Kõrgtehnoloogia spordimaailmast
Rein Luik
Külmlettide aerodünaamiline lahendus. | Williams

Mida autosport läbi aegade autonduse arengusse andnud, on paljud autohuvilised kindlasti varemgi kuulnud. Aga lisaks jõuavad autospordis arendatud tehnoloogiad teistelegi elualadele.

Oleme Tehnikamaailmas kirjutanud Dallarast, vormelautode tootjast, kus võidusõitjale ja parasportlasele Alex Zanardile valmistati käsiratas, millega tuntud itaallane mitu olümpiakulda võitis. Ja kindlasti on autohuvilised kuulnud superautost Aston Martin Valkyrie, mis valmis koostöös Red Bulli F1 tiimi konstruktoritega.

Need on vaid üksikud koostööprojektid F1 võistkondadega, kus aastakümnete jooksul hangitud teadmised ja väljatöötatud tipptehnoloogia rakendust leidnud meie igapäevaelus või teistel teadusaladel.

Williams – tegevusi seinast seina

Üks pikima ajalooga ja läbi aegade edukamaid F1 tiime on Williams, kus aastatuhande esimese kümnendi lõpus, kui F1-sarjas võeti kasutusele hübriidtehnoloogia, alustati kibekiirelt sellealaseid uuringuid. Williamsi inseneride ideed ning nutikad lahendused energia taaskasutuse ja akude tehnoloogia vallas pakkusid huvi teistelegi. Nii kasutati nende hübriidsüsteemi kolmel korral järjest, aastatel 2012-2014 Le Mansi 24 tunni sõidu võitnud sportautodel Audi R18.

Tellimuste arv hakkas vähehaaval kasvama, haare laienes ja tänaseks on kümmekonna inimesega alustanud pisike tütarfirma kasvanud enam kui 300 töötajaga ettevõtteks Williams Advanced Engineering (WAE). Ja projekte, millega tegeletakse, on seinast seina, kõigilt elualadelt.

Ehk kõige enam levinud ja tänaseks juba paljudes Briti supermarketites kasutusele võetud leiutis on F1 auto esitiivast inspireeritud täiendus lahtistele külmlettidele.

WAE ja ettevõtte Aerofoil Energy koostöös sündis spetsiaalselt kujustatud aerodünaamiline element, mis paigutatud teatud kindlale kaugusele riiuli ette, ja mis suunab riiulilt välja ja allapoole valguva külma õhu tagasi riiulile. Sel moel vähendatakse energiakulu lettide jahutamisele ja samas ka poodide kütmisele. Paljudes marketites, kus taoline „tiib“ kasutusel, on energiakulu vähenenud ligi 30% ja sellega koos loomulikult ka CO2 heitmed. Ja seda kõik tänu F1 autode konstrueerimise tarvis tehtud uuringutele aerodünaamika vallas.

Tänaseks on Suurbritannias juba sadu marketeid (nende seas sellistele tuntud poekettidele nagu Sainsbury, Marks and Spencer ja Asda kuuluvaid), kus antud „tiib“ kasutusel.

F1 autode turvalisus on aastakümnete vältel dramaatiliselt paranenud. Täna kaitseb sõitjat ülitugev, aga samas väga kerge süsinikkiust monokokk, mis inspireeris WAE insenere koostöös ühe meditsiinitehnoloogia ettevõttega valmistama esmaabi vajavate vastsündinute transpordiks spetsiaalse „turvakookoni“.

Seni kasutatavad inkubaatorid on rasked ja kohmakad, aga Babybod 20 nime kandev kookon on süsinikkiust ning seetõttu kerge, mugav ja lihtsalt transporditav ning lisaks äärmiselt põrutuskindel. Mitmed Briti haiglad ja kiirabifirmad on Babybod 20 juba oma varustusse lisanud.

See pole ainus projekt, mis seob Williamsi F1 tiimi ja vastsündinute abistamist. 2016. aastal püstitas Williamsi mehaanikute tiim boksipeatuse rekordi, vahetades Felipe Massa autol kõik neli ratast 1,9 sekundiga. See oli ülimalt täpselt planeeritud töö tulemus, kus lausa teaduslike uuringutega iga liigutus millimeetrite ja sekundi murdosade täpsusega paika pandi. Samal aastal pöördus Williamsi poole Walesi ülikooli haigla sünnitusosakond ja koostöös F1 tiimiga korraldati sama täpselt ümber ruum, kus elustamist vajavatele vastsündinutele esmaabi antakse.

Meditsiini juurest siirdume lennundusse. WAE kogemused ülikergete materjalide, aerodünaamika ja akutehnoloogia vallas olid abiks lennukitööstuse gigandi Airbusi poolt valmistatud Zephyri nimelise drooni konstrueerimisel. Zephyr on päikeseenergial töötav droon, mis võimeline lendama kuid enam kui 20 km kõrgusel ehk siis kommertslennukitest ülalpool ning omab ülitäpseid jälgimis- ja kommunikatsioonisüsteeme.

Päikeseenergiaga on seotud veel üks WAE projekt, mida tehakse koostöös Euroopa konsortsiumiga NETfficient, ja mida rahastatakse Euroopa Liidu innovatsiooniprogrammist Horizon 2020. F1 tiimid  ja eriti Williams on viimase 10 aasta jooksul teinud rohkelt uurimistööd ja saavutanud häid tulemusi kõiges, mis puudutab energia talletamist ja taaskasutust. Saksamaale kuuluval Borkumi saarel Põhjameres ongi käsil pilootprojekt, mille eesmärgiks lokaalse taastuvenergia ehk siis päikese-, tuule- ja loodete energia baasil rajada kohalikule kogukonnale sõltumatu energiatootmine.

Energia talletamise ning kompaktsete ja suure mahtuvusega akude valmistamisega on seotud WAE koostööprojekt legendaarse jalgrattatootja Brompton (ettevõttega, millele kuulub kokkupandava jalgratta leiutamise au). Nüüd on Brompton asunud tootma kokkupandavaid elektrijalgrattaid, milliste 300 Wh aku ja elektrimootor on välja töötatud just WAE inseneride poolt.

Kui juba jalgrataste juurde jõudsime, siis Dallara poolt Alex Zanardile ehitatud käsiratas pole ainuke omasuguste seas, mille valmistanud vormelautode tootja. Briti parasportlane Karen Darke palus WAE inseneridelt abi käsiratta valmistamiseks 2016. aasta Rio de Janeiro paraolümpiaks ning huvitav väljakutse võeti vastu. Ülikerge süsinikkiust ratta ehitamisel kasutati kõiki F1 autode konstrueerimisel saadud kogemusi materjalide tehnoloogia ning aerodünaamika vallas ning Karen Darke võitiski eraldistardist sõidus olümpiakulla.

F1 autode tehnikas mängivad ülisuurt rolli kõikvõimalikud sensorid ja nendega seotud elektroonilised kontrollsüsteemid. Nende uurimis- ja arendustöös on F1 insenerid saavutanud väga palju teadmisi ja kõrge taseme. Pole siis ime, et kui Briti kaitsetööstus tellis rahvusvaheliselt ettevõttelt Thales ülitundliku bioloogilise saaste tuvastamise süsteemi, pöörduti taas WAE inseneride poole.

Laia haardega McLaren

Williams pole ainus F1 sarjast tuntud tiimide seas, kus aastakümnete jooksul tehtud uurimistööd ja hangitud teadmised (eriti ülitundlike sensorite, energia talletamise jms vallas) võimaldanud neid rakendada mitmetel teistel elualadel. Pea sama kuulus ja samuti väga paljude koostööprojektidega on McLaren, mille tütarfirma McLaren Apllied Technologies (MAT) väga mitmetel elualadel tegutseb.

MAT sündis 2004. aastal, mil emafirmas ühendati kaks juba pikalt tegutsenud ettevõtet, McLaren Composites ja TAG Electronics. Lisaks autotööstuse tellimuste täitmistele hakati vähehaaval tegema koostööd teiste erialade firmadega ja tänaseks on MAT seotud lennukite, rongide, naftapuurtornide, päikesepaneelide ja isegi meditsiinitööstuse tootmisliinidega.

Lisaks kõikvõimalike kõrgtehnoloogiliste „vidinate“ konstrueerimisele on F1 võistkonnad, erinevalt võib-olla tavalistest tööstus- ja tootmisettevõtetest, saavutanud aastate jooksul suurepärase oskuse reageerida muutustele kiirelt ning teha vajalikke muudatusi nii töökorralduses kui vajadusel kogu struktuuris äärmiselt efektiivselt. Seetõttu alustas maailma üks suurimaid lennuvälju, Londoni Heathrow koostööd MAT-iga, kus töötati välja varasemast efektiivsem plaan lennukite ruleerimiseks lennuväljal.

Igas F1 autos on umbkaudu 300 sensorit, milliste abil jälgitakse kõikvõimalike sõlmede ja elementide tööd. Nii on McLareni sensortehnoloogia ja infotöötlus  kasutusel ka Singapuri rongiliikluses, kus linnas sõeluvatele kiirrongidele on paigutatud MAT sensorid, mis kontrollivad pidevalt rongide erinevate süsteemide korrasolekut.

F1 sensorid ja telemeetria on MAT inseneride abil rakendatud ka meditsiini käsutusse – tulemuseks uuelaadne, F1 kogemustele baseeruv patsiendi juhtmevaba monitooringusüsteem. Esialgu vaid intensiivravipalatis kasutatava süsteemi puhul on patsiendile kinnitatud plaastrid, mis sisaldavad ülitundlikke sensoreid südametegevuse, vererõhu jms näitude jälgimiseks. Süsteem on tänu sellele juhtmevaba ja patsienti liigutades ei pea monitore n-ö kaasa vedama.

Sarnast biotelemeetriasüsteemi kasutatakse ka maailma ühe suurima farmaatsiafirma GlaxoKlineSmith laborites meditsiiniliste uuringute läbiviimisel. Ettevõttega GSK seob McLarenit juba aastatepikkune koostöö ja mitmete muude koostööprojektide hulgas korraldasid MAT spetsialistid ümber ka GSK tootmisliinide töö.

MAT elektroonikat ja sensoreid kasutavad laialdaselt mitmed päikesepaneele tootvad ettevõtted, aga ka Norra naftapuurimistornid Põhjamere Ekofiski naftaväljadel.

Kui Maal jääb kitsaks

Kui juba jutt puurimisele läks, siis tagasi loo alguses mainitud võistlusautode tootja Dallara juurde. Nimelt pole vormelitootjad oma teadmistepagasi rakendamisel teistele aladele piirdunud vaid meie planeediga.

2004. aastal startis komeedi 67P/C-G suunas Euroopa Kosmoseagentuuri kosmosesond Rosetta, pardal maandur Philae, mille eesmärgiks oli maanduda komeedile, võtta sellelt proove ja neid analüüsida. Kuna iga grammi toimetamine kosmosesse nõuab suuri ressursse ja vormelautode tootjad on ühed maailma parimad eksperdid ülikergete ja samas ülitugevate materjalide tehnoloogias, pöördutigi Dallara poole, kelle inseneridelt telliti Philae maandurile puur komeedi pinnasest proovide võtmiseks.

Ja lõpetuseks veel ühest huvitavast väljakutsest, mida pakuti kuulsale F1 aerodünaamika spetsialistile Adrian Neweyle, kes konstrueerinud viimaste aastate edukad Red Bulli autod, ning firmale Red Bull Advanced Technologies. Nende poole pöördus olümpiaajaloo üks edukaim purjetaja Ben Ainslie, kes soovis abi kuulsa America’s Cup võistluse tarbeks uue katamaraani konstrueerimisel. Newey ja tema meeskond kasutasid kõiki oma F1 autode konstrueerimisel hangitud teadmisi aerodünaamikast ning sündis võistluspurjekas, mis sponsorite järgi sai nimeks Land Rover BAR. Ben Ainslie meeskond võitis küll kvalifikatsioonivõistluse, kuid pidi poolfinaalis leppima kaotusega.

Artikli märksõnad: 

Sarnased artiklid