Vilma
-8 °C
3 °C

A leggyorsabb betonkenu

2001.07.06. 09:20
A cementalapú kenu ötlete a fogalmak szürreális ütközésének tűnik, de miért kellene lenézni azt a fejlett kompozit anyagot, amely az űrben is megállná a helyét? Az mindenesetre biztos, hogy a betonból különleges dolgokat lehet építeni. Egyedülálló fejlesztések alapja lehet, ha a sajátfrekvenciát sikerül munkavégzésre és súrlódáscsökkentésre alkalmazni.
A cementalapú kenu nem újdonság, Észak Amerikában már 14 éve rendeznek ilyen úszóalkalmatosságokkal egyetemi bajnokságokat. Viszont mostanáig egyszer sem sikerült olyan kenut építeni, ahol a sajátfrekvenciájú rezonanciát, minden építőmérnök rémét ki lehetett volna használni.

Sokan őrültségnek tartják a rezgésekkel való játékot - mondta el a Wirednek Robert Vaughan, a Marshall Space Flight Center struktúrafejlesztő mérnöke. A mérnökökbe tanulmányaik folyamán végig azt sulykolják, az épületek tervezésekor kerülni kell mindent, ami a természetes rezgésekhez vészesen hasonló sajátfrekvenciával rendelkezik. Ennek figyelmen kívül hagyása katasztrófához vezethet.

Frekvenciagazdálkodás

A sajátfrekvencia azt a percenkénti vibrációszámot írja le, amellyel az adott tárgy rezgésbe hozható. Ha két tárgy azonos sajátfrekvenciával rendelkezik, az egymást erősítő vibrációkhoz vezethet.

Egy híres példa a Washington állambeli Tacoma Narrows híd, amelyet tévedésből úgy konstruáltak, hogy sajátfrekvenciája egyezett a pillérek között átsüvítő szél keltette vibrációval. 1940. november 7-én a szél olyan erőre kapott, hogy az egymást erősítő lengésektől a híd először tekeregni és hullámozni kezdett, majd összeomlott.

Ezek fényében valóban furcsának tűnik, ha egy kenu építésénél, akár beton az anyaga vagy más, a mérnökök közvetlenül arra törekszenek, hogy előcsalogassák az egymást erősítő rezgéseket. Az első modell csak az elmélet létjogosultságát igazolta. Ez a koncepció ugyanis teljesen szembehelyezkedik az eddigi tapasztalatokkal - jelentette ki Robert Vaughan.

Rezeg, de nem reped

A kenu a Huntsville-i Alabama egyetemen épült meg. A megfelelő rezonanciát a Survivor (Túlélő) nevet viselő lélekvesztő csak úgy állhatta ki, hogy betont is felhasználtak az építésénél. A kötőanyag portlandcement, víz, mikroméretű üreges üveggyöngyök, latex és akril alapú erősítő anyag keverékéből áll.

Az összetevők megfelelő arányú és sorrendű elegyítése után 12 órán keresztül szárad a keverék, a végeredmény pedig egy olyan beton, amely erő hatására ívben meghajlik, majd rugalmasan visszaugrik, és egyetlen repedés sem keletkezik rajta.

A legnagyobb büszkeségünk, hogy olyan betont hoztunk létre, amely nem repedezik - jelentette ki John Gilbert, az Alabama egyetem tanácsadója. Ha még nagyobb rugalmasságot ki tudunk hozni ebből az anyagból, akkor a légi- és űrközlekedésben is hasznát vehetik.

A konstruktőrök azt remélik, a 22 láb (6.7 méter) hosszú kenut be tudják állítani a 6 hertzes sajátfrekvenciára (másodpercenként hat teljes lengés). Ha a csónakkal sikerül ezt elérni, az oldalfalak behajlanak és kiegyenesednek, mint a lepkeszárnyak. Ehhez el kell találni a sajátfrekvenciát, és az általa keletkező energiát hajtóerővé alakítani - mondta Gilbert.

Innovatív és ravasz anyag

A kenu kis erőhatásra, könnyedén veszi a fordulókat. Ez egy igen innovatív és ravasz megközelítése a problémának. Létrehoztunk valamit, ami kis munka közlésével mozgásba lendül, és a keletkező energiát pozitív célra tudjuk fordítani - jelentette ki Vaughan.

A 34,5 kilogrammos kenu megépítése fél évig tartott.
A 34,5 kilogrammos kenu megépítése fél évig tartott, a költségek 1200 dollárra rúgtak. Az alapként felhasznált, grafitszálakból font 6 milliméter vastag rácsra vékony rétegben vitték fel a különleges cementalapú kötőanyagot. Ez a fedőréteg kicsit vastagabb lett, mint egy ceruza átmérője - mondta John Gilbert.

A fejlesztők szerint még sok munka és teszt hátra van, de a Survivor remekül szerepelt a San Diego-i 2001 ASCE/MBT National Concrete Canoe Competition versenyben: 24 másik csapatot megelőzve elsőként ért célba.

Azért nyerhettek, mert kiaknázták a csónak sajátfrekvenciáját. Más csapatok nem ügyeltek erre, de Gilbert biztos benne, hogy ezután majd fognak. Korábban az ilyesmit nevetséges és haszontalan dolognak tartották, de a kutató szerint az olimpián hamarosan a vibráció dönti el, ki nyeri az aranyérmet.

A Survivor ugyanis akár 14 lábnyi (4,27 méter) távolságot is képes megtenni másodpercenként. Ez jószerével fénysebesség a hagyományos kenuk 8 lábjához (2,44 méteréhez) képest. De egy olimpiai versenykenu sem megy talán csak másodpercenként fél lábbal gyorsabban - jelentette ki Gilbert.

Betonműhold

Mások nem annyira biztosak a betonkenu olimpiai jövőjében. Ha egyenes szakaszon kellene versenyezniük, a Survivor menthetetlenül lemaradna - véli Charles Luckman, az USA Canoe/Kayak versenyprogramok igazgatója. John Winters kenuépítő is ezt a véleményt osztja. Szerinte a cement alapú kenu nem elég könnyű, és törékenynek mutatkozik. Az országos versenyek után a betonkenuk gyakran a szemétlerakókban végzik.

Míg az anyagnak nem nagy jövőt jósolnak a kenuépítésben, John Gilbert hisz benne, hogy sokkal magasra törőbb tervek, például az űrkutatás hasznát veheti. Az űrbe a lehető legkisebb felesleges tömeggel kell eljutni. Képzeljünk el egy nagy struktúrát, például egy műholdat, amely ebből az anyagból készült. Meg lehet úgy építeni, hogy a sajátfrekvenciáján dolgozzon, és ezt az energiát hajtóerőként alkalmazzuk.