STEMvisions Blog

In de Olympische Spelen van 2010 werden de gouden medailles van de bobsleeën voor mannen en vrouwen met minder dan twee tienden van een seconde verschil beslist. Elk team had vier runs genomen op een 1.450 meter (bijna 1 mijl) track, en de gecombineerde tijden werden gescheiden door minder tijd dan het duurt om te knipperen. Dus wat is er nodig om in een sport die door snelheid wordt gewonnen, de perfecte glijpartij te hebben?

De snelheid van de bobslee wordt bepaald door de natuurkunde. Het is een combinatie van het maximaliseren van de versnelling van de slee aan het begin van de run en het minimaliseren van krachten die de slee afremmen. Daarom is de perfecte glijbaan een combinatie van de baan, de uitrusting en het team.

Er zijn 16 bobsleebanen in de wereld, en op één na zijn ze allemaal gemaakt van gewapend beton bedekt met ijs met interne kunstmatige koeling. Het ijs op de baan varieert echter. Weersomstandigheden zoals regen en sneeuw en wisselende temperaturen veranderen de consistentie van het ijs. Hoe kouder en harder het ijs is, hoe sneller de sleeën. Warmer, zachter ijs is over het algemeen langzamer. Onderhoudsploegen houden de baan ook snel door de schade te herstellen die door de sleeën wordt veroorzaakt. Ze brengen ijsslush aan op de baan, schrapen het glad en scheren vervolgens met een scheermes de hoge of lage delen van de baan om het ijs glad en snel te houden.

Lake Placid, New York, heeft een van de 16 banen in de wereld en is al twee keer gastheer geweest voor de Olympische Spelen. (Wikimedia public domain)

Het tweede onderdeel van een perfecte bobsleebaan is de uitrusting. De sleeën zijn gebouwd voor snelheid en efficiëntie. Ze zijn licht van gewicht maar sterk genoeg om twee of vier grote atleten te dragen die 135 km/uur (84 mi/uur) afleggen met 5G krachten in sommige bochten. Aerodynamica is de sleutel tot het minimaliseren van de luchtweerstand die de sleeën afremt. De bobsleeën van Team USA zijn ontworpen door een van de besten in aerodynamica, BMW en NASCAR-grootheid Geoff Bodine. Ze worden getest, aangepast en opnieuw getest in windtunnels om de luchtweerstand tijdens de run te minimaliseren.

Het minimaliseren van de luchtweerstand is slechts de helft van de uitdaging. Bobsleeën moeten ook de acceleratie maximaliseren. De acceleratie is afhankelijk van het gewicht en de verdeling daarvan in de slee. De gewichtslimieten voor bobsleewedstrijden zijn zo vastgesteld dat elk team dezelfde massa heeft. Het verschil zit in de manier waarop het gewicht in de slee wordt gedragen. Bobsleefabrikanten gebruiken lichtere koolstofvezelmaterialen voor de kuip, waardoor het grootste deel van het gewicht lager ligt. Een lager massamiddelpunt zorgt ervoor dat de sleeën beter door de bochten kunnen.

De sleeën zijn aerodynamisch en hebben een laag massamiddelpunt voor een betere snelheid en wegligging. (Wikimedia public domain)

Een ander onderdeel van de slee dat het rijgedrag bepaalt en belangrijk is voor het minimaliseren van krachten die de slee vertragen, zijn de runners. De lopers zijn de metalen bladen die het ijs raken, vergelijkbaar met schaatsen. De lopers zijn gecoat en gepolijst om de wrijving te minimaliseren.

Als het gaat om het maximaliseren van de versnelling en het minimaliseren van de krachten die de slee vertragen, is het team de grootste variabele. Volgens de tweede wet van Newton wordt de versnelling bepaald door massa en kracht. De massa is standaard voor alle teams, maar de bestuurder en de duwende atleet, of atleten, vormen de kracht. Deze kracht treedt op bij de start, waar de atleten eerst de statische wrijving moeten overwinnen om de slee met een gewicht tussen 170 kg en 210 kg (375-463 lbs) in beweging te krijgen. Met behulp van spikes op hun schoenen om op het ijs te lopen en timing om de duwkracht te coördineren, hebben de bobsleeteams 50 meter (164 voet) om de slee tot 40 km/uur (25 mi/uur) te duwen. Sterkere lopers kunnen de slee sneller duwen dan zwakkere lopers, dus sommige teams hebben Olympische sprinters als duw atleten. De start is het enige moment in de run waarop een andere versnellende kracht dan de zwaartekracht, die alle sleeën met dezelfde snelheid doet versnellen, op de sleeën inwerkt. Een bobsleeteam kan vanaf de start snelheidsvoordelen meenemen over het hele parcours.

Het viermans-sleeteam van de VS won goud in 2010. (Wikimedia public domain)

Het bobsleeteam moet de versnelling die het bij de start krijgt behouden. De duwende atleten doen dit door in een strakke plooi achter de bestuurder te blijven en aerodynamisch te blijven. Ze verplaatsen ook hun lichaamsgewicht om te helpen sturen, een heen-en-weer bobbelende beweging waar bobslee zijn naam aan dankt. De bestuurder is verantwoordelijk voor het gebruik van twee ringen die aan het stuursysteem zijn bevestigd om de lopers van de slee in de bochten van de baan te draaien. Door de lopers te draaien worden ze zijwaarts ten opzichte van de richting van de slee gedraaid, waardoor deze langzamer wordt. Het doel van de bestuurder is de perfecte lijn te vinden terwijl hij zo weinig mogelijk draait tijdens de run. De perfecte lijn is de slee hoog genoeg te houden in de bochten om snelheid te behouden, maar laag genoeg om te voorkomen dat een langere afstand wordt afgelegd, terwijl de zijkanten van de baan niet worden geschraapt.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *