Var Team GBs skeletdragter ansvarlige for fantastiske tre medaljer?

Team GB skeletrytter Lizzie Yarnold vandt et fantastisk vinter-OL-guld den 17. februar, bakket op af bronze til Laura Deas og Dom Parsons. Takket være trækbestandige kamme, 3-D laser scanning og topnotch materiale, Team GB's skeletdragter siges at have givet op til et sekunds fordel pr. løb over resten af ​​feltet og har været et varmt emne for kontroverser.

Hvad gør disse revolutionerende dragter så hurtige – og hvor vigtige var disse teknologiske innovationer i Team GB's rytteres succes? Samtalen stillede disse spørgsmål til Nick Martin, lektor i aerodynamik ved Northumbria University.

Hvordan giver dragterne rytterne deres ekstra fart?

Aerodynamikken i en skelet bobslæde og rytter er kompleks, og vores viden om væskemekanik er langt fra komplet. Dette skaber muligheder for forsknings- og udviklingsprogrammer, der skubber grænserne for vores aerodynamiske forståelse for at producere teknologiske innovationer, der giver ryttere en altafgørende fordel.

Træk er den aerodynamiske kraft, der modsætter sig et objekts bevægelse gennem luften og bremser det. Kun omkring 10% af slidstyrken, der virker på skeletryttere, kommer fra bobslæden, hvilket betyder, at det største potentiale for at forbedre den tid, det tager at krydse 1, 376,38 meter bane i Pyeongchang er at optimere aerodynamikken for atleterne selv.

Trækket, der virker på rytterne, stammer fra to kilder. Luft, der bevæger sig tæt på atleternes kroppe, bevæger sig langsommere end luft længere væk, forårsager friktion langs atleternes huddragter. Ud over, når atleter bevæger sig ned ad banen, luften direkte foran dem bliver mere komprimeret, og luften bag dem bliver mindre tæt. Denne trykforskel virker både til at "skubbe" mod atleterne forfra og "trække" dem tilbage på samme tid, bremse dem.

Trykmodstanden tegner sig for mere end 90% af det samlede luftmodstand på både rytteren og bobslæden. Mængden af ​​trykmodstand påvirkes af atletens form, så aerodynamikeksperter kan mest effektivt forsøge at opnå præstationsforbedringer ved at forfine atleternes hjelme og dragter.

Skeletdragter er lavet af et elastisk materiale kaldet polyurethan. Alle hold bruger dette materiale, men tilføjelsen af ​​modstandsdygtige kanter og brugen af ​​3-D-scanning gør det muligt for dragtdesignerne at foretage subtile ændringer i atleternes form, der ser ud til at adskille Team GB's dragter. Denne finjustering kan sammenlignes med den omhyggelige design af Formel 1-biler og -fly for at perfektionere deres aerodynamiske adfærd.

De modstandsdygtige kanter på Team GB's dragter introducerer turbulens i det tynde luftlag, der omgiver atleten, kendt som grænselaget. Et turbulent grænselag forårsager faktisk mere hudfriktion, men er mindre tilbøjelige til at skille sig, når den støder på en søm i huddragten, en foldet højderyg af materiale, eller en buet overflade. Adskillelse skaber lommer med lavt tryk, langsomt bevægende luft, for meget af hvilket kan forårsage store stigninger i trykmodstand. Kanterne minimerer trykmodstanden, overvinde den øgede hudfriktion for at give rytterne den ekstra smule humør.

Ethvert løst "flapper" materiale fra rytternes huddragter forårsager også luftadskillelse. Af 3-D laserscanning atleter, dragtfabrikanterne kan skabe skræddersyede, tætsiddende dragter til hver rytter, reducere mængden af ​​løst materiale. 3D-scanninger kan også bruges i computersimuleringer til at modellere, hvordan luft strømmer over rytteren og bobslæden for at analysere, hvor der kan foretages forbedringer.

Hvor stor en hastighedsfordel tror du, dragterne gav?

Et meget liberalt estimat på en 5% reduktion i trykmodstand ville resultere i en omtrentlig tidsbesparelse på mindre end et halvt sekund. De fleste af trækbesparelserne kan kun opnås ved, at en atlet har en fornuftig, tætsiddende huddragt, som de fleste af atleterne allerede har, yderligere reducere fordelene ved ridges og 3-D scanning.

Så, påstandene om en fordel på et sekund er overdrevne. Men fra min erfaring med at arbejde i Formel 1, det er marginale gevinster på brøkdele af en procent, der kan gøre forskellen for topatleterne. Lad os ikke glemme, at Laura Deas kun tog sin bronze med en margin på 0,02 sekunder.

Er dette rimeligt, og i så fald, hvorfor bruger alle dem ikke?

Dragterne blev kontrolleret af sportens styrende organ og dømt for at være lovlige. Teknologi spiller en vigtig rolle i sportsvidenskab. Hvis det er korrekt reguleret, så alle konkurrenter kan drage fordel af det, så er det en god ting.

Den forskning, der går ind i teknikker til reduktion af luftmodstand, kunne meget vel overføres til andre ingeniørdiscipliner, som kunne være til gavn for det bredere samfund.

Jeg tror, ​​at dette blot er en mulighed, som andre hold savner. Team GB har tydeligvis investeret i det teknologiske aspekt af sport. Jeg vil gerne se mere åben finansiering til denne type forskning, så flere atleter kan få gavn.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.