Wiedza na co dzień
Wiedza na co dzień / Technologia / artykuł
Technologia · 6 min czytania

Rekord, którego nikt nie pobił od 35 lat. 34 km/h na pedałach

W 1991 roku Mark Drela przepedałował po Charles River z prędkością 34,26 km/h. Hydrofoil Decavitator z MIT w kategorii jednoosobowej nie został pobity do dziś, a bariera 20 węzłów też stoi.

Decavitator — hydrofoil napędzany siłą mięśni na rzece Charles w Bostonie

34,26 km/h bez żadnego silnika

Dwudziestego siodmego października 1991 roku, w niedziele, na rzece Charles w Bostonie człowiek na pedałach osiągnął 18,50 węzła. To 34,26 km/h, czyli 9,53 metra na sekundę. Zaden silnik nie popychał tej konstrukcji, bo zaprzęgnięto wyłącznie mięśnie nog Marka Drela, fizyka z MIT, który jednocześnie pilotował maszynę. Pomiar prowadzono na stu metrach lotnego startu. Średni czas przejazdu wyniósł 10,51 sekundy. Nikt od tamtej niedzieli nie zrobil tego lepiej w tej samej kategorii IHPVA, mimo wielu prób.

Pojazd nazywał się Decavitator. Dwa cienkie pontony kajakowe, powietrzne śmigło o średnicy trzech metrow z tylu i hydroskrzydla pod kadlubem. Calosc wazyla 22 kilogramy, mierzyla 6,1 metra długości i 2,4 metra szerokosci. Pilot półleżał w kokpicie, tak jak na lezacym rowerze. Kadluby zrobiono z wlokna szklanego z rdzeniem Nomex, skrzydła z wlokna weglowego, a lopaty smigla z Kevlaru z pianka. Pedały napedzaly śmigło przez przekladnie o stosunku dwa do jednego, a całość obsługiwał jeden człowiek.

Rekord nie był wynikiem jednego szczesliwego przejazdu. Zespół zbudował wlasny tor pomiarowy na rzece, z wlasna aparatura i wlasnym protokolem pomiaru. To między innymi dlatego wynik przetrwał probe czasu, która dla wiekszosci rekordow konczy się po kilku latach. Kiedy patrzy się na liczbe 34,26 km/h, warto zestawic ja z druga liczba. Osemka wioslarska, maszyna dopracowana przez stulecia prób, rozpędza się do mniej więcej 20 km/h. Decavitator był od niej o siedemdziesiat procent szybszy. To właśnie ta cienka granica decyduje o wszystkim.

Hydroskrzydla, które zabrały opór

Różnica siedzi pod woda, nie nad nią. Zwykla łódź wypiera wodę, a wypieranie wody kosztuje, bo zanurzony kadlub musi przepchnąć przed soba ciesn osiemset razy gestrzy od powietrza. Hydrofoil zmienia reguly. Podnosi kadlub nad powierzchnie i zostawia w wodzie tylko dwa male skrzydła. Te skrzydła generuja sile nosna, która utrzymuje caly pojazd w powietrzu, dokładnie tak jak skrzydła samolotu. Nie ma zanurzonego kadluba, nie ma wyporu i nie ma opóru fali, który normalnie rosnie wraz z prędkością.

Sztuczka ma jednak cene. Wysokość lotu nad woda zalezy od rownowagi między siła nosna a ciezarem pilota. Jesli prędkość spadnie, pojazd się zanurza. Jesli pilot przesunie ciężar o kilka centymetrow, skrzydło traci nośność albo wychodzi z wody. Blad pilota jest tu znacznie drozszy niz w lotnictwie. Samolot wybaczy dryf o stopę i pilot to poprawi. Hydrofoil nie wybacza dryfu o kilka centymetrow i nie ma tu miejsca na żadna poprawe. To właśnie ta wrazliwosc sprawia, że wynik z 1991 roku jest tak trudny do powtorzenia.

Zespół doszedł do konfiguracji rekordowej metoda prób. Najpierw pływał na dwoch skrzydlach, potem na jednym mniejszym. Skrzydło o wymiarach 1,75 na 29,5 cala wystarczylo, żeby utrzymac czlowieka przy prędkości 20 mil na godzinę. Wcześniej inzynierowie zmagali się z wentylacja, czyli zapadaniem się kieszeni powietrza pod skrzydlem. Pomysl na napęd smiglem powietrznym zaczął się jako zart zespołu. Skończyl jako największa zaleta konstrukcji, bo śmigło pracowalo w powietrzu, a nie w wodzie, gdzie opór jest wielokrotnie większy.

Rekord, który stoi dłużej niz niejedno imperium

Zapis trafil do oficjalnej tabeli IHPVA, czyli International Human Powered Vehicle Association. Guinness World Records World Records potwierdza, że wynik jest ratyfikowany i figuruje jako rekord świata prędkości na wodzie napędzanej siła mięśni. Publikacja IHPVA nosi numer ND91N i dotyczy kategorii WATER, 100 METER FLYING START SPEED TRIAL, mężczyźni, pojedynczy zawodnik. Ratyfikacja nie była natychmiastowa, bo współczesna publikacja techniczna MIT opisuje wynik jako oczekujacy na zatwierdzenie. Zatwierdzenie przyszlo dopiero później, a dzis nikt nie podwaza, że rekord jest w pełni oficjalny.

Trzydziesci pięć lat później tabela wygląda tak samo. Rekord w kategorii jednoosobowej nadal należy do Drela. Guinness w aktualnym wpisię nadal wskazuje na Decavitatora, a Wikipedia w hasle poswieconym pojazdowi nadal pisze wprost, że maszyna trzyma rekord prędkości na wodzie napędzanej siła mięśni. Kiedy Drela startował, nie zakładał, że wynik przetrwa aż tyle. W wywiadzie dla BBC przyznał, że spodziewał sie, iz ktoś go w końcu pobije. Nikt tego nie zrobil przez trzydzieści pięć kolejnych lat.

Uwaga na pulapke, w która wpada wiele tekstow. W tabelach IHPVA istnieje osobna kategoria dla zalog wieloosobowych i tam wynik jest wyzszy. Super Phoenix z Japonii uzyskal 18,67 węzła, czyli 34,58 km/h, dwudziestego siodmego sierpnia 2000 roku. Dwoch zawodnikow na jednej łodzi to dwa razy więcej mocy w pedałach, więc liczba jest większa. To jednak zupełnie inna tabela. Drela nie traci przez nią pierwszego miejsca w kategorii jednoosobowej ani tytulu rekordzisty świata na wodzie.

Dlaczego nikt tego nie powtórzył

Na pierwszy rzut oka wystarczy kopia konstrukcji i mocniejszy zawodnik. W praktyce rekord stoi, bo wymaga jednocześnie trzech rzeczy, które rzadko spotykaja się w jednym miejscu: pieniędzy, umiejetnosci i czasu. Adrian Thomas, profesor biomechaniki sportowej z Oxfordu, pracował nad wlasna łodzią i tlumaczyl w BBC, że po latach prób zniechecenie innych jest całkowicie zrozumiale. Projekt jest drogi. Trzeba samemu wydawac wlasne srodki, robic bledy i płacić za nie, a ludzi z odpowiednim zestawem umiejetnosci jest na swiecie niewielu.

Łódź, która mialaby pobije Decavitatora, musi byc lekka, sztywna i precyzyjnie sterowana. Kazdy kilogram wazy, każde skrzydło trzeba zaprojektowac od nowa pod konkretnego pilota, a każda pomylka konczy się uderzeniem w wodę. Wioślarskie ósemki, które znamy z wyscigow oksfordzkich, nie maja tu nic do roboty. Ich maksimum to okolo 20 km/h, więc do 34,26 km/h brakuje im kilkunastu kilometrow na godzinę. Różnica nie jest kwestia treningu, lecz fizyki samego napędu i opóru wody. Nikt tego później nie powtórzył.

Nie brakuje kandydatow, którzy sprobowali i przepadli. Brytyjska firma Animal Dynamics zbudowała łódź Malolo inspirowana ruchem ogona wieloryba, z budzetem dwustu tysięcy funtów. Projekt nigdy nie doczekał się oficjalnej próby. Firma zamknela się w lipcu 2023 roku i stracila ponad dziewiecdziesiat stanowisk pracy. Francuz Stephane Rousson zbudował prototyp Aerostera z dwoma smiglami o średnicy trzech metrow, pochodzacymi z recyclingu sterowca. Prototyp płynął po wodzie, ale caly projekt skończył się na szukaniu sponsorow i nie wszedł w faze próby rekordowej.

Bariera 20 węzłów i nagroda, która czekala

Na poczatku 1989 roku firma E.I. DuPont de Nemours oglosila nagrodę w wysokości 25 000 dolarów. Warunek był jasny: pierwsza łódź napędzana siła mięśni, która utrzyma średnia prędkość 20 węzłów, czyli 37 km/h, na torze pomiarowym. Regulamin dopuszczał wiatr tylny do trzech mil na godzinę, z czego zespół MIT korzystał całkiem świadomie. Osobna nagroda miała trafic do najszybszego zawodnika na koniec 1992 roku. Zespół Drela nigdy nie osiągnął 20 węzłów. Najlepszy przejazd zatrzymał się na 18,50 węzła, czyli dwudziestu jeden milach na godzinę.

Nagrode i tak odebrało MIT. Regulamin przewidywał, że jeśli nikt nie przebije progu, nagroda trafi do aktualnego rekordzisty świata na trzydziesty pierwszy grudnia 1992 roku. Nikt nie przebił, więc zespół Decavitatora został nagrodzony wiosna 1993 roku. Bariera 20 węzłów pozostaje nieprzekroczona do dziś, a najblizej znalazł się Super Phoenix w kategorii dwuosobowej. Publikacja techniczna zespołu wspomina o nieoficjalnym przebiegu 19,59 węzła, ale rekordem jest średnia z toru, nie pojedynczy pomiar z chwilowego szczytu prędkości.

Drela nie spędził całego życia na wodzie. Zajmowal się aerodynamika lotnicza, napisał program XFOIL do analizy profili skrzydeł, został profesorem na MIT i stalym czlonkiem National Academy of Engineering w Stanach Zjednoczonych od wielu lat. Wcześniej należał do zespołu inzynierow przy Daedalusie, który w 1988 roku ustanowil rekord odległości lotu napedzanego siła mięśni. Decavitator był więc projektem pobocznym wobec latania. Wyszedl z niego rekord, który przetrwał dłużej niz niemal wszystko, co zbudowano za podobne pieniądze.

Gdzie jest łódź dzisiaj

Polskie teksty często podaja, że Decavitator wisi w Museum of Science w Bostonie. To informacja przedawniona. Pojazd rzeczywiscie stał w holu wejsciowym tego muzeum, ale tylko do 2015 roku. Od tego czasu znajduje się w magazynie MIT. Archiwalna strona projektu nadal podaje starsza wersje, co łatwo wprowadza w blad. Publicznego miejsca ekspozycji w 2026 roku nie udało się potwierdzic. Kto chcialby zobaczyc te maszynę na wlasne oczy, musi uzbroic się w cierpliwość albo w dobre kontakty na uczelni, bo innej drogi na razie nie ma.

Dzien dwudziestego siodmego października 1991 roku zapisal się jeszcze inaczej. Tego samego dnia Dava Newman przeplynela tym samym pojazdem tor z wynikiem 11,41 węzła, czyli 21,13 km/h, w kategorii kobiecej. Newman zrobila później kariere daleko od wodolotow i została zastepczynia administratora NASA. Rok później Kjirste Carlson poprawila rekord kobiecy do 13,86 węzła. Zespół wrócił nad rzekę, żeby zaatakowac 20 węzłów, ale jesienia 1992 roku plany pokrzyzowaly zła pogoda oraz kradziez sprzetu pomiarowego, więc kolejne próby trzeba było całkowicie przerwac i odłożyć na czas całkiem nieokreślony.

Rekord działa więc inaczej niz większość rekordow sportowych. Nie stoi na samych miesniach, choć też sa potrzebne. Stoi na rozwiązaniu inżynierskim, które udało się połączyć z odwagą. Mark Drela wszedł do łodzi, która przy paru centymetrach bledu moglaby się zanurzyc i zatrzymac w miejscu. Przepedalowal sto metrow w nieco ponad dziesiec sekund, a wynik przetrwał trzydzieści pięć lat, choć od tego czasu próby podejmowaly zespoły z budżetami liczonymi w setkach tysięcy funtów i z lepszymi materiałami.

Źródła i dalsza lektura

Przeczytaj także