Ugrás a tartalomra
Magyarország Kormánya · Európai Unió Európai Regionális Fejlesztési Alap · Befektetés a jövőbe · Széchenyi 2020
rift

Kutatás és fejlesztés

A RIFT nem egy formai ötlet, hanem mérésen, áramlástani szimuláción és prototípus-teszteken végigvitt fejlesztés eredménye.

A kihívások

  1. 01

    Olyan lapátot alkotni, amely jobb bárminél, ami ma a piacon elérhető.

  2. 02

    Bizonyított módszert kialakítani a lapát hatékonyságának mérésére.

  3. 03

    Kiterjeszteni a fókuszt a lapát és a kajak együttes működésére.

  4. 04

    Hozzájárulni a sporttudományhoz, az emberi anatómia és az áramlástan találkozásánál.

Min alapul a fejlesztés?

Modellfejlesztés

  • Az áramlástanhoz közel álló tudományterületek alapos feldolgozása.
  • A repülőgép- és versenyautó-aerodinamika bevált megoldásainak átvétele.

Modellellenőrzés

  • Szoftveres szimuláció az ANSYS CFD környezetben.
  • Mozgáskövetés (motion capture) és erőmérés nyílt vízfelszínű medencében.

A fejlesztés folyamata

01Többfaktoros hatékonysági formula kidolgozása

  1. A különböző kajaklapátok működésének megértése a tudományos szakirodalom áttekintésével.
  2. Három különböző – korábbi és jelenlegi – sportkajak lapát erőmérése és CFD-szimulációja.
  3. A modern kajaklapátok munka közbeni pályájának mérése mozgáskövető rendszerrel.
  4. Az eredmények összegzése egy új, többfaktoros hatékonysági formulában.

02Egy teljesen új lapát kifejlesztése és ellenőrzése

  1. Az új geometria megmodellezése ANSYS CAD környezetben (DesignModeler és SpaceClaim).
  2. 2D és 3D CFD-szimulációk az új modell formájának optimalizálására.
  3. A legjobb modell legyártása, jellemzőinek valós körülmények közötti mérésére.

Eredmények

8 paraméter

Kétrészes szelvény

A lapát szárny alakú keresztmetszetét két elemre bontottuk – az ötlet a repülőgépeken és F1-autókon használt többelemű szárnyakból származik, ahol az elemek elrendezése növeli a testen keletkező összes erőt. Az új szelvényt nyolc paraméter határozza meg.

124%

2D optimum

ANSYS CFX környezetben végzett kétfázisú, állandósult állapotú szimulációkkal, a beépített MOGA optimalizálási módszerrel kerestük meg a nyolc paraméter legjobb kombinációját.

106%

3D modell

A 2D optimum alapján felépített 3D CAD modell a vizsgált Wing lapáthoz hasonló, azzal a különbséggel, hogy az új keresztmetszet a lapát hozzávetőleg háromnegyedén végigfut.

A hatékonyságot egy saját, többfaktoros formulával írjuk le, amely a lapáton ébredő átlagos, felületegységre vetített erőt, a húzás közbeni „megcsúszás” szögét, a lapát tömegét és az eredő erő karját együtt veszi figyelembe.

Hol tartunk?

Eddigi eredmények

  • Új lapát-hatékonysági formula kidolgozása.
  • 2D modellek optimalizálása és 3D modellek továbbfejlesztése.
  • A legjobb modell legyártása és hatékonyságának vizsgálata vízen.

Tervek

  • A modell tesztelése hivatásos kajakosok segítségével.
  • A fejlesztés folytatása még jobb modellek érdekében.
  • Módszer kidolgozása a lapát egyéni versenyzőhöz igazítására.