science >> Wetenschap > >> anders

Waarom heeft NASA het geribbelde zwempak uitgevonden?

Galerij met sportafbeeldingen De Amerikaanse zwemster Anita Nall zwemt naar een bronzen medaille op de Pan-Amerikaanse Spelen van 1995 in Mar del Plata, Argentinië. Bekijk meer sportfoto's. Al Bello/Getty Images

Een riblet klinkt misschien meer als een aperitief van een barbecuerestaurant dan een NASA-technologie voor het verminderen van luchtweerstand, maar vertel dat niet aan de atleten die naar de overwinning zwommen op de Pan-Amerikaanse Spelen van 1995. Hun met ribbels versterkte pakken hielpen hen 13 gouden medailles mee naar huis te nemen, drie zilveren medailles en één bronzen medaille.

NASA's Langley Research Center ontwikkeld ribbels -- klein, V-vormige groeven onder een hoek in de richting van de vloeistofstroom - in het begin van de jaren tachtig om de weerstand veroorzaakt door wrijving op het oppervlak van het vliegtuig te verminderen. Hoewel ze niet groter zijn dan een kras, de kleine ribbels hebben een krachtig effect op aerodynamische weerstand (de kracht die een object vertraagt terwijl het door een vloeistof beweegt) omdat ze de turbulente luchtstroom nabij de huid veranderen [bron:NASA; "NASA Riblets voor Stars &Stripes"].

Lucht en water zijn beide vloeistoffen, dus het was niet meer dan normaal dat iemand op het idee zou komen om de aërodynamische rand van de riblet hydrodynamisch te gebruiken. Betreed Arena Noord-Amerika, een badmodebedrijf dat riblets in zijn Strush SR-zwempak heeft verwerkt en hun arrangement heeft aangepast om de efficiëntie voor vier verschillende slagen te maximaliseren. De verbetering, zo duidelijk te zien op de Pan American Games, stuurde snel rimpelingen door de zwemwereld.

Mensen zijn slecht geschikt om te zwemmen omdat ons lichaam grote hoeveelheden weerstand produceert. In feite, voor u om uw zwemsnelheid te verdubbelen, je zou acht keer zoveel vermogen moeten pompen als normaal; zelfs een snelheidsverbetering van 10 procent zou een vermogenstoename van 33 procent vereisen [bron:Nelson]. evenzo, een kleine vermindering van de weerstand zal resulteren in een duidelijke verbetering van de snelheid en efficiëntie.

Volgens Arena, zijn geribbelde pak werd getest op een goot en was 10-15 procent sneller dan de pakken van zijn concurrenten. Flume testen , voor het geval je je afvraagt, houdt in dat een zwemmer in een klein zwembad met zijramen wordt geplaatst, camera's of andere bewakingsapparatuur. Pompen recirculeren het water met een gewenste snelheid, zodat het werkt als een transportband om op zijn plaats te zwemmen.

Riblets vonden ook toepassingen in andere gebieden met vloeistofdynamica, inclusief het verminderen van wrijving en weerstand in pijpen en kanalen. Ze hebben ook de efficiëntie van pompen verbeterd, warmtewisselaars en airconditioners. Ontwerpers van regatta-ambachten hebben de kleine strepen verwerkt in de rompen van schelpen met acht riemen. In 1987, het Stars and Stripes-racejacht droeg een romp met ribbels toen het de America's Cup terugbracht naar de Verenigde Staten.

De riblet vertegenwoordigt één type technologieoverdracht tussen NASA en de industrie:het toepassen van een innovatie op een soortgelijk of gerelateerd gebruik. Zoals we in dit volgende gedeelte zullen zien, soms helpt NASA industrieën ook een plons te maken door haar faciliteiten en expertise uit te lenen.