Dziesiąty czerwca 2007 roku. Montreal. Trybuny na Circuit de Gilles Villeneuve wypełniają tłumy kibiców. W połowie 27. okrążenia Robert Kubica próbuje wyprzedzić Jarno Trulliego. Bolid Polaka odbija się od koła przeciwnika i jak pocisk wylatuje poza wąską nitkę asfaltu. Wyścigowy wóz rozpędzony do 230 km/godz. na ułamek sekundy zamienia się w samolot bez skrzydeł. Kubica wali w betonową ścianę i zaczyna koziołkować. Jego biało- -granatowe BMW rozpada się na setki kawałków. W końcu bolid zatrzymuje się po drugiej stronie toru. Kubica leży nieprzytomny, a spod kawałków kadłuba wystają tylko noski jego białych butów. Miliony widzów przed ekranami telewizorów zamierają z przerażenia – Kubica nie miał prawa przeżyć takiego „dzwonu”. A jednak! Po kilku minutach ratownicy przewożą Polaka do szpitala. Po szybkich badaniach okazuje się, że Kubica ma skręconą stopę i lekki wstrząs mózgu. Trudno uwierzyć, że przeżył i że praktycznie nic mu się nie stało – przy zderzeniach z prędkością ponad 200 km/godz. nawet samochód pancerny musi zamienić się w kupę złomu. Formuła 1 zabrała życie kilkunastu kierowcom, ale od czasu wypadku Ayrtona Senny w roku 1993 tragedie na torze już się nie zdarzają. Dlaczego? Bo samochody buduje się tak, żeby nie tylko szybko jeździły, ale też w razie wypadku gwarantowały więcej niż tylko kilka procent szans na przeżycie.
UPADEK Z 65. PIĘTRA
W latach dwudziestych XX wieku samochody wyścigowe poza mocnymi silnikami niczym nie różniły się od aut osobowych. Potem pojawiły się wyczynowe bolidy, które budowano specjalnie do ścigania. Miały aluminiowe nadwozia, gigantyczne, kilkusetkonne silniki, a do tego wąskie i słabej przyczepności opony radialne. Kierowcy jeździli ponad 250 km/godz. w odkrytych kabinach i zwyczajnych ubraniach, ryzykując życie od pierwszej do ostatniej minuty wyścigu. Przełom nastąpił dopiero na początku lat 60., kiedy Colin Chapman zaprezentował Lotusa 25 – pierwszy bolid z podwoziem monocoque. W odróżnieniu od poprzedników o konstrukcji ramowej, w autach monocoque silnik, układ przeniesienia napędu, koła i pakiet spoilerów są zamocowane do sztywnej i niepalnej tzw. klatki bezpieczeństwa. Kiedyś wykonywano ją z aluminium, dziś używa się do tego wielu warstw włókna węglowego (w newralgicznych punktach jest ich nawet 60!). Wewnątrz klatki bezpieczeństwa znajduje się fotel ze sztywnymi pasami, a kierowca prowadzi samochód z nałożonym na ramiona specjalnym rusztowaniem zabezpieczającym kręgosłup (tzw. system HANS). W razie wypadku wyścigowy bolid gubi koła i wszystko, co nie jest trwale przymocowane do monocoque. W ten sposób rozładowuje się spora część energii zderzenia. Spora to zresztą zbyt delikatne określenie! Niemiecka firma Allianz opisuje w swoich materiałach przypadek Giancarlo Fisichelli, który w 1997 roku przeżył potężny „dzwon” na torze Silverstone. W chwili zderzenia Włoch jechał – podobnie jak Kubica w Montrealu – około 230 km/godz. i do zera wyhamował w czasie zaledwie 0,72 sekundy. Obliczono, że Fisichella uległ przeciążeniu odpowiadającemu upadkowi na ziemię z wysokości 200 metrów, a więc mniej więcej z 65. piętra. I co? I nic. Kierowca wyszedł tylko ze skręconym kolanem.
EMMA NA GRZBIECIE HARRY’EGO
Harry Egger ma 42 lata i pochodzi ze wschodniego Tyrolu. Austriak liczy ponad 190 centymetrów wzrostu, włosy spina w kucyk, a brodę przycina na modłę rockowych gwiazdorów. Jest jednym z najszybszych ludzi na Ziemi, którzy swój rekord pobili bez silnika! W 1999 roku Harry na nartach rozpędził się do prędkości 248,28 km/godz. Przez długich siedem lat był mistrzem. W ubiegłym, 2006 roku palmę pierwszeństwa odebrał mu Włoch Simone Origone, który na stoku w modnej francuskiej miejscowości Les Arcs pojechał 251 km/godz. Egger, który trenowanie narciarstwa rekordowego zaczynał jako szalony nastolatek, testujący swoje umiejętności szybkiej jazdy na dachu samochodu, podjął rękawicę i teraz szykuje się do kolejnych prób. Zapowiada, że będzie śmigać jeszcze szybciej. W realizacji planów ma mu pomóc „Emma” – 12-kilogramowa aerodynamiczna obudowa, którą Harry założy na własne plecy. „Emmę” wykonano z kevlaru i włókna węglowego, a całość tego specjalistycznego „parawyścigowego” ubioru (w tym buty połączone ze spodniami, które przypominają usterzenie pionowe samolotu, oraz specjalnie wygładzone rękawice) zaprojektował Charles Bienz – inżynier z NASA i spec z Formuły 1.
Czarna obudowa wygląda jak supernowoczesna zbroja lub – co chyba bardziej oddaje jej specyficzny kształt – korpus małej przeciwpancernej rakiety. „Emma” zagwarantuje narciarzowi równowagę na stoku, zabezpieczy go w razie upadku, ułatwi rozcinanie powietrza, przyda się także przy hamowaniu – wewnątrz charakterystycznego „kupra” na końcu obudowy kryją się dwa małe spadochrony. Ile to kosztowało? Podobno okrągły milion dolarów! Przykład Eggera (nie tylko ze względu na koszty) dotyczy najbardziej ekstremalnego wykorzystania nart. Nikt przy zdrowych zmysłach nigdy jednak nie rozpędzi się do prędkości, przy której ciśnienie powietrza na ciało narciarza odpowiada nałożeniu na własne barki dodatkowych 120 kg. Zgoda, ale aerodynamika i odpowiednie ułożenie ciała daje większą prędkość także w zjeździe i to nie tylko na nartach, ale też na sankach, bobslejach i przy skokach. Przed rozpoczęciem każdego zimowego sezonu profesjonaliści trenują w tym celu w tunelach aerodynamicznych. Mylą się ci, którzy sądzą, że takie badania są dla niedoświadczonych. W ten sposób ćwiczy np. słynny zjazdowiec Herman „Herminator” Meier oraz narciarze ze szwedzkiej reprezentacji narodowej. Sportowcy najwyższej klasy korzystają z supernowoczesnych tuneli, które na co dzień służą do badań samochodów (na potrzeby Meiera oddano tunel BMW, a Szwedzi testowali swoje ubiory w centrum Audi w Ingolstadt). Nauka „na sucho” na pewno się opłaca. Dowód? Poprawienie aerodynamiki tylko o jeden procent na dystansie 1,8 km daje przewagę szacowaną aż na 0,3 sekundy.
W BUTACH MAŁYSZA
Szwedzki skoczek narciarski Jan Boklov przeszedł do historii, kiedy w roku 1985 wykonywał swoje skoki z nogami rozstawionymi na kształt litery V. Zdaniem sędziów popełniał błąd za błędem i za to dostawał negatywne noty. Nikt nie chciał słuchać Boklova, który tłumaczył, że nie tylko lata i ląduje wygodniej, ale też za każdym razem osiąga coraz lepsze wyniki. Tymczasem to Szwed miał rację – szeroko rozstawione nogi zwiększają bowiem powierzchnię nośną i umożliwiają skoki dłuższe o jedną trzecią w porównaniu z tymi wykonywanymi w pozycji klasycznej, ze złączonymi nogami. Boklov udowodnił to już w roku 1988, kiedy wygrał narciarski puchar świata. Od tego czasu wiele się zmieniło, ale dziś wszyscy skaczą jak Boklov. Mistrzem wśród obecnych mistrzów jest Adam Małysz, a jego fenomen od dawna zastanawia fizjologów sportu. Dlaczego lata tak daleko? Wiąże się to przede wszystkim z jego perfekcyjnie wytrenowaną techniką, gwarantującą dużą prędkość na progu. Większość podręczników podaje, że dobry skok zależy od odpowiednio silnego wybicia.
Tymczasem naukowcy z Norges Teknisk-Naturvitenskaplige Universitet w Trondheim, współpracujący ze słynnym skoczkiem Tommy Ingebridsenem, ustalili, że efektywny skok wiąże się z odpowiednim sterowaniem środkiem ciężkości, który trzeba dopasować do pozycji na rozbiegu. Badania NTNU przeprowadzono w tunelu aerodynamicznym. Użyto w nich 60-kilogramowego manekina z czujnikami podłączonymi do komputera, który analizował wszystkie dane związane z ruchem. Norwegowie ustalili, że rezerwa prędkości potrzebnej do skutecznego wybicia kryje się w kształcie butów oraz wiązaniach. Narciarze, którzy wcześniej skakali mocno nachyleni (uważano, że w ten sposób skuteczniej wyrównują opór powietrza), dostali nowy sprzęt wymuszający bardziej wyprostowaną pozycję. I teraz lądują dalej.
BOLIDY NA DWÓCH KÓŁKACH
Wprawdzie w ten sposób określa się motocykle wyścigowe, ale rowery – choć nie mają silnika – jeżdżą nawet 120 km/ godz.! Z taką prędkością poruszają się kolarze podczas zjazdów. Czy mogą jechać szybciej? Tak, ale pod warunkiem, że najpierw uda się pokonać opory powietrza. – Dla laika odczuwalne problemy zaczynają się już powyżej 30 km/godz. – twierdzi Piotr Kosmala, niegdyś zawodowy kolarz, dziś szef profesjonalnej grupy kolarskiej Action Uniqa. Przy wyższych prędkościach do oporów toczenia i tarcia poszczególnych części roweru dochodzi naturalny hamulec w postaci strugi powietrza. Niewinny wiaterek to wróg tych, którzy się ścigają. Zawirowania powietrza za plecami rowerzysty wyczynowca działają niczym pompa wysysająca energię. Co więcej, im szybciej się jedzie, tym „ssanie” jest większe. Fizyki nie da się oszukać: pedałowanie do granicy 34 km/ godz. wymaga 190 watów, ale uzyskanie prędkości wyższej tylko o siedem kilometrów na godzinę oznacza niemiłosierne wyciskanie z ludzkich mięśni dodatkowych 110 watów. Na dłuższą metę eksploatowanie naszych organizmów nie jest możliwe, ale rezerwy kryją się nie tylko w fizjologii. Wiele zależy także od sprzętu. Rowery wyczynowe budowane są z włókna węglowego i tytanu. – Dobrej klasy wyczynówka waży jakieś 6–7 kilogramów, a więc całkiem „dorosły” rower może podnieść nawet dziecko. Używamy rowerów Merida, których ramy są profilowane jak skrzydła w samolocie, specjalnych aerodynamicznych obręczy z włókna węglowego oraz opon o niskich oporach toczenia. Pompujemy je nawet do ośmiu atmosfer, żeby nie uginały się na asfalcie, a tym samym nie zwiększały oporów – dodaje Piotr Kosmala.
NATURA JAK DRUGA SKÓRA
Aerodynamika i inżynieria materiałowa pomagają sportowcom, którzy poruszają się z relatywnie dużymi prędkościami. Tymczasem można przyspieszyć również tych uprawiających dyscypliny stosunkowo powolne: biegaczy na nartach i pływaków. Ich wyniki są uzależnione od techniki, kondycji oraz wytrzymałości. Tymczasem biegaczy i pływaków można stymulować bez użycia niedozwolonych metod i dopingowej chemii. Inżynierowie Adidasa zaprojektowali w tym celu specjalne ubiory – kombinezon ClimaTechfit z termoaktywnej tkaniny z siatką wzmacniającą mięśnie (dla narciarzy) oraz Jetconcept – wyczynowy kostium do pływania, który obniża opory wody. ClimaTechfit i Jetconcept wyglądają niepozornie, ale są niezwykle sprytne – siatka kombinezonu zimowego, która podczas ruchów napręża się i rozpręża, działa jak naturalne „doładowanie” dla zmęczonych mięśni narciarza, a silikonowe żebra kostiumu pływackiego pozwalają na łatwiejsze przebijanie się przez wodę, zatem na szybsze pływanie. Skuteczność Iana Thorpe’a, który pływał w takim kombinezonie podczas igrzysk w Atenach, wzrosła dzięki wodnemu „garniturowi” o całe trzy procent. Niewiele? Tak, ale kiedy dochodzi do konfrontacji z mistrzami, wystarczy nawet minimalna rezerwa prędkości, żeby wygrać.
Rafał Jemielita