Снежная канонада

«О спорт! Ты мир!» – этой фразой Пьер де Кубертен, инициатор возрождения Олимпийских игр, в 1896 году заложил основы гигантской индустрии спорта. А теперь попытаемся представить привычную зимнюю Олимпиаду без снега. Качественного, идеально подходящего для соревнований и мировых рекордов. Конечно, организаторам нельзя полагаться на погоду, и в арсенале любого современного горнолыжного спуска есть отлаженная снегогенераторная система. Именно искусственный снег, производимый в промышленных масштабах с помощью комплексного стационарно-мобильного оборудования, дает полный контроль над состоянием будущей трассы.

Горнолыжный склон недалеко от Шладминга, Австрия. Фото: M. Schrader, AP, volkskrant.nl

Хотя его использование не ограничивается только спортом и развлечениями. Краш-тесты зимних автомобильных покрышек и проверка противообледенительных систем самолетов также нуждаются в круглогодично доступном снеге.

McKinley Climatic Laboratory. businessinsider.com

Да и традиционную роль терморегуляционного «покрывала» никто не отменял – в изменчивых погодных условиях молодые лесопосадки выживают исключительно с помощью снежного суррогата.

«Щелкунчик» в постановке Джорджа Баланчина, New York City Ballet. nycballet.com

Бутафорский снег не стоит путать с искусственным: это пластиковые, полимерные и бумажные аналоги, элемент антуража театрализованных представлений.
Производством снега как спецэффекта ивент-компании стали заниматься с начала 1980-х. Пионером в этой области принято считать корпорацию Snow Business. Именно основателя компании Дерси Кроуншоу посетила идея использовать бумагу как имитацию зимних осадков взамен непрактичного снега из холодильников и заменителей из пены и соли. Дешевый и безвредный материал очень быстро завоевал рынок, дав начало целой индустрии снежных спецэффектов. Уже в 1984 году вышел первый фильм с бумажным снегом.

snowbusiness.com

Сейчас любой праздник несложно украсить бутафорским снегом: пушистым, душистым и вечнозеленым. Или красным. Как пожелает покупатель. Потому что сегодня праздничный снег изготовлен уже не из целлюлозы, а из полиакрилата натрия.
Для использования в быту его выпускают под маркой «Суперснег». Для украшения комнаты площадью 15 кв. м потребуется 1 кг порошка. Снежный покров толщиной 2 см гарантирован. Для этого потребуется высыпать суперабсорбент в чистую тару и залить водой в соотношении 1:40. Производителем заявлено увеличение в объеме до ста раз. Кстати, именно полиакрилат натрия использует в качестве «впитывателя» в детских подгузниках. Так что, если «Суперснега» в магазине не нашлось, вы знаете, где его достать.

Технологию создания столь полезного продукта ученые из Австрии запатентовали в 1968 году. Позже оборудование и принцип использования в закрытых горнолыжных парках усовершенствовали японские специалисты.

Испытание прототипа, 1950 г. Фото: New England Ski Museum, foxweather.com

Существующие сегодня снегогенераторные аппараты можно поделить на два типа: вентиляторные, они же снежные пушки, и мачтовые, получившие у горнолыжников прозвище «журавли». В целом, используя один и тот же принцип (о нем речь пойдет ниже), снегогенераторы имеют некоторые отличия в конструкции. Снежный полуфабрикат, изверженный генератором, должен немного «повисеть» в воздухе, прежде чем в виде хорошо сформировавшегося снега упадет на землю.

Фото: ivabalk, pixabay.com

У снежной мачты генерирующие элементы подняты на высоту до 10 метров, благодаря чему вся распыленная вода успевает полностью конденсироваться.

Фото: Russ Dillingham / Sun Journal, sunjournal.com

А пушки используют для увеличения «пролета» те самые вентиляторы. И хотя подобные дополнения сильно увеличивают энергопотребление устройства, именно снежные пушки получили большее распространение. Отсутствие длинной «ноги», характерной для «журавлей», делает генератор мобильным: где надо – там и присыпал снежком.

Что же происходит в этих самых снежных пушках? По сути, те же процессы, что и на долгом пути ледяной пылинки, падающей с неба на землю, но в ускоренном режиме. «Дуло» пушки внутри имеет кольчатую структуру. Вначале создается «искусственное облако»: форсунки, расположенные на основных кольцах, распыляют мириады мельчайших капелек воды в воздушный поток, нагнетаемый мощным вентилятором. Во многих снежных пушках используется несколько основных колец, каждое с отдельным водяным вентилем. Благодаря этому можно регулировать производительность устройства. Затем, когда водяная пыль проносится через так называемые нуклеационные кольца, в нее впрыскивается водно-воздушная смесь. Именно она создает центры или ядра конденсации воды, запуская процесс формирования протоснежинки. (Собственно, поэтому распыляющие ее кольца и зовутся нуклеационными: от лат. nucleus – ядро.) Между вентилятором и кольцами находятся пластинки-лопасти, прикрепленные изнутри к кожуху генератора. Они способствуют лучшему перемешиванию компонентов.

Так, закручиваясь и перемешиваясь, смесь вылетает из снежной пушки, продолжая формировать снежинки уже за ее пределами. В результате мы имеем в паре десятков метров от дульного среза пушки облако искусственного снега.

Но это лишь общая схема. Качество искусственного продукта во многом зависит от условий конденсации. Если они будут неподходящие, вместо снежинок выпадут твердые ледяные шарики или то, что в России называется «крупа», то есть сравнительно плотный гранулированный снег, характерный для поздней осени. Важны именно температура воды, ее структура на момент конденсации и холодный воздух. Но это только начальные условия, не гарантирующие должного результата. Самое сложное – настройка оборудования, которому, конечно, очень сложно приблизиться по организации к природной лаборатории.

Тайну производства хорошего искусственного снега посторонним не открывают, да, как и в любой профессии, мастера делают снег, основываясь на своем опыте и своих секретах. Впрочем, на крупных спортивных соревнованиях мастерство снегодела не имеет особого значения. Приоритетным условием таких мероприятий является унифицированность – все спортсмены должны быть в одинаковых условиях (хоть плохих, хоть хороших). Потому чаще всего настройкой снегогенераторного оборудования занимается компьютерная программа.

Но проверяют качество снега все же люди: специалист в костюме из особого материала на расстоянии 15 м от генератора встает под «струю» снега. Значение имеет количество снега, оставшееся на одежде после встряхивания. Если упал весь – слишком сухой, если остался – слишком влажный.

Снеговик из искусственного снега. Фото: Granite Peak, powder.com

Теоретически из 1 куб. м воды изготавливается до 3,5 куб. м снега. На практике же следует считаться с выпариванием и сносом снега ветром. Фактический коэффициент пересчета количества поставленной воды на количество изготовленного снега по испытательным тестам колеблется в пределах 2,5 куб. м. Каждый из которых, при должном приготовлении и нанесении, радует своими аэродинамическими показателями любителей зимнего спорта.

Современная система оснеживания не ограничивается только снежными пушками или мачтами, расставленными вдоль горнолыжного склона или лыжни. Очевидно, что необходимо еще проложить трубы для подвода воды, электрокабели и прочие коммуникации. Через определенные интервалы нужно организовать точки подключения снегогенераторов, в каждой из которых имеются электрический разъем и устройство подачи воды (гидрант). Управляющие сигналы подаются от центральной компьютерной системы по отдельному «сигнальному кабелю» или по радио.

В случае оснеживания протяженных трасс потребуются моторизированные генераторы снега на гусеничном или колесном ходу. Иногда используются снежные пушки с гидравлическим поворотным устройством: они способны покрывать снегом до 1000 кв. м поверхности каждая.

Вооруженные внушительным арсеналом из снежных пушек, укрывшись под пологом снежных мачт, мы встретим начало лыжного сезона. А наши дети не забудут, как падал первый полиакрилат натрия на предновогодних детских утренниках. Подобная урбанистическая картина сейчас не вызовет ни у кого удивления. Но мы все же с нетерпением каждый год ждем зиму, которая является всегда внезапно и приносит с собой первый снег. Безупречно настоящий.