zbude méně odpadu a požadavky na kvalitu řeziva
přitom nejsou tak vysoké.
Jako měkké dřevo se zpravidla nejčastěji používá topol a jako tvrdé
dřevo jasan nebo častěji levný buk. Používají se i jiné kombinace,
záleží na preferencích, kreativitě a zaměření výrobce.
Balsa
Poslední sezóny se dost laboruje s nejlehčí možnou dřevinou – balsou,
jež je zajímavou alternativou pro výrobu superlehkých jader. Tato rychle
rostoucí dřevina má hustotu cca 100–180 kg/m3. Revoluci v tomto smyslu
udělala švýcarská firma bComp, která kromě balsových jader bCore vyrábí
i lněné textilie (flax) na výztuhu lyží, surfů, wakeboardů aj. Protože
je balsa samotná extrémně, ale opravdu extrémně křehká, rozhodli se
inženýři z bCompu vyztužit ji vertikálně orientovanými vlákny flaxu, o
které se pak snáz opře horizontálně orientovaná výztuha pod a nad
jádrem. Takto vyztužené balsové jádro má pak hustotu 180–250 kg/m3 dle
míry výztuhy flaxem a dle hustoty použité balsy na polotovar jádra. Je
nutné mít však na paměti, že ani s flaxovými výztuhami se nejedná vůbec
o nic pevného – samotné jádro je velice křehké a je nutné počítat s
určitou daní za extra nízkou hmotnost v podobě nižší životnosti a
odolnosti.
Akát
Akát je velice tvrdá, poměrně těžká (700 kg/m3) a proti vnějším
vlivům odolná dřevina. Kvůli výše uvedeným vlastnostem akát používají
custom a menší výrobci lyží zejména na sidewally. Dřevěný sidewall
dodá lyžím kromě luxusnějšího vzhledu lepší torzní tuhost a také
celkově sníží hmotnost jádra (UHMW nebo ABS plast používaný na sidewally
je vždy težší než dřevo a zároveň jádru ubírá na tuhosti).
Air Core
Jako Air Core bývají označována jádra, která jsou zespoda drážkována, a
v konstrukci tak vznikají vzduchové kapsičky ve formě podélných drážek,
což snižuje celkovou hustotu a tím i hmotnost daného výrobku. Tato
technologie se používá nejčastěji u velice lehkých skialpových lyží,
kde není příliš kladen důraz na odolnost a trvanlivost lyží, nýbrž na
co nejnižší hmotnost. Z hlediska velkovýroby a za předpokladu užití
moderních prepregů se jedná a velmi levný a efektivní způsob
odlehčování.
Pěnová jádra – PU pěna
Polyuretanová pěna je asi nejvyužívanější materiálem pro výrobu
„levnějších“ lyží vůbec. Najdeme jí zpravidla v dětských lyžích a
v lyžích pro začátečníky a mírně pokročilé. Avšak Atomic u
sjezdovkových lyží používá tuto technologii i u nejvyšších řad.
Samotná technologie výroby lyží s pěnovým jádrem je navíc vysoce
efektivní a laciná při výrobě velkého množství kusů. Jednoduše
řečeno se pěna při lisování vstřikuje z automatu mezi vrstvy laminátů,
kde se vytvaruje podle 3D formy lyže a pod vysokou teplotou a tlakem vytuhne s
ostatními komponenty lyže, přičemž celý tento proces trvá pár minut. A
uvědomíme-li si fakt, že zcela odpadá práce spojená s výrobou a
přípravou dřevěného jádra, jedná se opravdu o efektivní postup výroby
lyží.
Vertikálně vyztužený PET recyklát
Takto vyrobené jádro je ještě lehčí než ultralehké a na svědomí ho
opět nemá nikdo jiný než švýcarský bComp. Princip výztuhy jádra
vertikálně orientovanými flaxovými jádry je podobný jako u balsových
jader bCore s tím rozdílem, že místo balsy je jako výplňový materiál
použita pěna vyrobená z recyklovaných PET flašek.
Čtěte také: