De Spelen blijven lonken

Geheimzinnigheid, geheimhoudingsplicht zelfs. Bij de zoektocht naar onderzoek aan de TU Delft dat verband houdt met wintersporten en Olympische Winterspelen blijken er al snel interessante vernieuwingen te spelen. Alleen, ze mogen nog niet naar buiten.

Het eerste onderzoek heeft te maken met een nieuw soort schaats, één die volgens sommigen de ogen van de schaatswereld op de TU zal richten. Maar zover is het nog niet. De student werktuigbouwkunde, die aan de schaats werkt, kan of mag nog niets zeggen. Mensen om hem heen willen alleen kwijt dat er inderdaad een revolutie aan zit te komen, die ervoor kan zorgen dat de Nederlandse schaatsers weer gaan winnen. Maar waarschijnlijk pas met de volgende Winterspelen. Dan gaan de lippen weer op elkaar. We moeten het doen met de belofte van een toekomstige sensatie.

En dat is niet het enige. De voormalige topschaatser, TU-alumnus, chemicus en ijsonderzoeker Marnix ten Kortenaar, die sinds een half jaar weer parttime op de universiteit werkt aan het aanhalen van contacten met het bedrijfsleven en het helpen van technostarters, heeft ook nog een wintersportijzer in het vuur. Hij kan er niets over zeggen, maar zijn project zou een afstudeerder of misschien zelfs een promovendus aan het werk kunnen zetten. En zelf zou hij, als chemicus, de rol van begeleider op zich kunnen nemen.
Klapschaats

De onderzoekers die op dit moment wel willen praten over hun werk zitten bij de faculteiten Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en 3mE, materiaalwetenschappen om precies te zijn. Op de faculteit die in het verleden van zich liet horen met ontwerp van Rotrax-klapschaats, Industrieel Ontwerpen, blijft het teleurstellend stil. Volgens de onderzoeksadviseur van de faculteit zijn er geen medewerkers bezig met wintersporten.

Bij materiaalwetenschappen daarentegen komt al snel de naam van Theo Luijendijk bovendrijven. Op zijn 55ste ging hij met vervroegd pensioen. Nu, acht jaar later, doet hij nog steeds onderzoek bij de vakgroep. Voornamelijk naar de glij-eigenschappen van schaatsijzers.

Luijendijk doet dit werk al twintig jaar en is een lopende encyclopedie van alles wat met schaatsen te maken heeft. Net terug van de Oostenrijkse Weissensee, waar hij de alternatieve elfstedentocht schaatste, vertelt hij met vele uitwijdingen en met het noemen van een hele rij namen over het verleden waarin hij veelal samen met schaatsfabrikant Raps onderzoek deed naar het ideale schaatsmateriaal.

Ze vonden na een zoektocht bij een Zweedse staalfabrikant een staalsoort, poedermetalurgisch materiaal (pm), dat eerst uit vloeibare vorm wordt verstoven, dan samengeperst, uitgewalst en uiteindelijk op maat geslepen. Dit pm-staal bezit een goede combinatie van hardheid en kosten. Het is goedkoop en de grote hardheid maakt dat het staal beter glijdt. Ook bedachten ze een nieuwe methode om de aluminium buis waarin de glij-ijzers worden vastgezet te vormen: het zogenoemde extruderen. Daarbij wordt het aluminium in een persmatrijs in de juiste vorm gegoten.

Een jaar geleden had hij niet gedacht dat er verder nog veel te verbeteren viel aan de klapschaats, vertelt Luijendijk. Inmiddels, sinds hij weet van de mysterieuze schaats waaraan de werktuigbouwafstudeerder werkt, denkt hij daar geheel anders over. Want nu blijkt er wellicht een betere constructie te bestaan dan de klapschaats van nu, met al zijn variaties. Toekomst zit er dus nog wel in het schaatsonderzoek, denkt de materiaaldeskundige.
Sportonderzoek

Nando Timmer van de leerstoel windenergie van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek denkt daar net zo over. Timmer heeft samen met zijn collega Leo Veldhuis naar eigen zeggen een ’trackrecord’ in het uitvinden van nieuwe aërodynamische toepassingen in het schaatsen. Hij denkt er zelfs met zijn collega Leo Veldhuis en Marnix ten Kortenaar over een sport- en onderzoeksplatform op te richten op de TU. Om het sportonderzoek te bundelen en om de universiteit in de kijker te spelen.

De ervaring met sportonderzoek van Timmer en Veldhuis gaat alweer heel wat jaren terug. Vlak voor de vorige Olympische Winterspelen in Salt Lake City in 2002 ontwikkelden ze een nieuw schaatspak met verdeelde ruwheid dat de Noren snellere rondetijden bezorgde. En vijf jaar eerder, in 1997, werden ze benaderd door Marnix ten Kortenaar, toen nog TU-promovendus en schaatser. Ten Kortenaar vroeg hen in de windtunnel te kijken naar zijn houding en pak en die van de voormalige olympisch kampioen Bart Veldkamp. Timmer en Veldhuis plakten zigzagstrips op de pakken van de schaatsers om de luchtweerstand te verlagen, een idee dat in de schaatswereld alom werd gekopieerd.

Momenteel zijn de twee niet met schaatsonderzoek bezig. Ze beantwoorden wel geregeld vragen van schaatsbegeleiders over pak en houding, maar die handelen ze telefonisch af. Niet dat er geen onderzoek meer gedaan zou kunnen worden, vooral weer aan pak en houding, maar iemand uit de schaatswereld zal er dan wel geld voor over moeten hebben.

Bovendien hebben Timmer en Veldhuis hun pijlen, op verzoek van de sportbond NOC*NSF, op de bobslee gericht. Samen met onderzoekers van TNO pasten ze de gevaarten vlak voor de Spelen in Turijn aan. De twee bogen zich over de aërodynamica van de bobslee en TNO ontwikkelde nieuwe rubberen trillingdempers.

“Dergelijk onderzoek is niet onze core business“, zegt Timmer, die zich normaal gesproken bezig houdt met de luchtstroming langs windmolens. “Maar de wijze waarop lucht langs rotorbladen stroomt en de technieken om dat te onderzoeken zijn in beide gevallen vrijwel gelijk, dus het is maar een kleine stap naar het onderzoek van bobsleeën.”

Niet voor niets hebben Timmer en Veldhuis plannen voor het aan de TU ontwerpen van een geheel nieuwe bobslee, die liefst vóór de volgende Winterspelen klaar is. Daarbij zullen ze te maken krijgen met een grote hoeveelheid voorschriften. Maar waar het breedste punt van de slee zich precies bevindt, is wel aan ontwerpers. Net als de manier waarop de bumper vastzit en de ruimte tussen de neus en de rest van de slee.

Timmer heeft hoge verwachtingen van het project. “Dit jaar wordt bij L&R een nieuwe open windtunnel gebouwd, de open jet facility, waar full scale metingen verricht kunnen worden. Deze tunnel is voornamelijk bedoeld voor windenergieonderzoek, maar het biedt ook mogelijkheden om de aërodynamica van sporters te verbeteren.”
De schaats die het niet werd

Het was zo’n mooi idee, de Rotrax-schaats waarop de toenmalige student Diederik Hol in 1995 bij Industrieel Ontwerpen afstudeerde. De Rotrax moest schaatsen doen voelen als lopen. Om dat te bereiken bedacht Hol met hulp van een Groningse wetenschapper dat het klapmechanisme moest bestaan uit zes assen en zeven draaipunten, een idee afgekeken van de kunstknie. De schaats is in de jaren negentig in productie genomen door fabrikant Raps, maar is nooit een succes geworden en wordt daarom sinds 2000 niet meer gemaakt. Volgens materiaaldeskundige Theo Luijendijk, destijds één van Hols afstudeerbegeleiders, is de Rotrax een klapschaats die een stap te ver is gegaan. “De constructie is relatief complex, waardoor de productiekosten hoog zijn”, weet hij. Bovendien is de schaats door het gebruik van meerdere assen erg hoog, waardoor schaatsers instabieler op het ijs staan. Schaatsers hadden er verder problemen mee dat de Rotrax voor het gevoel naar voren helt, vertelt Luijendijk, terwijl naar wat achteren hellen prettiger wordt gevonden. De Rotrax-schaats staat overigens nog steeds in een vitrine in de hal van materiaalwetenschappen. Hier staat hij samen met Theo Luijendijk op de foto.
De bobslee is uitgemolken

Enkele honderdsten van een seconden kunnen het verschil uitmaken tussen goud of een tiende plaats. Reden voor Nando Timmer en Leo Veldhuis van respectievelijk de leerstoelen windenergie en aërodynamica van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek om, op verzoek van sportorganisatie NOC*NSF, nog vlak voor de Winterspelen in Turijn kleine aanpassingen te verrichten aan de stroomlijn van de Nederlandse Olympische delegatie. De helmen en de voeg tussen de neus en de rest van de slee, die draaiing in bochten mogelijk maakt, waren twee aandachtspunten waar volgens hen vrij makkelijk winst te behalen viel. Met een stethoscoop brachten de onderzoekers de turbulentie rondom een modelslee en de helmen in kaart. Met fluorescerende olie visualiseerden ze de route van de luchtstromen langs het gevaarte. De tijdwinst die behaald kan worden: inderdaad enkele honderdsten van een seconde. Timmer verwacht van de mannenteams nog steeds geen podiumplaatsen, maar als het vrouwenteam een goede dag heeft, sluit hij niets uit. “We hebben deze sleeën, die van Duitse makelij zijn, nu zo veel mogelijk uitgemolken”, vertelt hij. “Maar over vier jaar willen we een geheel eigen bobslee ontworpen hebben.”
De ideale deklaag

Theo Luijendijk doet bij materiaalkunde onderzoek naar de glij-eigenschappen van schaatsijzers en dan vooral naar de meest ideale deklaag, die de weerstand tussen ijzer en ijs zoveel mogelijk vermindert. Luijendijk wil niet al te scheutig zijn met zijn informatie over wat voor soort deklaag hij precies gebruikt, maar het is in ieder geval niet het veel gebruikte goudkleurige titaannitride. Ook de dikte van de laag speelt een rol, net als de vraag waar hij wordt aangebracht: alleen op de onderkant van het ijzer of ook op de zijkanten. Een dunne laag heeft volgens Luijendijk zeker de voorkeur. Probleem daarbij is alleen dat de schaats dan niet meer geslepen kan worden. Niet dat dat nodig is. “Dat slijpen is puur psychologisch”, weet Luijendijk. “Het hoort voor veel schaatsers bij het ritueel voor de wedstrijd, maar het hoeft niet.” Zijn onderzoek naar de perfecte deklaag doet Luijendijk met de Physical Vapour Deposition (VPD). Deze opdampinstallatie wordt gebruikt voor het opbrengen van deklagen op onder meer gereedschap, om slijtage te verminderen. Luijendijks onderzoek is maar een klein projectje voor de VPD, benadrukt hij.

Geheimzinnigheid, geheimhoudingsplicht zelfs. Bij de zoektocht naar onderzoek aan de TU Delft dat verband houdt met wintersporten en Olympische Winterspelen blijken er al snel interessante vernieuwingen te spelen. Alleen, ze mogen nog niet naar buiten.

Het eerste onderzoek heeft te maken met een nieuw soort schaats, één die volgens sommigen de ogen van de schaatswereld op de TU zal richten. Maar zover is het nog niet. De student werktuigbouwkunde, die aan de schaats werkt, kan of mag nog niets zeggen. Mensen om hem heen willen alleen kwijt dat er inderdaad een revolutie aan zit te komen, die ervoor kan zorgen dat de Nederlandse schaatsers weer gaan winnen. Maar waarschijnlijk pas met de volgende Winterspelen. Dan gaan de lippen weer op elkaar. We moeten het doen met de belofte van een toekomstige sensatie.

En dat is niet het enige. De voormalige topschaatser, TU-alumnus, chemicus en ijsonderzoeker Marnix ten Kortenaar, die sinds een half jaar weer parttime op de universiteit werkt aan het aanhalen van contacten met het bedrijfsleven en het helpen van technostarters, heeft ook nog een wintersportijzer in het vuur. Hij kan er niets over zeggen, maar zijn project zou een afstudeerder of misschien zelfs een promovendus aan het werk kunnen zetten. En zelf zou hij, als chemicus, de rol van begeleider op zich kunnen nemen.
Klapschaats

De onderzoekers die op dit moment wel willen praten over hun werk zitten bij de faculteiten Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en 3mE, materiaalwetenschappen om precies te zijn. Op de faculteit die in het verleden van zich liet horen met ontwerp van Rotrax-klapschaats, Industrieel Ontwerpen, blijft het teleurstellend stil. Volgens de onderzoeksadviseur van de faculteit zijn er geen medewerkers bezig met wintersporten.

Bij materiaalwetenschappen daarentegen komt al snel de naam van Theo Luijendijk bovendrijven. Op zijn 55ste ging hij met vervroegd pensioen. Nu, acht jaar later, doet hij nog steeds onderzoek bij de vakgroep. Voornamelijk naar de glij-eigenschappen van schaatsijzers.

Luijendijk doet dit werk al twintig jaar en is een lopende encyclopedie van alles wat met schaatsen te maken heeft. Net terug van de Oostenrijkse Weissensee, waar hij de alternatieve elfstedentocht schaatste, vertelt hij met vele uitwijdingen en met het noemen van een hele rij namen over het verleden waarin hij veelal samen met schaatsfabrikant Raps onderzoek deed naar het ideale schaatsmateriaal.

Ze vonden na een zoektocht bij een Zweedse staalfabrikant een staalsoort, poedermetalurgisch materiaal (pm), dat eerst uit vloeibare vorm wordt verstoven, dan samengeperst, uitgewalst en uiteindelijk op maat geslepen. Dit pm-staal bezit een goede combinatie van hardheid en kosten. Het is goedkoop en de grote hardheid maakt dat het staal beter glijdt. Ook bedachten ze een nieuwe methode om de aluminium buis waarin de glij-ijzers worden vastgezet te vormen: het zogenoemde extruderen. Daarbij wordt het aluminium in een persmatrijs in de juiste vorm gegoten.

Een jaar geleden had hij niet gedacht dat er verder nog veel te verbeteren viel aan de klapschaats, vertelt Luijendijk. Inmiddels, sinds hij weet van de mysterieuze schaats waaraan de werktuigbouwafstudeerder werkt, denkt hij daar geheel anders over. Want nu blijkt er wellicht een betere constructie te bestaan dan de klapschaats van nu, met al zijn variaties. Toekomst zit er dus nog wel in het schaatsonderzoek, denkt de materiaaldeskundige.
Sportonderzoek

Nando Timmer van de leerstoel windenergie van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek denkt daar net zo over. Timmer heeft samen met zijn collega Leo Veldhuis naar eigen zeggen een ’trackrecord’ in het uitvinden van nieuwe aërodynamische toepassingen in het schaatsen. Hij denkt er zelfs met zijn collega Leo Veldhuis en Marnix ten Kortenaar over een sport- en onderzoeksplatform op te richten op de TU. Om het sportonderzoek te bundelen en om de universiteit in de kijker te spelen.

De ervaring met sportonderzoek van Timmer en Veldhuis gaat alweer heel wat jaren terug. Vlak voor de vorige Olympische Winterspelen in Salt Lake City in 2002 ontwikkelden ze een nieuw schaatspak met verdeelde ruwheid dat de Noren snellere rondetijden bezorgde. En vijf jaar eerder, in 1997, werden ze benaderd door Marnix ten Kortenaar, toen nog TU-promovendus en schaatser. Ten Kortenaar vroeg hen in de windtunnel te kijken naar zijn houding en pak en die van de voormalige olympisch kampioen Bart Veldkamp. Timmer en Veldhuis plakten zigzagstrips op de pakken van de schaatsers om de luchtweerstand te verlagen, een idee dat in de schaatswereld alom werd gekopieerd.

Momenteel zijn de twee niet met schaatsonderzoek bezig. Ze beantwoorden wel geregeld vragen van schaatsbegeleiders over pak en houding, maar die handelen ze telefonisch af. Niet dat er geen onderzoek meer gedaan zou kunnen worden, vooral weer aan pak en houding, maar iemand uit de schaatswereld zal er dan wel geld voor over moeten hebben.

Bovendien hebben Timmer en Veldhuis hun pijlen, op verzoek van de sportbond NOC*NSF, op de bobslee gericht. Samen met onderzoekers van TNO pasten ze de gevaarten vlak voor de Spelen in Turijn aan. De twee bogen zich over de aërodynamica van de bobslee en TNO ontwikkelde nieuwe rubberen trillingdempers.

“Dergelijk onderzoek is niet onze core business“, zegt Timmer, die zich normaal gesproken bezig houdt met de luchtstroming langs windmolens. “Maar de wijze waarop lucht langs rotorbladen stroomt en de technieken om dat te onderzoeken zijn in beide gevallen vrijwel gelijk, dus het is maar een kleine stap naar het onderzoek van bobsleeën.”

Niet voor niets hebben Timmer en Veldhuis plannen voor het aan de TU ontwerpen van een geheel nieuwe bobslee, die liefst vóór de volgende Winterspelen klaar is. Daarbij zullen ze te maken krijgen met een grote hoeveelheid voorschriften. Maar waar het breedste punt van de slee zich precies bevindt, is wel aan ontwerpers. Net als de manier waarop de bumper vastzit en de ruimte tussen de neus en de rest van de slee.

Timmer heeft hoge verwachtingen van het project. “Dit jaar wordt bij L&R een nieuwe open windtunnel gebouwd, de open jet facility, waar full scale metingen verricht kunnen worden. Deze tunnel is voornamelijk bedoeld voor windenergieonderzoek, maar het biedt ook mogelijkheden om de aërodynamica van sporters te verbeteren.”
De schaats die het niet werd

Het was zo’n mooi idee, de Rotrax-schaats waarop de toenmalige student Diederik Hol in 1995 bij Industrieel Ontwerpen afstudeerde. De Rotrax moest schaatsen doen voelen als lopen. Om dat te bereiken bedacht Hol met hulp van een Groningse wetenschapper dat het klapmechanisme moest bestaan uit zes assen en zeven draaipunten, een idee afgekeken van de kunstknie. De schaats is in de jaren negentig in productie genomen door fabrikant Raps, maar is nooit een succes geworden en wordt daarom sinds 2000 niet meer gemaakt. Volgens materiaaldeskundige Theo Luijendijk, destijds één van Hols afstudeerbegeleiders, is de Rotrax een klapschaats die een stap te ver is gegaan. “De constructie is relatief complex, waardoor de productiekosten hoog zijn”, weet hij. Bovendien is de schaats door het gebruik van meerdere assen erg hoog, waardoor schaatsers instabieler op het ijs staan. Schaatsers hadden er verder problemen mee dat de Rotrax voor het gevoel naar voren helt, vertelt Luijendijk, terwijl naar wat achteren hellen prettiger wordt gevonden. De Rotrax-schaats staat overigens nog steeds in een vitrine in de hal van materiaalwetenschappen. Hier staat hij samen met Theo Luijendijk op de foto.
De bobslee is uitgemolken

Enkele honderdsten van een seconden kunnen het verschil uitmaken tussen goud of een tiende plaats. Reden voor Nando Timmer en Leo Veldhuis van respectievelijk de leerstoelen windenergie en aërodynamica van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek om, op verzoek van sportorganisatie NOC*NSF, nog vlak voor de Winterspelen in Turijn kleine aanpassingen te verrichten aan de stroomlijn van de Nederlandse Olympische delegatie. De helmen en de voeg tussen de neus en de rest van de slee, die draaiing in bochten mogelijk maakt, waren twee aandachtspunten waar volgens hen vrij makkelijk winst te behalen viel. Met een stethoscoop brachten de onderzoekers de turbulentie rondom een modelslee en de helmen in kaart. Met fluorescerende olie visualiseerden ze de route van de luchtstromen langs het gevaarte. De tijdwinst die behaald kan worden: inderdaad enkele honderdsten van een seconde. Timmer verwacht van de mannenteams nog steeds geen podiumplaatsen, maar als het vrouwenteam een goede dag heeft, sluit hij niets uit. “We hebben deze sleeën, die van Duitse makelij zijn, nu zo veel mogelijk uitgemolken”, vertelt hij. “Maar over vier jaar willen we een geheel eigen bobslee ontworpen hebben.”
De ideale deklaag

Theo Luijendijk doet bij materiaalkunde onderzoek naar de glij-eigenschappen van schaatsijzers en dan vooral naar de meest ideale deklaag, die de weerstand tussen ijzer en ijs zoveel mogelijk vermindert. Luijendijk wil niet al te scheutig zijn met zijn informatie over wat voor soort deklaag hij precies gebruikt, maar het is in ieder geval niet het veel gebruikte goudkleurige titaannitride. Ook de dikte van de laag speelt een rol, net als de vraag waar hij wordt aangebracht: alleen op de onderkant van het ijzer of ook op de zijkanten. Een dunne laag heeft volgens Luijendijk zeker de voorkeur. Probleem daarbij is alleen dat de schaats dan niet meer geslepen kan worden. Niet dat dat nodig is. “Dat slijpen is puur psychologisch”, weet Luijendijk. “Het hoort voor veel schaatsers bij het ritueel voor de wedstrijd, maar het hoeft niet.” Zijn onderzoek naar de perfecte deklaag doet Luijendijk met de Physical Vapour Deposition (VPD). Deze opdampinstallatie wordt gebruikt voor het opbrengen van deklagen op onder meer gereedschap, om slijtage te verminderen. Luijendijks onderzoek is maar een klein projectje voor de VPD, benadrukt hij.