De stille geheimen van het schansspringen

Hoe maak je de ideale skisprong? Dat is zó lastig dat theorie en computersimulatie de schansspringer nog altijd weinig hulp kunnen bieden.

De Grosse Olympiaschanze van Garmisch-Partenkirchen in 1936. Foto IOC/Olympic Museum /Allsport

Al sinds 1957 kijkt Nederland naar het Neujahrsspringen van Garmisch-Partenkirchen. Veel babyboomers associëren Nieuwjaarsdag in de eerste plaats met het uren durende schansspringen in Zuid-Duitsland: de gordijnen dicht, het televisieapparaat dat langzaam warm wordt, het testbeeld van de NTS, dan veel geklik en gekraak, wapperende vlaggen, de Eurovisiemars en opeens: verbinding met Beieren.

De oudste Nederlanders brengen Garmisch-Partenkichen in verband met de indrukwekkende Olympische winterspelen van februari 1936. De internationale springers sprongen toen van de Grosse Olympiaschanze, een staketsel van veertig meter hoog met een soort glijbaan die eindigde in een kort hellend plateau vanwaar de skispringers met een vaart de diepte in doken. Prinses Juliana en bondskanselier Hitler, en ook rijksminister Hess, stonden er destijds kleumend naar te kijken. Ook toen al hadden fotografen de gewoonte de springers zó te fotograferen dat het leek alsof ze veertig meter hoog over het publiek vlogen. In werkelijkheid vlogen ze maar een paar meter boven de sneeuw, want de ‘take-off table’ lag drie meter boven de grond en de skiërs sprongen nog lang niet zo ver omhoog als tegenwoordig.

Dat ze toch flink ver kwamen dankten ze aan de typische glooiing van de landingsstrip die vrij precies de parabolische baan volgde die de skiër in de lucht beschreef. Dat is het stille geheim van het skispringen. Had men destijds besloten dat parabolisch profiel al na 50 meter af te breken dan was er lang zo ver niet gesprongen. Maar men koos 90 meter als maat.

De moderne springschansen zijn niet met de Grosse Olympiaschanze te vergelijken en ze zijn ook niet goed onderling te vergelijken. Elke schans is anders, elke schans heeft zijn eigen records. De meeste schansen laten de skiër vaart maken op een lang recht stuk (de ‘in-run’) dat een hoek van ongeveer 35 graden maakt met de horizontaal. Een vloeiende kromming aan het eind van die baan brengt de skiër op het ‘take-off platform’ dat onder een hoek van 10 à 11 graden afloopt naar beneden. Schansen worden gekarakteriseerd aan de hand van deze twee hoeken, de lengte van de landingsstrip (90 of 120 meter) en de vorm van de genoemde kromme.

Er is in ruim een eeuw schansspringen veel veranderd: bekijk het bij Google Scholar onder de zoekterm ‘ski jumping’. Ook zonder sneeuw wordt er tegenwoordig verder gesprongen dan ooit tevoren. Voor een deel is het te danken aan verbetering van de schansen en de ski’s. Maar de grote winst komt van verbeteringen aan de spring- en zweeftechniek die het door de aard van de sport eerder van optimalisatie dan van maximalisatie moeten hebben. Het is evident dat de skiër met een zo hoog mogelijke snelheid aan het zweven wil beginnen, maar tegelijk moet hij aan het eind van de schans vanuit hurkzit (‘egg position’) snel omhoogkomen en zich afzetten om zoveel mogelijk hoogte te winnen. Daarbij raakt hij in een positie die hem – even – heel veel luchtweerstand heeft. Dat drukt de snelheid.

Voor het zweven geldt een zelfde optimalisatie-opdracht: de skiër streeft naar maximale ‘lift’ (vergroting van de luchtweerstand die hem optilt) en tegelijk naar verlaging van de luchtweerstand in de vliegrichting. De taken waarvoor de schansspringer staan zijn zó ingewikkeld dat theorie en computersimulatie nog altijd weinig hulp kunnen bieden. In de praktijk wordt veel proefondervindelijk onderzoek gedaan in windtunnels en analyseert men tot in detail de sprongen van skispringers die heel ver kwamen.

Er zijn twee skispringkwesties waar de buitenstaander van opkijkt. Toen in de praktijk bleek dat lichte schansspringers gemiddeld een paar meter verder sprongen dan zware schansspringers werd het hongeren een vast deel van de training. Zó zeer zelfs dat zich anorexia en boulimia ontwikkelde onder een deel van de springers. Nieuwe reglementen, die niet alleen de lengte maar ook het lichaamsgewicht in aanmerking nemen bij het bepalen van de maximaal toegestane skilengte, hebben hieraan een eind gemaakt.

Waaróm lichte springers zo ver springen is niet eenvoudig te begrijpen. Ze zweven makkelijker, allicht, maar bereiken ze ook net zo makkelijk een hoge beginsnelheid als de zware springers? Lichte en zware fietsers die zich samen, zonder te trappen, een steile helling laten afrijden weten dat de zwaarste altijd het eerst beneden is. De zware schansspringer zoeft sneller de ‘in-run’ af dan de lichte. Met zijn grotere hoeveelheid gezonde spieren kan hij zich waarschijnlijk ook beter afzetten voor de sprong.

Is dit al aardig om over na te denken, nog interessanter is de vraag welke vorm de vloeiende kromme tussen de ‘in-run’ en het ‘take-off platform’ bij voorkeur zou moeten hebben. Nu is het volgens de reglementen een deel van een cirkel met – meestal – een straal van 90 meter. Dat moet anders, vinden velen. De kwestie is dat de skiër een flinke reactiekracht ondervindt zodra hij de cirkel in schiet en dat die kracht hem uit balans brengt en de afzet voor sprong hindert. De kracht is evenredig met het kwadraat van zijn snelheid en omgekeerd evenredig met de cirkelstraal (dus ~v2/r) en kan de reactiekracht die hij op de rechte in-run ondervindt verdubbelen. Bedenk dat de reactiekracht op de in-run maar 82 procent is van de reactiekracht die de stilstaande skiër op een horizontale vloer ondervindt (cos 35° = 0,82).

Door de cirkel te vervangen door een parabool, hyperbool of andere curve is het opkomen en wegzakken van de reactiekracht in het doorlopen van de kromming naar believen te verplaatsen. Reeksen wiskundigen staan klaar om de optimale curve aan te reiken. Alleen: de skiërs weten nog niet goed wat ze willen. Het beste is, denken ze, als de reactiekracht langzaam maar totaal wegzakt vóór ze op de take-off table komen. Het liefst zouden ze het gewoon eens willen proberen.