Selles blogipostituses vaatleme, kuidas sporditehnoloogia areng on mõjutanud sooritust ja õiglust, kasutades näiteks kõrgtehnoloogilisi ujumisriideid.
2008. aastal, kui ujumisriiete tootja Speedo töötas välja ja avalikustas tipptasemel materjalidest ja tehnoloogiast valmistatud ujumistrikoo nimega „Laser Racer“, hakati ujumismaailmas kasutama terminit „tehnoloogiline doping“. 25. aasta Pekingi olümpiamängudel püstitatud 2008 maailmarekordist 23 püstitasid sportlased, kes kandsid neid kõrgtehnoloogilisi ujumistrikoode, millest sai alguse termin „laserefekt“.
Paljud sportlased kandsid Pekingi olümpiamängudel neid täiskeha katvaid „Lazer Racer” ujumisriideid ja purustati mitmeid maailmarekordeid. Selle probleemi jätkudes keelas Rahvusvaheline Ujumisliit kõrgtehnoloogiliste ujumisriiete kandmise. Milline oli nende kõrgtehnoloogiliste ujumisriiete mõju, mis põhjustas selliseid võistlustulemusi ja poleemikat?
Nagu me kogemusest teame, kohtab inimene vees liikudes vee poolt tekitatud takistust. See takistus hõlmab kehale langeva vee poolt tekitatud takistust (kujutakistus), keha pinnalt voolava vee poolt tekitatud takistust (pinna hõõrdetakistus) ja keha esi- ja tagaosa vahelise rõhuerinevuse poolt tekitatud takistust (rõhutakistus).
Vormitakistuse vähendamiseks on vaja vähendada keha ja vee vahelist kokkupuudet, mistõttu inimesed lamavad vees näoli allapoole, et „ujuda“. Loomulikult on ujumine kiirem kui vees kõndimine. Ujumisvõistlustel ujuvad sportlased sama ujumisstiiliga ja nende füüsiline vorm ei erine oluliselt, seega pole kiiruses olulist erinevust. Väikese erinevuse loomiseks treenivad ja ehitavad sportlased oma keha.
Probleeme tekkis aga pinna hõõrdetakistuse ja survetakistusega. Varem ujus enamik sportlasi väga väheste riietega, seega polnud siin olulist erinevust. Kõige rohkem püüdsid nad hõõrdumist vähendada kehakarvade kärpimisega. Kuid täiskeha katvate ujumistrikoode tulekuga muudeti keha pinda kala oma meenutama. See vähendas hõõrdumist keha ja vee vahel, mis omakorda vähendas rõhuerinevust keha esi- ja tagaosa vahel, ületades probleemi, mis oli varem olnud ületamatu.
Vedelikudünaamika olemust illustreerib hästi see pikk lugu ujumistrikoodest ja veest. Kõike, mis meie ümber voolab, saab lihtsalt kirjeldada vedelikuna, kusjuures kõige levinumad näited on vesi ja õhk. Vedelikudünaamika on nähtuste analüüs, mis toimuvad vedelike ja objektide vahel, nagu eespool kirjeldatud. Ujumises on ujuja objekt ja vesi on vedelik. Kolme tüüpi eespool mainitud takistust võib esineda kõigi vedelike ja objektide vahel. See kehtib mitte ainult siis, kui ujuja vees ujub, vaid ka siis, kui lennuk lendab õhus, kui pesapall lendab õhus ja isegi siis, kui vihmapiisad langevad.
Sama kehtib ka siis, kui objekt seisab paigal ja vedelik voolab. Ventilaatori sisselülitamisel tunnetav tuul on sama, mida tunnete mootorrattaga sõites. Seega analüüsib hüdraulika mehaanika ka seda, mis juhtub siis, kui tuul puhub läbi hoonete pragude või kui jõevesi voolab ümber silla sammaste. Sama kehtib isegi siis, kui objekt veidi muutub. Sama takistus tekib objektide ja vedelike vahel, kui vesi voolab läbi veetoru või kui tuul puhub tunnelisse. Kuigi veidi keerulisem, tekib takistus ka siis, kui veri voolab läbi veresoonte. Ka seda analüüsitakse samas valdkonnas. Hüdromehaanika on uurimisvaldkond, mis analüüsib kõiki nähtusi, mis toimuvad vedelike ja objektide vahel.
Kuidas siis hüdraulika mehaanika neid nähtusi analüüsib? On kaks peamist meetodit, mis jagunevad kahte valdkonda: eksperimentaalne hüdraulika mehaanika ja arvutuslik hüdraulika mehaanika. Neid kahte meetodit kasutatakse takistuse mõõtmiseks ja mitmesuguste muude nähtuste jälgimiseks.
Eksperimentaalne vedelike mehaanika on, nagu nimigi ütleb, vedelike ja objektide vaheliste nähtuste analüüs katsete abil.
Kasutades taas ujumistrikoode näitena, saame jälgida või mõõta, mis juhtub, kui erinevaid ujumistrikoosid kandvad mannekeenid vees liiguvad. Kui eesmärk on vähendada takistust, saame selliste katsete abil valida materjalist ujumistrikoo, millel on kõige väiksem takistus. Muidugi oleks rumal teha ujumistrikoo kõigist materjalidest ja riietada neisse kalleid mannekeene, seega on ka väga oluline leida viis katsete läbiviimiseks odavamalt ja väiksema vaevaga.
Arvutuslik vedelikudünaamika on vedelikudünaamika analüüs arvutite abil. See on meetod objektide ja vedelike dünaamiliste omaduste arvutamiseks, teisendades need valemiteks ja arvudeks. Selle kasutamine on aga endiselt piiratud, kuna keeruliste nähtuste analüüsimisel või objektide omaduste mittetäielikul mõistmisel on katsete ja arvutuste tulemuste vahel olulisi erinevusi. Arvutite jõudluse arenedes aga laienevad selle rakendused. Vaatamata neile tehnilistele piirangutele on arvutusliku vedelikudünaamika abil nähtuste analüüsimisel eeliseks see, et see vähendab oluliselt kulusid võrreldes katsete läbiviimisega.
Meie ümbrus on täis vedelikke ja me elame vedelike sees, seega tegelikult alluvad kõik liikuvad objektid hüdraulika dünaamika analüüsile. Loomulikult, kuna vedelikud liiguvad, alluvad antud juhul analüüsile ka paigal seisvad objektid. Seega on maailmas palju nähtusi, mida analüüsida, nagu neid näevad hüdraulikale spetsialiseerunud insenerid.
Analüüsitavaid teemasid on palju, aga ühe neist valides ja seda põhjalikult uurides on võimalik luua uut väärtust.
See võib luua aluse tehnoloogiatele, mida saab rakendada teistes tehnoloogiates, ja ettevõtted saavad seda kasutada ka raha teenimiseks. Kui vedeliku mehaanika analüüsi rakendati spordis, viis see nii hämmastavate sooritusvõime paranemiseni, nagu näiteks „Laser Racer“ ujumistrikoo, et see lõpuks keelati! Autotööstuses säästab auto õhutakistuse vähendamine kütust! See tähendab, et ettevõte saab teenida suuremat kasumit.
Muidugi pole vedelike mehaanika vajalik ainult väärtuse loomiseks. Kuidas jalgpallurid banaanilööke löövad? Kuidas pesapallurid kurvipalle viskavad? Miks on hainahk kare? Vedelike mehaanika läätse läbi vaadates on maailm täis huvitavaid ja kurioosseid asju. Vedelike mehaanika on protsess, mille käigus uuritakse ja analüüsitakse neid kurioosumeid vastuste leidmiseks.
