Panczenista Władimir Semirunnij, który zdobył dla Polski srebrny medal na dystansie 10 tys. metrów podczas zimowych igrzysk olimpijskich, przed zawodami we Włoszech korzystał z pomocy naukowców Politechniki Krakowskiej. Pomagali mu oni testować różne konfiguracje sprzętowe.
Urodzony w Rosji, ale od 2024 roku startujący w biało-czerwonych barwach zawodnik w ostatni piątek zdobył 25 w historii medal dla Polski na zimowych igrzyskach olimpijskich. Wśród dwunastu panczenistów startujących na najdłuższym dystansie 10 tys. metrów uzyskał drugi czas (12:39.08), przegrywając jedynie z Czechem Metodejem Jilkiem (12:33.43).
Kto wie, czy sięgnąłby po srebro, gdyby nie wsparcie… naukowców z Politechniki Krakowskiej. W przygotowaniach do startu zawodnikowi i jego sztabowi pomogły m.in. badania aerodynamiczne sylwetki oraz sprzętu – kasków i kombinezonów – w Laboratorium Aerodynamiki Środowiskowej. Wykonano je we współpracy z Polskim Związkiem Łyżwiarstwa Szybkiego, firmą Alone in Drag oraz Instytutem Sportu. Zapytanie o możliwość wykorzystania narzędzie badawczych pojawiło się w wakacje ubiegłego roku. Czasu nie było za wiele.
Praca badawcza dotyczyła pomiarów oporu aerodynamicznego łyżwiarza w kilku charakterystycznych pozycjach, w różnych kombinezonach oraz w różnym wyposażeniu sportowym, czyli kaskach i goglach –wyjaśnia dr inż. arch. Łukasz Flaga z Laboratorium Inżynierii Wiatrowej PK.
Na potrzeby analiz w tunelu aerodynamicznym powstały manekiny imitujące panczenistę w skali 1:1, stworzone na bazie skanów 3D jego sylwetki i charakterystycznych pozycji przyjmowanych w trakcie wyścigu. To na nich można było testować konfiguracje sprzętowe, nie zakłócając przy tym normalnego rytmu treningowego zawodnika. W ramach modelu 3D wprowadzono cyfrowy szkielet oraz zmodyfikowano takie elementy pozycji, jak położenie głowy, dłoni itd. Na bazie tych plików zaprojektowano trzy manekiny: stalowy szkielet oraz poszczególne formy fragmentów ciała w druku 3D.
Potem manekiny w skali 1:1 umieściliśmy na stanowisku badawczym w tunelu aerodynamicznym. Najważniejszym urządzeniem pomiarowym była 6-składnikowa waga tensometryczna, czyli zaawansowane narzędzie do analizy obciążeń aerodynamicznych – jednoczesnego pomiaru wszystkich sześciu składowych obciążeń działających na badany obiekt, m.in. siły nośnej, siły oporu, siły bocznej oraz momentów zginających – tłumaczy naukowiec.
Manekiny imitujące postać Władimira Semirunnija badano w rożnych kombinezonach i – co ciekawe – w różnych kaskach, choć łyżwiarze szybcy nieczęsto w nich startują. Na ten element wyposażenia reprezentujący Polskę panczenista zdecydował się podczas olimpijskiego startu, czym wyróżniał się w Mediolanie wśród ścigających się z nim rywali.
Ostateczne decyzje o tym, z czego skorzystać podejmuje zawsze zawodnik i jego sztab. My, we wspólnym projekcie badawczym, spośród wszystkich przypadków poddanych analizie wskazaliśmy te, dla których – biorąc pod uwagę zakresy prędkości oraz pozycje, w jakich będzie się poruszał – uzyskano najmniejszy opór aerodynamiczny. Na ten pozytywny efekt wpływ miały w szczególności kask z goglami oraz strój, ten sam, w którym sportowiec wystartował na igrzyskach. Sam kask podczas jazdy długodystansowej według naszych obliczeń mógł dawać różnicę między 0,25 a 0,4 sekundy na kilometr – raportuje dr inż. arch. Łukasz Flaga. – Co ciekawe, dla pewnych pozycji oraz zakresów prędkości kask miał negatywny wpływ, natomiast dla innych pozytywny. Zalecenia z naszych prac badawczych, prowadzonych wspólnie ze specjalistami z Alone in Drag oraz Instytutu Sportu, zostały wykorzystane w planach treningowych i startowych. Wierzymy, że przyczyniły się do uzyskania medalu.
Efekty badań w krakowskim laboratorium zachęcają do kontynuowania naukowo-sportowej współpracy. Politechnika jest na nią otwarta.
Bardzo się cieszymy, że nasza inżynierska wiedza naukowa i zaawansowane narzędzia badawcze mogły pomóc w odniesieniu tego sukcesu. Bez naukowego wsparcia trudno dziś o osiągnięcie sukcesów w sporcie, coraz więcej zawodników, trenerów i federacji to rozumie. Oczywiście medal olimpijski to przede wszystkim wielkie osiągnięcie zawodnika i jego sztabu, ale ten przykład pokazuje jak na dłoni, że na najwyższym sportowym poziomie, gdy o wyniku decydują tysięczne części sekundy, nauka może pomóc je „urwać” – przekonuje dr inż. arch. Łukasz Flaga.
Warto dodać, że Politechnika Krakowska w zakresie badań aerodynamicznych tylko w ostatnim roku współracowała m.in. z Polskim Związkiem Narciarskim, kolarzami torowymi, triathlonistami. Dla PZN i kadry polskich skoczków inżynierowie PK prowadzą m.in. badania kombinezonów.
Laboratorium Aerodynamiki Środowiskowej to unikatowe w skali światowej narzędzie do badań w zakresie inżynierii wiatrowej, inżynierii śniegowej i inżynierii środowiska, dotyczących m.in. przewietrzania miast, transportu zanieczyszczeń, dynamicznego oddziaływania na smog, systemów wymiany i regeneracji powietrza, analiz wpływów środowiskowych i klimatycznych (takich jak gwałtowny wiatr, nawalne deszcze czy obfity śnieg) na konstrukcje, budynki oraz bezpieczeństwo ludzi w nich. Można tu też testować innowacyjne rozwiązania dla energetyki wiatrowej, rynku materiałów i produktów budowalnych oraz np. rozwiązania wspomagające motoryzację (systemy LIDAR, pakiety aerodynamiczne, etc.). Nowe centrum badawcze PK jest również gotowe do podejmowania niestandardowych wyzwań inżynierskich, w tym właśnie pomagania sportowcom czy służbom ratowniczym.
MK, źródło: PK