V roce 2019 se keňský běžec na dlouhé tratě Eluid Kipchoge stal prvním člověkem, který uběhl maraton pod dvě hodiny. Tento úspěch měl téměř mýtický status – existoval, jak předpokládali někteří fyziologové, na hranici možností lidského těla. Ale v letech, které předcházely Kipchogeovu výkonu, on a další elitní atleti stlačili své maratonské časy stále blíže. Konečně, před čtyřmi lety, při nepovolené akci podél ploché šestimílové smyčky ve Vídni, Kipchoge křižoval rekordní rychlostí a dokončil 26,2 mil za hodinu, 59 minut a 40 sekund.
Oficiálně nebyla hranice dvouhodinového maratonu prolomena, tvrdí organizace World Athletics, která vede rekordy závodů. Za prvé, v Kipchogeově akci nebyli žádní další konkurenti. Navíc nebyl sám. Běžel ve smečce s několika zkušenými běžci, známými jako pacers nebo „králíci“, a vytvořili kolem něj aerodynamický tvar. Testy v aerodynamickém tunelu a počítačové simulace pomohly týmu vyladit formaci: Pět pacerů umístěných vpředu vytvořilo V, jako inverzní hejno hus, zatímco dva další závodníci běželi mírně za maratóncem, po jeho levém a pravém boku. Po každé smyčce se kardiostimulátory otočily, aby získaly novou sadu nohou. S touto ochranou před protivětrem dokončil Kipchoge vzdálenost o více než minutu rychleji, než kdy předtím.
Ale jak se ukazuje, může existovat ještě lepší kreslící formace pro běh maratonu – nebo to říká tým výzkumníků z École Centrale ve francouzském Lyonu, kteří nedávno testovali různé tvary umístěním miniaturních figurín do aerodynamického tunelu. Navrhli uspořádání, trochu připomínající tělo mečouna, které by snížilo odporové síly o 60 procent na běžec. Výsledkem by byly maratonské časy asi o minutu rychlejší než Vídeň V, tvrdí. S použitím tvaru mečouna je „možná možné zaběhnout nejrychlejší maraton všech dob,“ píší autoři studie v článku nedávno publikovaném v časopise. Proceedings of the Royal Society: A.
Ale vědci, kteří pomohli vyvinout a ověřit bouřlivou konfiguraci z roku 2019, toto tvrzení zpochybňují a uvádějí nedostatky v nastavení aerodynamického tunelu nové studie a proporce minimodelů, které běžci použili k jeho prozkoumání. „Samotný článek ukazuje obrovské rozdíly mezi současnými výsledky a těmi z předchozích studií,“ říká Bert Blocken, profesor stavebního inženýrství na KU Leuven v Belgii, který použil počítačové simulace a simulace aerodynamického tunelu k analýze snížení odporu ve vídeňském závodě. Zatímco Sborník papír ukazuje, že tvar V snižuje odpor o 50 procent, Blocken říká, že minulá práce zjistila, že se blíží 85 procentům.
[Related: How epic wind tunnels on Earth make us better at flying through space]
Výhody maratonského tréninku zde nejsou sporné. Výzkumníci v oblasti aerodynamiky se shodují na tom, že batohy nabízejí výhodu samostatného běhu, zejména pokud jde o rychlost elitních běžců. Brzdná síla působící na objekt je úměrná druhé mocnině rychlosti objektu, zdůrazňuje Pietro Salizzoni, profesor mechaniky tekutin a autor nové studie. Jinými slovy, čím rychleji jedete, tím extrémnějším protivětrům čelíte. Při klidné procházce jsou tyto poruchy v podstatě nezjistitelné. Ale při rychlosti, jakou Kipchoge dosáhl svého rekordu – v průměru 4,5 minuty míle nebo 13 mil za hodinu, což by většině lidí připadalo jako sprint – se vytlačování vzduchu z cesty stává doslova brzdou.
Pro Vídeň tři studie poukázaly na balení ve tvaru V, říká Blocken: britská poradenská společnost testovala 110 formací pomocí simulací dynamiky tekutin; vlastní počítačové simulace 15 formací jeho týmu; a experimenty v aerodynamickém tunelu zahrnující 10 formací. (Doložky o důvěrnosti od INEOS, britské chemické společnosti, která sponzorovala Kipchogeovu rasu, znamenají, že tyto zprávy nebyly zveřejněny.) „Všechny tři podrobné předchozí studie poskytly stejný výsledek,“ vysvětluje Blocken: Konfigurace s „tvarem V před cílový sportovec a dva běžci za ním“ vytvořili nejnižší aerodynamický odpor.
Salizzoni a jeho spoluautoři nezávisle testovali osm stylů formace, včetně tvaru V INEOS, montáží stacionárních 6,5palcových figurín do vnitřního aerodynamického tunelu. Jejich cílem bylo změřit odpor vzduchu úměrný tomu, co zažije maratonec. Nakonec také našli výhodu umístění dvou pacerů dozadu. Síla působící na běžící cíl „je součtem tlaku vpředu a vzadu,“ poznamenává Salizzoni – síly vzadu pomáhají minimalizovat jakékoli poklesy tlaku. „Chcete ovládat brázdu, kterou produkujete,“ říká podobně jako zadní křídla na závodním voze Formule 1.
Kde se nové poznatky podstatně liší, jsou pozice kardiostimulátorů vpředu. Salizzoniho tým dospěl k závěru, že nejúčinnější byl tvar s profilem mečouna: osamělý pacer, následovaný čtyřmi dalšími pacery tvořícími hubený diamant čtyři stopy za diamantem a nakonec cílový sportovec méně než pět stop za diamantem. „Užší klín“ v této formaci by mohl běžcům umožnit „prořezat se vzduchem,“ řekl fyziolog Rodger Kram z University of Colorado Boulder, který nebyl součástí výzkumného týmu. ScienceNews.
[Related: Why do marathon runners get the runs?]
Blocken zůstává nepřesvědčený – tvrdil, že figuríny týmu byly nevhodně dimenzované. „Model použitý ve studii současnými autory se zdá být jakýmsi malým kresleným modelem, který se velmi liší od geometrie skutečného lidského těla,“ říká s odkazem na nerealistický poměr hrudníku a břicha a ostré hrany pohyblivé klouby modelů. Blockenovy studie použily hladké a pevné figuríny založené na skenech skutečných lidských maratónců.
Salizzoni namítá, že jejich figurky měly „ekvivalentní plochu a ekvivalentní tvar“ jako sportovec, a že použití pohyblivých modelů pomohlo poskytnout přesnější data. Koneckonců, lidé v pohybu nemají ruce a nohy fixované na místě. To „stále může poskytnout realistický výsledek pro jednoho běžce,“ říká Blocken, ale poukazuje na to, že dynamika tekutin ve formacích je mnohem citlivější na jemné změny. Ve skutečnosti, jako Newyorčan poznamenali tehdy, konfigurace pro závod 2019 byla tak přesně vyladěná, že kdyby se Kipchoge posunul o pět palců z místa, byl by mnohem více vystaven aerodynamickému odporu.
Může to chvíli trvat, než špičkový maratonec otestuje další balík. Kipchoge obvykle soutěží pouze ve dvou maratonech ročně. Jeho druhý závod v roce 2023 se pojede v září v Berlíně, kde v roce 2022 – bez pomoci formace – oficiálně vytvořil světový rekord v čase 2:01:09.
