Met innovaties op weg naar goud | Technisch Weekblad
Nieuws

Met innovaties op weg naar goud

| vrijdag 16 juli 2021
Onderzoek & R&D

Een sporter wint geen medaille op de Olympische of Paralympische Spelen met alleen een goede inzet. Het beste materiaal en de best mogelijke training zijn eveneens van groot belang. De nieuwe baanfiets van Koga en met sensoren behangen rolstoel maken het verschil.


Case: sensoren voor rolstoelsporters

Inzicht in de eigen prestaties is belangrijk, maar voor rolstoelbasketballers was die mogelijkheid er tot voor kort niet. Rienk van der Slikke, nu embedded scientist rolstoelsporten bij NOC*NSF, deed een promotieonderzoek naar rolstoelsport en bedacht een oplossing.

‘Op de rolstoel zitten twee sensoren, een op een wiel, de ander op het frame. De sensor op het wiel meet de hoeksnelheid; het aantal verdraaiingen. Op het frame meet eenzelfde sensor of de rolstoeler naar links of rechts gaat en met welke snelheid. Met de voorwaartse snelheid en draaisnelheid, kan je het hele gereden pad wel tekenen.’

Nu kunnen wielen ook slippen. Daarom gebruikte hij tijdens zijn onderzoek drie sensoren, ook een voor het andere wiel. Dat extra inzicht hielp hem een algoritme te ontwikkelen om de snelheid op de juiste manier te corrigeren. ‘Als je hard door de bocht heen gaat en het binnenste wiel staat stil, weet je dat je de snelheid beter kan het berekenen op basis van de snelheid van het buitenste wiel en het frame. Je moet kijken naar wat het meest logisch is.

‘We zijn nu bezig het ontwikkelde vermogen te schatten. In essentie is dat simpel, het probleem is echter dat we de rolweerstand niet weten. Die is bijvoorbeeld afhankelijk van de gewichtsverdeling; wie voorover zit, verhoogt de rolweerstand. Ook bij rotaties is heel lastig in te schatten welk vermogen ze daarbij leveren.’

Met de sensoren en de ontwikkelde app kunnen atleten nu hun eigen prestatie meten, zowel bij een training als een wedstrijd. ‘Die prestatie-informatie over snelheden, versnellingen en wendbaarheid in een wedstrijd kunnen we gebruiken om voor iedere speler de training nog specifieker te maken. Omdat ze door corona afgelopen jaar weinig wedstrijden hebben kunnen spelen, is het super belangrijk daar gericht op te trainen.’

 

Case: Meer aerodynamische baanfiets

Een stijve fiets is een vereiste voor baanwielrenners – zij hebben een piekvermogen van boven de 2000 watt en moeten die energie goed over kunnen brengen. Maar de renners wilden ook dat hun fiets meer aerodynamisch zou worden en beter rijgedrag kreeg.

De zoektocht naar de optimale verhouding tussen aerodynamica en kracht, begon met het in 3D inscannen van baanwielrenner Jeffrey Hoogland. ‘Daarmee konden we bij het ontwerp van de fiets in CAD ook een aerodynamische analyse doen van de fiets in combinatie met de renner’, zegt Mark Dorlandt, projectmanager bij Accell Nederland, de moedermaatschappij van fietsfabrikant Koga. ‘Je kunt echter wel aerodynamisch op de fiets zitten, de renner moet ook de krachten overbrengen. In windtunneltesten berekenen we het vermogen bij bepaalde houdingen en kunnen we tegelijk het frontaal oppervlak meten.’

De wielerbond KNWU werkte daarvoor samen met ingenieursbureau Actiflow. ‘We zijn erop uitgekomen dat de fiets is langer is geworden, waardoor de renners een meer aerodynamische houding aannemen. Renners zitten met hun onderarmen vrijwel horizontaal op de fiets. Dat bleek voor de meeste renners de optimale houding.’

Fietsprofessor Arend Schwab van de TU Delft kon met een wiskundig model voorspellen hoe nerveus of stabiel een fiets rijdt. ‘Dat heeft te maken met de massa van de onderdelen, het massazwaartepunt, de stijfheid van onderdelen en de geometrie zelf. Heel complex. Als we het wiel stijver is, maakt dat het rijgedrag in sommige gevallen lastiger, terwijl de banden wat zachter zetten zorgt voor net wat beter grip en een beter rijgedrag.’

‘Met Pontis Engineering hebben we uitgebreid gekeken naar de stijfheid. We wilden de stijfheid gelijk houden en het gewicht optimaliseren. Een fiets moet minimaal 6,8 kilo wegen, dus er was niet veel ruimte om te winnen, maar elke gram telt. We hebben de laatste stand der techniek gebruikt, gekeken hoe de lay-up van de vezels te optimaliseren. Daardoor is de fiets toch weer iets lichter geworden.’

Een fiets mag alleen op de Spelen gebruikt worden als het materiaal al minstens een jaar van tevoren klaar is, commercieel wordt aangeboden en er al wedstrijden mee zijn gefietst. ‘We hebben er fantastische resultaten mee behaald’, zegt Dorlandt. ‘Met de aerodynamica hebben we de grootste winst geboekt. In de teamsprint hebben we een aantal tienden van seconden kunnen winnen.’

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW