The Labs 3dium
Schneller durch Wissenschaft
Um zu erklären, was die deboer-Neoprenanzüge anders macht, möchten wir zu den Grundlagen zurückkehren: zur DCR-Technologie, die kurz gesagt besagt, dass die Verringerung des Widerstands tatsächlich der schnellste Weg ist, deine Geschwindigkeit im Wasser zu verbessern.
Wasser ist etwa 800-mal dichter als Luft. Das bedeutet, dass bereits eine kleine Anpassung deiner Schwimmtechnik enorme Vorteile für Geschwindigkeit und Effizienz bringen kann.
Der Widerstand im Wasser wird als hydrodynamischer Widerstand bezeichnet:
In der obigen Formel siehst du, dass die Geschwindigkeit quadriert wird.
Das bedeutet: Wenn du deine Geschwindigkeit erhöhst (also schneller schwimmst), nimmt dein Widerstand exponentiell zu (wenn du doppelt so schnell schwimmst, erzeugst du viermal so viel Widerstand).
Schwimmern stehen viele Techniken zur Verfügung, um schneller zu schwimmen. Die Verringerung des Widerstands ist jedoch tatsächlich der schnellste Weg, deine Geschwindigkeit im Wasser zu verbessern.
Übergangsverzögerung mit deboer 
Schuppenmustern
Am einfachsten lassen sich Strömungsdynamiken anhand des bekannten Beispiels eines Golfballs verstehen. Die Gesetze der Physik zeigen, dass eine gute Strategie zur Verringerung des Widerstands darin besteht, die Ablösung zwischen der laminaren Grenzschicht und der Oberfläche eines sich bewegenden Körpers zu verzögern. Eine strukturierte Oberfläche erzeugt eine turbulente Grenzschicht und hilft der laminaren Strömung, sich um den Körper herum auszubreiten. Dadurch entsteht ein deutlich kleinerer Nachlauf (Widerstand).
Dasselbe Prinzip gilt für die Hydrodynamik: Eine sorgfältig strukturierte Oberfläche verzögert die Strömungsablösung. Die einfache Textur verringert den Unterdruck am Rücken des Schwimmers und reduziert dadurch den Druckwiderstand.
Die Forschung
Übergangsverzögerung mithilfe biomimetischer Fischschuppenmuster (Auszug)
Muthukumar Muthuramalingam, Dominik K. Puckert, Ulrich Rist & Christoph Bruecker
„Wassertiere haben über einen langen Zeitraum wirksame Strategien entwickelt, um ihren Körperwiderstand zu reduzieren. In dieser Arbeit wird der Einfluss von Fischschuppen auf den Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung in der Grenzschicht untersucht. Anordnungen biomimetischer Fischschuppen in typischen überlappenden Mustern werden auf einer flachen Platte in einem laminaren Wasserkanal mit geringer Turbulenz angebracht. Der Übergang zur Turbulenz wird durch eine kontrollierte Anregung einer Tollmien-Schlichting-Welle (TS-Welle) ausgelöst. Es wurde festgestellt, dass die TS-Welle durch Schuppen auf der Platte abgeschwächt werden kann, die längs zur Strömung verlaufende Streifen erzeugen. Infolgedessen wurde der Übergangspunkt in Strömungsrichtung im Vergleich zum unkontrollierten Referenzfall um 55 % deutlich verzögert. Dies entspricht einer theoretischen Widerstandsreduzierung von etwa 27 %. Wir stellen daher die Hypothese auf, dass Fischschuppen die laminare Grenzschicht stabilisieren und ihren frühzeitigen Übergang verhindern können, wodurch der Reibungswiderstand reduziert wird. Diese Technik könnte für bioinspirierte Oberflächen zur Kontrolle laminarer Strömungen eingesetzt werden.“
Es gibt zahlreiche Forschungsarbeiten zur Hydrodynamik, aber wir gehören zu den wenigen, die diese Regeln von Ursache und Wirkung auf die Entwicklung von Speedskins anwenden.
Die Herausforderung
Die Oberfläche eines Objekts steht immer in Wechselwirkung mit der Flüssigkeit oder dem Gas, durch das es sich bewegt. Logischerweise scheint eine glatte Oberfläche die Bewegung zu erleichtern, da weniger Widerstand entsteht. Raue Oberflächen erhöhen den Widerstand jedoch häufig, was zu mehr Strömungswiderstand führt. Forschende entwickelten zunächst eine Simulation, um zu verstehen, wie Wasser über ein Schuppenmuster strömt. Dieses gilt als „raue“ Oberfläche und sollte den Widerstand theoretisch erhöhen. Die Forschenden stellten jedoch fest, dass Schuppen in Wirklichkeit Reihen überlappender, muschelförmiger Erhebungen sind. Diese Erhebungen bilden „Spitzen“ und „Täler“, durch die Wasser strömen kann, ohne turbulent zu werden, und tragen so zur Verringerung des Widerstands bei. Das Schuppenmuster verzögert außerdem den Übergang zu einer stärker turbulenten Strömung.
deboer hat gemeinsam mit führenden italienischen Textilwebern ein biomimetisches Schuppenmuster entwickelt, um diese Ergebnisse zu untersuchen, und es in eine textile Oberfläche integriert. Die Schuppen ahmen die Schuppen vieler Fische nach, wurden jedoch zu einer sechseckigen Struktur vereinfacht (Haifischschuppen). Wir wissen, dass die Schuppen den Widerstand im Vergleich zu glatten Oberflächen potenziell spürbar reduzieren können und Schwimmern dabei helfen, Energie zu sparen und schneller zu schwimmen. Dieses gestreifte Muster verhindert, dass sich die Schuppen wie eine typische raue Oberfläche verhalten, da es eine gleichmäßige Strömung über den Körper des Schwimmers aufrechterhält. Physiker nennen dies eine „laminare“ Strömung. Dabei bewegt sich die Flüssigkeit in parallelen Strömen oder Schichten, anstatt zu wirbeln und sich gegenseitig zu beeinflussen. Für den Widerstand entscheidend ist das nur wenige Millimeter dicke Wasservolumen direkt an der Haut des Schwimmers – der sogenannte „Grenzschichtbereich“.
Das Ergebnis
Die Integration einer dreidimensionalen Schuppenstruktur in Materialdesigns trägt zur Verringerung des Widerstands bei und führt dadurch bei längeren Schwimmeinheiten zu einem geringeren Energieverbrauch. Unsere fortlaufenden Tests, die wir regelmäßig im fortschrittlichsten Strömungskanal durchführen, bestätigen den erzielten zusätzlichen Widerstandsvorteil durch das 3dium™-Schuppenmuster. Gleichzeitig überprüfen wir kontinuierlich neue Technologien, damit du gegenüber jedem vorhandenen Speedskin einen Vorsprung hast.
Das 3dium™
Und genau deshalb tun wir es.
Das 3dium™ von deboer ist das Ergebnis unserer Leidenschaft für die Entwicklung von Ausrüstung mit höchster Leistungsfähigkeit und unserer unermüdlichen Testarbeit. 3dium™ ist von World Aquatics zugelassen, ehemals bekannt als FINA (Fédération internationale de natation). World Aquatics ist der vom Internationalen Olympischen Komitee (IOC) anerkannte internationale Verband für die Durchführung internationaler Wettbewerbe im Wassersport.
