Theoretisches zu Sprungschanzen

Um den schnellen Einstieg in die allgemeine Thematik zu erleichtern, hier eine kleine Materialsammlung zu theoretischen Grundlagen.

Größeneinteilung

  • Kleine Schanze (K-Punkt: 20-45 m)
  • Mittlere Schanze (K-Punkt: 46-74 m)
  • Normalschanze (K-Punkt: 75-99 m)
  • Großschanze (K-Punkt: 100-130 m)
  • Flugschanze (K-Punkt: 145-185 m)

<note>Zum Vergleich: Die Schanze in Sagar hatte ihren K-Punkt bei 33 m, die Jugendschanze bei 12 m.</note>

Kleine und mittlere Schanzen sind hauptsächlich Trainingsschanzen für Nachwuchsspringer. Erfahrene Springer trainieren auf Normal- und Großschanzen. Im Gegensatz dazu ist das Trainieren auf Flugschanzen außerhalb eines Wettkampfrahmens untersagt. Der Grund dafür ist die enorme Gefahr, die mit der Größe der Schanze ansteigt. Der Skispringer spürt mehr Luftkraft und die Flugbahnhöhen nehmen meist auch zu, wodurch ein Sturz aus Höhen bis zu 6m (Bsp. Planica) auch tödlich enden könnte.

Schema einer Skisprungschanze

Im Weltcup wird hauptsächlich auf Großschanzen gesprungen. Jedoch gibt es auch Wettkämpfe auf Normalschanzen (z.B. Villach). Ebenso gibt es 2-4 Skiflugveranstaltungen pro Jahr. Das letzte Weltcupspringen findet meist in Planica statt. Das zweite Skiflugereignis abwechselnd auf den Schanzen in Tauplitz(Kulm), Oberstdorf, Harrachov und Vikersund. Bei Weltmeisterschaften und Olympischen Spielen werden Einzelwettkämpfe auf Normal- und Großschanzen ausgetragen. Alle zwei Jahre finden anstelle einer Weltmeisterschaft auf der Normal- und Großschanze, die Skiflugweltmeisterschaften auf einer der 5 homologierten (Fis-Zertifikat besitzenden) Skiflugschanzen statt, wodurch dann pro Jahr anstatt 2, 3 Skiflugveranstaltungen den Weltcupkalender schmücken. Continental-Cup-Springen und Wettbewerbe der Damen finden überwiegend auf Normalschanzen statt.

Schanzengeometrie

Anlauf
A Anfang der Anlaufbahn
B Unterster Startplatz
E1 Beginn des Übergangsbogens
E2 Ende des Übergangsbogens; Anfang des Schanzentisches
T Tischkante
e Länge der Anlaufbahn vom obersten Startplatz A bis zum Beginn des Schanzentisches E1
es Bereich der Startplätze A bis B
t Länge des Schanzentisches
γ Neigung des geradlinigen Teils der Anlaufbahn
α Neigung des Schanzentisches
r1 Radius am Ende des Übergangsbogens vor dem Schanzentisch
Aufsprungprofil
T Schanzentischkante ( = Koordinatenursprung)
s Höhe des Schanzentisches
P Beginn des Landebereichs
K Konstruktionspunkt
L Ende des Landebereichs
U Ende des Übergangsbogens zum Auslauf
HS Nominelle Grösse (Hill Size) der Schanze als Distanz zwischen Schanzentischkante und Landebereichsendpunkt L
w Distanz zwischen Tischkante und Konstruktionspunkt K
h Höhendifferenz zwischen Tischkante und K
n Horizontaldistanz zwischen Tischkante und K
zU Höhendifferenz zwischen Tischkante und dem tiefsten Punkt U
l1 Bogenlänge P-K
l2 Bogenlänge K-L
l Bogenlänge des Landebereiches P-L
a Länge des Auslaufes
ß0 Neigung der Tangente des Vorbauprofils am Schanzentischfuss
ßP Neigung der Tangente bei P
ß Neigung der Tangente bei K
ßL Neigung der Tangente bei L
rL Radius des Landebereichs
r2L Radius des Übergangsbogens von L bis U bei L
r2 Radius des Übergangsbogens von L bis U bei U
b1 Präparierte Breite der Anlaufbahn
b2 Breite des Vorbaues am Schanzentischfuss
bK Breite bei K
bU Breite bei U
Sprungrichterturm
d Horizontaldistanz zwischen Schanzentischkante und Mitte der untersten Sprungrichterkabine
q Horizontaldistanz zwischen der Sprungrichterturmvorderfront und der Schanzenachse

Maße an der Sprungschanze in Grund- und Aufriss

Anlaufbahn

Die Anlaufbahn besteht aus einem geradlinig gestalteten Teil mit der Neigung γ, einem anschliessenden, klothoidenähnlichen Übergangsbogen mit dem Endradius r1 und dem geradlinig verlaufenden Schanzentisch mit der Neigung α und der Länge t.

v0 ist die Komponente der Absprunggeschwindigkeit parallel zur Tischneigung über der Schanzentischkante, die ein Spitzenspringer braucht, um bei Windstille den K-Punkt der Schanze zu erreichen.

Die Anlauflänge e ist die abgewickelten Bahn von der obersten Startluke A bis E2, die ein Springer bei Windstille abfahren muss, um bei ungünstigen Spurverhältnissen (Schneereibungswinkel 3°) an der Tischkante die Geschwindigkeit (v0 + ∆v0) zu erreichen. Die Anlauflänge ergibt sich aus der Integration der den Anlauf beschreibenden Differentialgleichung. Diese Berechnungen leistet das zur Verfügung stehende Computerprogramm ‚Jump2’. Für eine approximative Berechnung dient die Näherungsformel für es. Der unterste Startplatz soll sicherstellen, dass ein Spitzenspringer bei schneller Anlaufspur (ρ = 0°) K nicht überspringt. Man erhält den Ort, wenn man das zur nicht erhöhten Absprunggeschwindigkeit v0 gehörende evo um

es = evo/(2.3 + γ/6)

reduziert.

Um auch auf Aufwinde reagieren zu können, wird empfohlen, es bei Normalschanzen und kleineren Anlagen um 15% und bei Grossschanzen um 25% zu erhöhen.

Der Übergangsbogen zwischen Anlaufbereich und Schanzentisch kann wahlweise aus einer kubischen Parabel oder aus einem Kreis konstruiert werden. Die Anlaufneigung γ darf höchstens 37° betragen. Es wird empfohlen, 35° nicht zu überschreiten. Für Schanzen w > 90 sollte γ mindestens 30° und für Schanzen w < 90 mind. 25° betragen. Für Anfängerschanzen w < 30 soll γ nicht grösser als 32° sein. Die Tischneigung α richtet sich nach den geometrischen Daten des Aufsprungprofils.

Aufsprungprofil

Das Aufsprungprofil setzt sich aus den Abschnitten Schanzenvorbau, Landebereich, Übergang und Auslauf zusammen. Bei einem Schanzenprojekt steht in der Regel w als nominelle Weite der Schanze fest. Aus dem Terrainschnitt durch die vorgesehene Schanzenachse ist zunächst die Lage der Schanzentischkante zu schätzen. Aus der Steilheit des vorhandenen Geländes empfiehlt sich ein bestimmtes h/n - Verhältnis. Die beiden Grössen w und h/n sind nicht frei voneinander wählbar.

Die Bereiche sind für die verschiedenen Tischneigungen unterschiedlich. Aus dem Ver- gleich von Diagrammen ist diejenige Schanzentischneigung auszuwählen, bei der das wünschbare Wertepaar w und h/n im zulässigen Bereich liegt. Damit ist auch der dritte Parameter α (Tischneigung) gegeben. Aus dem entsprechenden Diagramm kann die Absprunggeschwindigkeit v0 sowie der Profilneigungswinkel ß im Punkt K abgelesen werden (lineare Interpolation).

Übergangsbogen

Der Übergangsbogen von Punkt L bis U ist eine schief gestellte (quadratische) Parabel (Abbildung 12). Sie soll im Punkt L die Neigung βL übernehmen und im Punkt U eine horizontale Tangente haben. Die Krümmungsradien r2L und r2 in den Punkten L bzw. U sind frei wählbar. Ideal ist die Wahl r2L = rL.

Der Ersatz des früher verwendeten Kreisbogens durch die Übergangskurve beansprucht eine grössere Höhendifferenz. Bei Grossschanzen ist allenfalls durch Verkleinern von r2L und/oder r2 zU so zu korrigieren, dass die Grenze -88 m eingehalten wird. Man kann auch den bisherigen Kreis annähern, wenn r2L = r2 gesetzt wird.

Die Radien r2L und r2 sind so zu wählen, dass der Normaldruck des Springers auf der ganzen Übergangskurve nie grösser als 1.8*g wird. Hiefür gibt es keine einfache Formeln, da die Zahl der freien Parameter zu groß ist.

Auslauf

Die Auslauflänge ist

a = vU + [vU2*(1 – 0.006*vU) – 300]/[9.6 – 20*sinδ] + 20,   

mindestens 45 m, wobei vU die Geschwindigkeit bei U und δ die Neigung der Auslaufebene (bei Gegen- steigung δ negativ) ist. Vorausgesetzt ist griffiger Schnee. Für Sommerbetrieb mit Rasenauslauf ist a um 15 m zu erhöhen.

Bei gekrümmtem Auslaufprofil, z.B. Mulde, ist a in drei Abschnitten zu ermitteln.

  • Nach U ungebremste Fahrt während einer Sekunde, also vU in Meter.
  • Fahrt unter Einwirkung der Gravitation und einer Bremsung Schneereibung und Luftwiderstand von zusammen 4.8 m/s2, bis die Geschwindigkeit auf 17.5 m/s abgenommen hat.
  • Für Abschwung 20 m.

Konstruktive Anforderungen an eine Schanze, soweit dem Wettkampfablauf und der Sicherheit dienend

Anlaufbahn

Die Startplätze im Bereich es sind in gleichen Abständen anzuordnen, wobei die Hö- hendifferenz zwischen zwei Startplätzen nicht grösser als 0.40 m sein darf. Sie sind fortlaufend zu nummerieren, beginnend mit der Nr. 1 für den tiefsten Platz. Die seitliche Begrenzung der Schneeauflagen erfolgt durch Profilleisten, die bei der Präparierung des Anlaufes die Einhaltung der Profilvorgabe erlauben. Darüber hinaus muss eine mindestens 50 cm hohe Seitenbegrenzung als Leitplanke vom untersten Startplatz bis mindestens 1 m vor der Tischkante montiert sein. Die lichte Breite zwischen den Leitplanken soll höchstens b1+0.25 betragen. Innerhalb dieser Leitplanken dürfen keine vorstehenden Einbauten vorhanden sein. Der Anfang dieser Leitplanken muss waagrecht aus der Anlaufpiste heraustreten und die Oberkanten müssen abgerun- det sein.

Es ist zu empfehlen, bei künstlichen Anlauftürmen die Schneeauflagefläche der Anlaufbahn zu isolieren, um eine Durchwärmung von unten zu verhindern.

Aufsprungprofil

Die Aufsprungbahn muss vom Schanzentisch weg auf die vorgeschriebene Breite mit Schnee präpariert sein. Vorstehende Hindernisse sind im präparierten Bereich nicht zulässig, und bewegliche Geräte sind vor der Benützung der Schanze zu entfernen. Die seitliche Begrenzung soll mindestens 70 cm über das Schneeprofil ragen. Diese Leitplanken müssen von 0,1w bis zum Punkt U erstellt werden. Daran sollen die Schneeprofilhöhen und die Weitenangaben markiert sein. Der Anfang der Leitplanken muss waagrecht aus dem Schanzenprofil heraustreten und die Oberkanten müssen abgerundet sein.

Ferner müssen von U weg um den ganzen Auslaufbereich Leitplanken mit einer Höhe von 1 m über dem Schneeprofil montiert sein. Die Leitplanken müssen einen gestürzten Springer oder einen Skiaufprall sicher aufnehmen können und dürfen an ihren Innenseiten keine vorstehenden Einbauten aufweisen.

Sprungrichterturm

Die Lage des Sprungrichterturmes ist eingeschränkt durch die Grenzwerte

d = 0.60w bis 0.80w

q = 0.25w bis 0.50w

Die Höhenlage der Sprungrichterkabinen sind so zu bestimmen, dass die Sichtverbindung vom Sprungrichter zum Springer in seinem Flug ab der Tischkante bis mindestens zur Sturzgrenze gewährleistet ist. Dabei sind Leitplanken, Böschungskanten und allfällige mechanische Aufstiegshilfen zwischen Sprungrichterturm und Schanze zu berücksichtigen.

Bei zwei Schanzen mit gemeinsamem Auslauf kann auf die Erstellung zweier Türme verzichtet werden, wenn die Höhendifferenz zwischen den beiden K-Punkten nicht mehr als 3 Meter beträgt. Der Turm ist auf der Seite der kleinen Schanze zu erstellen. Höhe und Lage der Kabinen ist nach der grösseren Schanze zu bestimmen, wobei aber q den Minimalabstand bezogen auf die kleinere Schanze nicht unterschreiten sollte. Die Kabinen für die Sprungrichter sollen durch feste Zwischenwände voneinander abgetrennt sein und eine Mindestgrösse von 1.0 m Breite und 1.2 m Tiefe aufweisen. Die Brüstungshöhe soll 1.00 m betragen. Die Kabinen müssen so konstruiert sein, dass der Sprungrichter die Notierungen seiner Kollegen nicht sehen kann. Die Kabinen und der Raum für den Wettkampfleiter sollen so abgetrennt sein, dass eine Störung während des Wettkampfes ausgeschlossen ist.

Es wird empfohlen, die Kabinen entsprechend der Flugbahn treppenförmig anzuheben. Werden jedoch die Sprungrichterstandplätze für zwei nebeneinander liegende Schanzen (Normal- und Grossschanze) benutzt, müssen die Kabinen treppenförmig der Flugbahn angepasst sein.

Der Standort für den Verantwortlichen für die Freigabe der Schanze soll so gewählt werden, dass dieser den Springer möglichst vom Start und im oberen Anlaufbereich sowie von der Tischkante bis zum Ende des Auslaufes sieht. Ist das nicht möglich, sollen bei grösseren Veranstaltungen nicht einsehbare Bereiche mit Fernsehkameras überwacht werden können.

Trainerstandplatz

Auf Normal- und Großschanzen müssen zwei Standplätze für je mindestens 20 Trainer für die Beobachtung von Absprung und Flugphase sowie Landung vorhanden sein. Bei OWS-, SWM- und WCS-Wettkämpfen müssen Standplätze für je 40 Trainer zur Verfügung stehen.

Der Mindestabstand von der Vorderkante der Trainerplattformen zur Schanzenachse sollte 12 m nicht unterschreiten.

Quellen