Cheeta-poten onder uw auto


Foto: Malene Thyssen

(Extra materiaal behorende bij de QR code uit de krant na de columntekst)

Een autoband heeft idealiter een gespleten persoonlijkheid. De weerstand die de band ondervindt door het rollen over de weg (de rolweerstand) moet tijdens het rijden klein zijn om brandstof te besparen. Tijdens het remmen echter moet de rolweerstand juist zo groot mogelijk zijn voor een korte remweg. Ook in een bocht heeft de band meer grip nodig om te voorkomen dat een auto de bocht uitvliegt. Maar hoe te voldoen aan de tegenstrijdige eisen om zowel een hoge als lage weerstand te hebben?

In de natuur verplaatsen dieren zich niet met behulp van wielen. Zonder vlakke wegen is dat immers weinig zinvol. Wel is de natuur expert in het verenigen van tegenstrijdige technische eisen. Voor de tweeslachtige band werd inspiratie gevonden bij het ultieme dierlijke snelheidsmonster op land: de cheeta, oftewel het jachtluipaard. Hoewel auto’s niet in bomen klimmen of prooien besluipen, hebben autobanden en de poten van jachtluipaarden wel dezelfde uitdagingen.

Nagels intrekken
De cheeta besluipt zijn prooi tot op circa 75 meter en zet dan een sprint in. Prooien zoals gazelles proberen te ontkomen door tijdens het vluchten steeds van richting te veranderen. Het roofdier moet dat dus kunnen bijbenen en dat bij een topsnelheid van bijna 100 kilometer per uur. Bij de uiteindelijke vangst mept een jachtluipaard met zijn voorpoot tegen een achterpoot van zijn prooi zodat deze struikelt en valt. De roofkat moet dan snel tot stilstand komen en de prooi grijpen om te voorkomen dat deze opkrabbelt.

Een jachtluipaard moet dus vergelijkbaar met een autoband energiezuinig rennen, strak in de bocht liggen en een korte remweg hebben. Voor dit alles zorgen zijn poten. Wie wel eens een huiskat zich heeft zien uitrekken, weet dat ze de tenen van hun poten enorm kunnen spreiden. Hun verre neef de cheeta kan dat ook en gebruikt dat om meer contact met de grond te maken. De ‘brede voeten’ ondervinden meer wrijving en zorgen voor een korte remweg en goede grip in bochten. Sprinten ze rechtuit dan spreiden ze de tenen niet en zorgen de ‘smalle voeten’ voor weinig weerstand en minder energieverbruik.

De ContiPremiumContact van bandenfabrikant Continental werkt op dezelfde manier. Tijdens het rechtuit rijden is het een gewone band met een kleine rolweerstand om brandstof te besparen. Als er tijdens het remmen of in een bocht veel druk op komt te staan, verbreedt de cheeta-band zich door zijn speciale opbouw en samenstelling. De extra wrijving zorgt voor een 10 procent kortere remweg en goede grip in bochten.

Katten leveren nog meer inspiratie voor autobanden. Het jachtluipaard is één van de weinige katachtigen die zijn nagels niet helemaal kan intrekken, wat zorgt voor extra grip. De huiskat bijvoorbeeld kan dat wel en staat model voor een gecombineerde winter- en zomerband. Op een ijs- en sneeuwvrije weg is het een gewone zomerband, maar onder winterse omstandigheden kan de band zijn ‘nagels uitslaan’ voor meer grip. Een idee om dat te realiseren is een autoband met spikes. In de zomerstand raken de stijve spikes de grond niet, in de winterstand wel door wat lucht uit de banden te laten ontsnappen.

Voor zover bekend is deze band nog niet te koop. Wellicht ondervindt de ontwikkeling vertraging omdat de katte-band net zo wispelturig is als zijn inspiratiebron en op de meest onvoorspelbare en momenten zijn klauwen uitslaat?


Foto: flickr/Hitchster

Ook leuk om te weten naar aanleiding van de column:

Een jachtluipaard of cheeta is een echte sprinter en houdt zijn hoge snelheid maar zo’n 400 meter vol. Lange tijd werd gedacht dat de topsnelheid ongeveer 110 kilometer per uur is, maar uit metingen blijkt dat dit niet helemaal klopt. Het gemeten record is een nog altijd indrukwekkende 98 kilometer per uur en staat op naam van de cheeta Sarah.

Deze Engelstalige video legt uit welke eigenschappen de cheeta heeft die deze grote kat tot het snelste landdier ter wereld maken. Het geheim zit hem vooral in de ruggengraat.

Vierbenige dieren kennen drie gangen: stap, draf en galop. De galop is de snelste gang en alle dieren voeren deze op dezelfde manier uit. De beenzetting is bijvoorbeeld op wikipedia te lezen. De galop kent een zweefmoment waarbij gedurende een kort moment het dier met geen enkele poot of hoef de grond raakt.

Bijzonder aan de galop van het jachtluipaard is dat hij twee zweefmomenten heeft: een met alle poten helemaal uitgestrekt (net als andere dieren) en een met alle poten helemaal onder zich gevouwen (hebben bijna alle andere viervoeters niet). Ook de greyhound, een hond die speciaal is gefokt voor snelheid, heeft twee zeefmomenten zoals deze slow motion opnamen goed laten zien als de hond eenmaal op gang is.

Een jachtluipaard is een cheeta, maar geen luipaard, jaguar, panter of poema. Wat precies de verschillen zijn is onder andere te lezen op de site van Willem Wever.

De wetenschappelijke naam voor de cheeta is Acinonyx jubatus waarbij acinonyx zoveel betekent als onbeweeglijke nagel.


Foto: www.continental-tires.com

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 2 oktober 2015

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84