В 2020 году в Токио состоялись Летние Олимпийские игры. Сборная Италии по велогонкам в подготовке к состязаниям успешно использовала технологии 3D-сканирования
Олимпийские достижения — это престиж страны. В большом спорте решающей может стать каждая секунда. Когда речь заходит о гонках, то на скорость спортсмена большое влияние оказывает аэродинамическое сопротивления. Для снижения сопротивления, моделирования ветрового потока и создания более оптимальной экипировки спортсменов с точки зрения аэродинамики, было проведено 3D-сканирование гонщиков.
Над «олимпийским» проектом в Италии работало сразу три крупных команды: Pinarello (производитель спортивных велосипедов), Hardskin (производитель одежды для спорта) и 3DiTALY (дистрибьютор аддитивного оборудования). Pinarello и Hardskin являются официальными поставщиками национальной сборной Италии по велогонкам.
Прежде, чем мы углубимся дальше в кейс, хочется сказать пару слов о физике велогонок, чтобы читателям лучше было понятно, почему аэродинамике спортсменов уделялось так много внимания.
Считается, что в момент езды на велогонщика влияют следующие силы: потеря трансмиссии, сопротивление качению, гравитация и аэродинамическое сопротивления. Как раз последняя сила, сопротивление воздуха, имеет самый большой вклад в скорость гонщика.
На графике выше показана степень влияния этих сил по мере возрастания скорости спортсмена. Как видим, аэродинамическое сопротивление (серый цвет) имеет самый большой вклад и серьезно увеличивается по мере набора скорости. Для оптимизации аэродинамики велогонщиков в большом спорте проводят аэродинамический анализ их 3D-моделей. Одна из используемых в индустрии программ — OpenFOAM, ПО с открытым исходным кодом для вычислительной гидродинамики. Теперь, когда мы объяснили, насколько важна «обтекаемость» спортсмена, становится понятна степень ответственности проекта по 3D-сканированию и подготовке гонщиков к Олимпиаде.
В феврале 2021 года на велодроме Монтикьяри специалистами из 3DiTALY под руководством экспертов из Pinarello и Hardskin было проведено 3D-сканирование спортсменов, которое состояло из трех этапов:
- Подготовка специальных механических подставок и разминка велогонщиков;
- Имитация велогонки на месте с целью поиска максимально аэродинамичной позиции;
- Фиксация выбранной позиции (спортсмен замирал) и быстрое сканирование.
Велогонщики были полностью экипированы в боди и шлем, чтобы максимально реалистично сымитировать условия гонки. Сканировать приходилось быстро, чтобы не допустить малейшего изменения в положении тела. Точность сканирования напрямую влияла на чистоту результата.
Сканирование спортсменов 3D-сканером Calibry заняло две минуты, после чего обработанные файлы (3D-модели людей) были переданы инженерам Pinarello для проведения аэродинамических исследований и тестов.
По результатам анализа в конструктив велосипедов были внесены изменения. В частности, был оптимизирован руль, чтобы задать спортсменам более обтекаемую форму. Ряд прочих изменений остались коммерческой тайной проектной группы.