Bli en bättre skidåkare med stakmaskin och rullband

För ett par veckor sedan lanserades Skisens nya app som gör det möjligt att koppla upp och logga träning också på stakmaskin. I appen kan man se grafer och ta mellantider på samma sätt som vid träning utomhus och på rullband. Datan kommer in i samma flöde som övrig träning, allt är samlat på ett ställe och kompatibelt med bland annat Strava. En fråga som många ställer sig är hur man ska tänka kring watt på stakmaskin kontra på rullband och utomhus.

Som vi flera gånger varit inne på ställer ”riktig” skidåkning betydligt högre krav på teknik för att få med sig kraften i färdriktningen, men det är ändå stora likheter i tolkning av datan. Genom att följa sina nyckeltal på både stakmaskin och rullband kan man bli ännu mer medveten om vilka delar i sin teknik man främst behöver jobba med.

För jämförelse har vi kört två ramptest med gradvis stegrad effekt, först på rullbandet och sedan på stakmaskinen. På rullbandet sattes lutningen till 5% med en starthastighet av 9 km/h. Därefter stegrades hastigheten med 1.5 km/h för varje nivå. Nivåerna pågick 4 minuter, med vila på ca 1 minut mellan. På rullbandet blev vilan ibland något längre för att hinna med laktattest. Data från rullbandstestet visas i Figur 1. 

Två dagar senare upprepades samma protokoll på stakmaskinen. Motståndet sattes till 7.5 (drag factor 100) vilket åkaren upplevde ganska jämförbart med 5% lutning på bandet. Vid genomförandet gavs försökspersonen instruktioner att hålla samma effekt som uppmättes på rullbandet två dagar tidigare. Figur 2 visar tidserier från testet på stakmaskin.

Vid jämförelse av Figur 1 och 2 kan konstateras att hjärtfrekvens och puls utvecklas mycket lika i de två testen. Den upplevda ansträngningen upplevdes också jämförbar. För att underlätta jämförelsen ytterligare visar Figur 3 medelpuls mot medeleffekt per nivå för skierg respektive rullband. Pulsen följer effekten nästan identiskt på stakmaskin respektive rullband.

Enligt ovan korrelerar Skisens uppmätta effekt väl med effekt på stakmaskinen, vilket innebär att åkaren kan sikta på motsvarande effekt för intensitetsstyrning. Dock finns en del skillnader som är viktiga att tänka på när man följer sin utveckling. En uppenbar skillnad är utvecklingen av dragkraft på skierg jämfört med stavkraft på rullband, se Figur 4. På stakmaskinen ökar dragkraften i stort sett linjärt med effekten medan den på rullbandet initialt är mer eller mindre konstant och till och med sjunker från första till andra nivån.

Det finns en fysikalisk förklaring till Skillnaderna i Figur 4.  Bromskraften på stakmaskinen sätts av en fläkttrumma vars motstånd ökar med rotationshastighet. På rullbandet sätts bromskraften däremot av rullmotstånd och lutning, vilket inte ändras nämnvärt när lutningen som i detta fall är konstant. Droppet från nivå 1 till nivå 2 är ett resultat av att rullmotståndet sjunker något då hjulen värms upp. Att stavkraften sedan ökar med effekt beror på att åkaren i ökad hastighet tappar förmåga att rikta kraften. 

Andelen kraft som går i färdriktning är ett nyckeltal som brukar benämnas ”pole-efficiency index” η=F_av/F_ax, där F_av är medelkraft i färdriktningen, vilken är lika med summan av de bromsande krafterna och F_ax är medelvärdet av stavens axelkraft. Förmåga att bibehålla med ökad belastning kräver god skidteknik. Oftast sker ett tapp med ökad belastning vilket resulterar i att kraften måste öka så som i Figur 4.

När vi nu har diskuterat ”pole-efficiency index” är det naturligt att gå vidare och resonera kring extern respektive intern belastning. Den externa belastningen är det nyttogjorda arbetet som tar kroppen framåt i skidspåret medan den interna belastningen är det totala arbetet kroppen utför. Dessa relateras av en verkningsgrad. I resonemanget ovan är den externa belastningen per tidsenhet (effekten):

_Pext= F_av * v =η * F_ax * v

där F_av är medelkraft i färdriktningen. Vid åkning på rullband måste åkaren hela tiden övervinna Pext för att inte åka av bandet. Detta innebär att om sjunker så måste F_ax öka och därav att stavkraften i Figur 4 ökar med effekt.

Pole-efficiency (η) utgör en viktig del av den verkningsgrad som relaterar inre och yttre belastning och därför följer kroppens inre belastning F_ax * v bättre än den följer P_ext. Detta återspeglas också i Figur 3 där vi ser ett nära på ett 1:1 förhållande mellan puls på rullband respektive stakmaskin vid jämförbar pole-power. Det vi i slutändan vill uppnå är dock hög P_ext, det vill säga hög framdrivande effekt, vilket på rullbandet bestäms av hastighet, lutning och rullmotstånd. Därför är det viktigt att veta vilken pole-efficiency man verkligen har, för det är denna som avgör hur stor del av ”pole-power” som resulterar i framdrift.

Här måste det tydliggöras att den pole-power som presenteras av Skisens använder en fix pole-efficiency av fix=0.6, vilket är ett typiskt värde för en van skidåkare som kör i kontrollerad fart. I praktiken är detta värde olika för olika åkare, beroende på skidteknik, och det varierar som diskuterats ovan också markant med hastighet och åkinsats. Dock har alla våra tester, precis som ovan, visat att det är ett mycket bra mått för intenstitetsstyrning på såväl rullband som utomhus. För den som använder sin effekt mest för intenstitetsstyrning behöver man inte bekymra sig så mycket om vad ens verkliga pole-efficiency är. Däremot är det väldigt viktigt att känna sitt pole-efficiency index för den som vill skatta sin prestation. 

För att ytterligare understryka att pole-power korrelerar med inre belastning visar Figur 5 ett test där den externa effekten sattes konstant till knappa 200 watt för olika kombinationer av hastighet och lutning. Det är tydligt hur hjärtfrekvensen följer Skisens ”pole-power” snarare än den externa effekten. I takt med att pole-efficiency index sjunker med ökad hastighet ökar kroppens inre belastning.

I Figur 5 ser vi att pole-power för låga hastigheter ligger något under Pext medan förhållandet är det omvända för högre hastigheter. Detta betyder i praktiken att pole-efficiency fram till brytpunkten är större än 60 % medan det därefter är lägre. 

Exakt innebörd av pole-efficiency index och vad som är ett optimalt värde är något det fortfarande forskas på. Även om man vid första tanken tänker att det är ett värde man vill ha så högt som möjligt, inser man från ett enkelt tankeexperiment att detta innebär att stavarna då måste vara parallella med underlaget, vilket inte blir så effektivt vare sig med hänsyn till stavfäste eller ergonomi. Vårt standardvärde fix=0.6  är ett medelvärde av vad erfarna skidåkare har i avslappnad distansfart, men det finns duktiga åkare som ligger både över och under detta värde. Den viktigaste faktorn är hur väl man bibehåller värdet med ökad belastning. En åkare som har svårt att bibehålla pole-efficiency med ökad hastighet har ofta också svårt att nå hög fart. Enligt ovan behöver man inte känna sitt pole-efficiency index så väl för att styra sin träning. Det mest relevanta är att styra efter pole-power. Dock är pole-power inte ett bra mått på prestation eftersom det i slutändan är hög extern effekt vi vill skapa. Två olika åkare kan ha samma pole power men olika pole-efficiency index och därmed olika extern effekt. Därför är det för den som vill följa upp sin kapacitet viktigt att hålla koll på sitt pole-efficiency index och hur det utvecklas med effekt. Ett bra sätt att testa detta är att köra på rullband med Skisens stavar. I Figur 6 presenteras pole-efficiency index mot extern effekt för rullbandstestet i Figur 1. Notera att effektiviteten sjunker med ökad effekt. Vid 16.5 km/h och lutningen 5% (vilket motsvarar en extern effekt av ca 225 watt)  har sjunkit till knappa 48 % vilket ger en pole-power av ca 280 watt. I Figur 6 har vi också extraherat ett polynom som beskriver hur pole-efficiency ändras med extern effekt. Detta samband kan användas för att räkna om effekt på stakmaskinen till förväntad extern effekt på rullband och snö.

Om vi återgår till jämförelsen mellan stakmaskin och rullband så finns det några fler nyckeltal att titta på. Två intressanta sådana är frekvens och impuls. Kroppen skapar kraft antingen genom att öka impulsen eller att öka frekvensen. Möjligheten att öka den förstnämnda begränsas av skidteknik och fysik. När impulsen inte längre kan ökas så måste åkaren öka frekvensen, vilket ofta leder till tappad impuls och på rullbandet tappat ”pole-efficiency index”, vilket gör att frekvensen måste ökas ytterligare. Notera i Figur 1 hur åkaren på sista nivån i rullbandstestet gör en markant frekvensökning vilket också leder till ett kollapsat pole-efficiency index och snabb utmattning. 

Ett tredje nyckeltal av intresse är markkontakttid (eller dragtid på skierg). Minskad dragtid är en av de främsta orsakerna till varför impulsen ofta sjunker med ökad hastighet. Figur 7 nedan visar impuls och frekvens mot markkontakttid vid körning på stakmaskin respektive rullband. En tydlig skillnad är att impulsen på stakmaskinen ökar i stort sett linjärt med ökad dragtid. Detta är svårt att återskapa på rullbandet på grund av att man inte kan bibehålla hänget i stavarna på samma sätt som på stakmaskinen. Detta är också anledningen till varför det vid låg effekt på stakmaskinen är effektivt att köra med väldigt låg frekvens. I figur 7(a) nedan syns tydligt hur frekvens på stakmaskinen börjar skilja signifikant mot dito på stakmaskinen då markkontakttiden överstiger 450 ms. Vid stakning på skierg skall man tänka på att hålla markkontakttiden under värdet där man får denna brytpunkt. Vid jämförelse av impuls på stakmaskin och rullband är det uppenbart att impulsen är högre på stakmaskinen. Högre impuls på rullbandet kan uppnås genom att höja lutningen. Genom att sänka motståndet på stakmaskinen kan man nå en lägre impuls, men det blir ofta lite onaturligt att ha alltför lågt motstånd. Det är bättre att acceptera att stakning på stakmaskin är mest likt stakning i uppförsbacke och välja ett motstånd mellan 6 och 10 för åkare som väger över 70 kg. Lättare åkare kan ha ett lägre motstånd.

Nästa nivå av jämförelse är att titta på hur stavtagen ser ut på rullband respektive stakmaskin. Figur 8 nedan visar kraftkurvorna från rullband respektive stakmaskin för samma åkare vid hastigheten 15 km/h. Kurvorna är signifikant olika. En uppenbar skillnad är att man på stakmaskinen inte får den första peaken (impact-pole force) som på rullband och utomhus nås då stavarna bromsas upp mot underlaget. Detta har dock mindre praktisk betydelse eftersom den peaken har litet bidrag till framdriften. Det som är av större betydelse är att höjden på den andra peaken är tillplattad och att kurvan istället är mer utdragen. Kurvan från stakmaskinen har också en tydlig dubbelpush med hög kraft i slutet av stavtaget. Detta är ett karaktärsdrag som är vanligt bland åkare som är riktigt starka uppför. Att skapa det på rullskidor och snö är dock inte lätt eftersom det är svårt att bevara trycket över stavarna när man rör sig framåt. På stakmaskinen är det dock lättare, men det är viktigt att man lär sig att nyttja den tekniken också utomhus ifall man ska ha någon nytta av det vid riktig skidåkning. Åkare som har dubbelpush på stakmaskinen men inte på rullbandet når sällan lika hög extern effekt på rullbandet som de når på stakmaskinen.

Sammanfattningsvis kan konstateras att stakmaskin är ett utmärkt verktyg för att följa sin kapacitet i konkreta nyckeltal (watt). Den är också ett utmärkt verktyg för intensitetsstyrning, vilket är en av de viktigaste ingredienserna bakom bra träningsplanering. En utmaning är dock att stakmaskinen trots sin förträfflighet som träningsverktyg har en stor brist. Den stimulerar inte skidteknik. Tvärtom finns det en risk att den kan ha en motsatt påverkan. Den som kör mycket stakmaskin tenderar att på sikt utveckla en teknik som är framgångsrik på stakmaskin men utan att leda till framgång i skidspåret. 

Skisens erbjuder flera verktyg som hjälper skidåkaren att följa upp sin teknik vid träning på stakmaskin. Genom nyckeltalen frekvens, markkontakttid och impuls samt för den inbitne även kraftkurvan kan man öka chanserna till att framsteg på stakmaskinen också leder till framsteg i skidspåret. Exakta mätvärden är lite individuellt. För att få bättre insikt i vad som passar just dig, rekommenderas att köra ett test på rullband för att hitta dina sweetspots och även få fram ditt eget unika pole-efficiency index. 

Om en stor del av din träning består av stakmaskin rekommenderas att du återkommande, kanske någon gång i månaden, kör ett referenspass på rullbandet. På detta sätt kan du lätt stämma av att du bibehåller eller ökar ditt pole-efficiency index samt får koll på dina egna referensvärden med avseende på markkontakttid, frekvens och impuls och hur dessa förhåller sig mot normvärden. Genom ditt pole-efficiency index kan du också räkna om hur din skiergwatt skulle stå sig utomhus. Du kan bli bättre i skidspåret både genom att höja ditt pole-efficiency index och genom att höja din fysiska kapacitet. Skisens hjälper dig att förstå var din största potential ligger. 

Glöm nu inte att ladda ned appen och kolla hur du står dig!

God Jul och Gott Nytt År!