Team GB skeletonrider Lizzie Yarnold won op 17 februari prachtig Olympisch goud in de winter, ondersteund door bronzen voor Laura Deas en Dom Parsons. Dankzij slijtvaste ribbels, 3D-laserscanning en eersteklas materiaal, Van de skeletpakken van Team GB wordt gezegd dat ze tot een seconde voordeel per run op de rest van het veld hebben opgeleverd en dat ze een heet onderwerp van controverse zijn geweest.

Wat maakt deze revolutionaire pakken zo snel - en hoe belangrijk waren deze technologische innovaties voor het succes van de rijders van Team GB? The Conversation stelde deze vragen aan Nick Martin, hoofddocent Aerodynamica aan de Northumbria University.

Hoe geven de pakken de renners hun extra snelheid?

De aerodynamica van een skelet bobslee en rijder zijn complex, en onze kennis van vloeistofmechanica is verre van compleet. Dit creëert kansen voor onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma's die de grenzen van ons aerodynamisch begrip verleggen om technologische innovaties te produceren die rijders een uiterst belangrijk voordeel geven.

Drag is de aerodynamische kracht die de beweging van een object door de lucht tegenwerkt en vertraagt. Slechts ongeveer 10% van de sleepkracht die op skeletonrijders inwerkt, komt van de bobslee, wat betekent dat het grootste potentieel voor het verbeteren van de tijd die nodig is om de 1, De baan van 376,38 meter in Pyeongchang is bedoeld om de aerodynamica van de atleten zelf te optimaliseren.

De weerstand die op de renners inwerkt, komt van twee bronnen. Lucht die dicht bij het lichaam van de sporter beweegt, beweegt langzamer dan lucht verder weg, waardoor wrijving langs de huidpakken van de atleten ontstaat. In aanvulling, als atleten over de baan gaan, lucht direct voor hen wordt meer gecomprimeerd en lucht achter hen wordt minder dicht. Dit drukverschil werkt zowel om de atleten van voren te "duwen" en tegelijkertijd terug te "trekken", ze vertragen.

Drukweerstand is verantwoordelijk voor meer dan 90% van de totale weerstand van zowel de rijder als de bobslee. De hoeveelheid drukweerstand wordt beïnvloed door de vorm van de atleet, dus aerodynamica-experts kunnen het meest effectief proberen om prestatiewinst te boeken door de helmen en pakken van de atleten te verfijnen.

Skeletpakken zijn gemaakt van een elastisch materiaal dat polyurethaan wordt genoemd. Alle teams gebruiken dit materiaal, maar de toevoeging van slijtvaste ribbels en het gebruik van 3D-scanning stelt de pakontwerpers in staat om subtiele veranderingen aan te brengen in de vorm van de atleten die de pakken van Team GB lijken te onderscheiden. Deze fijnafstemming is vergelijkbaar met de zorgvuldige ontwerptechniek van Formule 1-auto's en vliegtuigen om hun aerodynamisch gedrag te perfectioneren.

De slijtvaste ribbels op de pakken van Team GB introduceren turbulentie in de dunne luchtlaag die de atleet omringt, bekend als de grenslaag. Een turbulente grenslaag zorgt juist voor meer huidwrijving, maar heeft minder kans om te scheiden wanneer het een naad in het huidpak tegenkomt, een gevouwen rand van materiaal, of een gebogen oppervlak. Scheiding creëert zakken met lage druk, langzaam bewegende lucht, te veel daarvan kan een grote toename van de drukweerstand veroorzaken. De ribbels minimaliseren de drukweerstand, het overwinnen van de verhoogde huidwrijving om de rijders dat extra beetje pit te geven.

Elk los "klapperend" materiaal van de huidpakken van de rijders veroorzaakt ook luchtafscheiding. Door 3D laserscanning atleten, de kostuumfabrikanten kunnen op maat gemaakte, nauwsluitende pakken voor elke rijder, het verminderen van de hoeveelheid los materiaal. 3D-scans kunnen ook worden gebruikt in computersimulaties om te modelleren hoe lucht over de rijder en bobslee stroomt om te analyseren waar eventuele verbeteringen kunnen worden aangebracht.

Hoeveel snelheidsvoordeel denk je dat de pakken bieden?

Een zeer ruime schatting van een vermindering van de drukweerstand met 5% zou resulteren in een tijdsbesparing van ongeveer een halve seconde. De meeste besparingen op weerstand kunnen alleen worden gerealiseerd door een atleet met een verstandige, nauwsluitend huidspak, die de meeste atleten al hebben, de voordelen van de ribbels en 3D-scanning verder verminderen.

Dus, de beweringen van een voordeel van één seconde zijn overdreven. Maar vanuit mijn ervaring met het werken in de Formule 1, het zijn marginale winsten van fracties van een procent die het verschil kunnen maken voor de topatleten. Laten we niet vergeten dat Laura Deas haar brons slechts met een marge van 0,02 seconden pakte.

Is dit eerlijk en zo ja, waarom gebruikt niet iedereen ze?

De pakken werden gecontroleerd door het bestuursorgaan van de sport en verklaard dat ze legaal waren. Technologie speelt een belangrijke rol in de sportwetenschap. Als het correct is gereguleerd om alle concurrenten ervan te laten profiteren, dan is dit een goede zaak.

Het onderzoek naar technieken voor het verminderen van luchtweerstand zou wel eens overdraagbaar kunnen zijn naar andere technische disciplines, die de bredere samenleving ten goede kunnen komen.

Ik denk dat dit gewoon een kans is die andere teams hebben gemist. Team GB heeft duidelijk geïnvesteerd in het technologische aspect van sport. Ik zou graag meer open financiering zien voor dit soort onderzoek, zodat meer sporters hiervan kunnen profiteren.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.