Дори при относително планински маршрут, въздушното съпротивление има по-голям ефект върху общата скорост на колоездене от теглото/гравитационното съпротивление. И така, как може да се сведе до минимум въздушното съпротивление на велосипедиста?

върху

Съдържание на страницата:

Съдържание

Свързани страници:

На страницата „Видове съпротивление“ е показано, че въздушното съпротивление представлява 43-57% от общото съпротивление на типичния колоездач по различни маршрути, като теглото представлява съответно само 38 или 24% от общото съпротивление.

Очакваната средна скорост по маршрута на Transcontinental Race (TCR) през 2016 г. е сравнително бавна (под 22 км/ч), а допълнителното тегло на оборудването, което се носи за самостоятелно състезание, означава, че общото тегло на мотоциклета и оборудването е доста високо (приема се, че общото тегло на велосипеда и оборудването е 18 кг). Поради това повечето хора се съмняват как въздушното съпротивление може да бъде важен фактор в такива ситуации. Това видео от Specialized се опитва да обясни това:

От цялото въздушно съпротивление, задържащо велосипедист назад, около 75-80% се дължи на тялото на водача на типичен пътен велосипед и само 20-25% се дължи на мотора. Въпреки че допълнителните аксесоари, чанти и т.н. на типичен TCR мотор ще го направят малко по-малко аеродинамичен, по-ориентираната към комфорта позиция за каране, използвана от повечето TCR ездачи, означава, че тялото им има тенденция да бъде по-малко аеродинамично от това на средния велосипедист. Следователно делът на въздушното съпротивление, причинен от всеки аспект, вероятно ще бъде сходен, което означава, че тялото е първото нещо, което трябва да се вземе предвид при аеродинамиката.

Въздушното съпротивление е най-трудната за измерване променлива от всички онези, които влияят на скоростта на колоездене. В допълнение, различните протоколи за измерване на въздушното съпротивление могат да доведат до доста различни резултати и резултатите често варират в зависимост от това какво друго оборудване също присъства. Затова държа тези резултати много общи и стойностите, дадени на тази страница, трябва да се считат за дори по-малко точни от тези на другите страници в този раздел.

Въздушното съпротивление обикновено се измерва като ° СдA, което е комбинация от формата на обект (т.е. тухла срещу сълза, която се измерва с коефициента на съпротивление, ° Сг) и неговата повърхност (A). В стандартния модел, използван тук, средната стойност ° СдA на типичен велосипедист с натоварен велосипед и на равен участък от пътя се приема 0,4. Малко по-висока стойност (0,43) се приема при изкачване и по-ниска стойност (0,37) при спускане поради велосипедиста, заемащ различни позиции за каране. Вижте страницата Общ метод за повече информация.

Груби прогнози за това колко различен избор на оборудване влияе на въздушното съпротивление са налични на сайтове като Aeroweenie и в видеоклиповете на Specialized Win Tunnel. Резултатите обикновено се дават в секунди, запазени по време на плосък 40-километров пробен период. Използвах тези стойности за оценка на промените в ° СдA стойности, които да се използват в модела на скоростта на колоездене.

Тази статия на BikeRadar дава добро въвеждане на начини за оценка/измерване на стойностите на CdA за определени позиции или настройки на оборудването.

За прогнозния диапазон от ° СдA стойности и скорости на каране на повечето велосипедисти, промяна в ° СдA от 0,01 се превръща в около 1 час 5 минути време за колоездене, спестено по 3900 км дълъг маршрут на Трансконтиненталната надпревара 2016 (TCR) и обща промяна на скоростта от около 0,13 км/ч. Тъй като маршрутът за TCR през 2015 г. беше по-плосък и по-дълъг, промяна в ° СдA от 0,01 се превръща в прогнозна промяна от около 1 час 15 минути по този маршрут. Тези стойности са сходни за ездачите със средна сила и сила, въпреки разликата в скоростта (което е констатация, обяснена в това видео).

Облекло и коса по тялото

Най-лесният аспект за промяна по отношение на аеродинамиката на велосипедиста е облеклото. Използването на плътно, прилепнало трико в сравнение с свободно, спокойно облекло може да намали ° СдA с около 0,02, или около 2 часа време за колоездене, запазено по маршрута за TCR през 2016 г. (или 4 часа разлика в предвиденото време за завършване). Пълният аерокостюм може да намалее ° СдA с още 0,01 в сравнение с отделно прилепнало трико и шорти. Въпреки че повечето кожени костюми са непрактични за носене, няколко марки дрехи сега правят комбинации от три части и къси панталони, които имат задни джобове и пълен цип отпред, който се отваря като стандартно трико. Намирам този стил за по-удобен за носене, отколкото да имам отделно трико и къси панталони, поради пълната липса на презрамки и еластична талия на шортите. Конкретни модели са разгледани на страницата „Удобни и универсални велосипедни облекла“.

Много якета и жилетки за дъжд са доста свободно прилепнали и затова са много не-аеродинамични. Разлики в ° СдA до 0,03 са измерени между различни якета, което би довело до обща разлика в скоростта от около 0,4 км/ч при типични ултрациклични скорости. Носенето на яке не винаги е най-добре аеродинамично, така че якетата трябва да се свалят, когато времето е достатъчно добро. При по-хладно време използването на долна риза, подгряващи мишници и може би жиле, а не яке ще подобри аеродинамиката.

Групата Specialized Win Tunnel тества ефектите от бръсненето на крака и ръце и установява, че това може да доведе до намаляване на ° СдA от около 0,02 за мъж със средна дебелина на окосмяването по тялото (и дори повече за някой, който оценява по-високо от тяхното Chewbacca мащаб). Това се равнява на около два часа спестяване на време за колоездене (4 часа по време на финала) или увеличение от 0,25 км/ч на средната скорост за почти никакви разходи! Дали велосипедистът има брада или не, няма измерима разлика.

Каските, които са проектирани да бъдат аеродинамични, но все още подходящи за обща пътна езда, стават все по-чести. Моделите, които жертват охлаждането за аеродинамика, не са добри в горещи условия. Освен това икономиите на енергия в сравнение с обикновената каска може да не са големи, с намаляване на ° СдA от само около 0,005 и така използването на такъв би довело до спестяване на около 30 минути време за колоездене по маршрута за TCR 2016. Един шлем, който е оценен като разумно аеродинамичен, но въпреки това има отлично охлаждане според моя опит и в BikeRadar тест е курсът на Луис Гарно (Amazon) и вижте също този много положителен BikeRadar преглед на MET Rivale (Amazon).

Различните ръкавици могат да имат толкова голямо значение за аеродинамиката, колкото различните каски. За съжаление, никога не съм намерил аеропроектирана ръкавица, която да е достатъчно удобна за използване за ulltracycling. Проблемите с ръцете поради натиск и притиснати нерви могат да станат доста сериозни за много ултрациклисти (вижте страницата „Удобство на ръцете“), така че ръкавиците винаги трябва да се избират въз основа на комфорта. Някои калъфи за обувки също могат да подобрят аеродинамиката в сравнение с неизползването им, но времето, прекарано в поставянето им и свалянето им, вероятно отрича всякакви пределни икономии, направени на пътя.

Общите спестявания от подобряване на аеродинамиката на облеклото, каската и окосмяването по тялото могат да бъдат повече от 5 часа или почти половин ден каране в TCR 2016. Това е без промяна в оборудването на велосипеда или позицията на тялото!

Положение на тялото

Позицията на тялото е много важна. Оценките на разликите между различните позиции за каране се различават доста (напр. Вижте тук, тук и тук), така че използвах много груби оценки, за да предскажа скорости за пет различни позиции в диапазон от мощности и три различни наклона на пътя, както е показано на фигурата по-долу.

Данните в червения кръг показват разликата на равен път при умерена мощност (150 вата). Задържането на качулките на спирачния лост вместо върховете на бара намалява ° СдA с около 0,03 и така при поставяне на 150 вата в педалите на равни участъци от пътя, преминаването от върховете към качулките ще увеличи скоростта с около 0,6 км/ч. Преминаването към капките допълнително ще намали ° СдA с около 0,02, или още 0,4 km/h, получена за същата изходна мощност, и преминаването към аеробърите ще намалее ° СдA с още 0,03, така че още 0,7 км/ч. Това дава общо 1,7 км/ч разлика между задържането на върховете на щангата и аеробарите. Печалбите ще бъдат още по-големи, когато произвеждате повече мощност, когато се спускате надолу или когато има вятър. Факторите, които трябва да имате предвид при избора на позициите на кормилото и аеробара, са разгледани на страницата Riding Position.

Аероби и трибари

Някои велосипедисти избират да не използват аеробира. Колко време може да спечелят поради намаляването на теглото в сравнение с количеството, което биха могли да загубят по отношение на въздушното съпротивление? Първо, ето специализирано видео, разглеждащо тази тема:

Типичните аеробири с болтове тежат около 350 до 500 грама, така че 15-20 минути от общото време за пътуване ще бъдат спестени поради намаляването на теглото. За да се изчисли общата разлика в аеродинамиката, са необходими предположения за процента от времето, в което те се използват. Разумните оценки биха били, че аеробърите се използват 40% от времето по време на леки спускания (-1% до -4%) и 30% от времето, когато са на равни пътища. Ако аеробърите не бяха монтирани, тези пропорции на времето вероятно биха били разпределени между капките и качулките.

Тези пропорции дават средно общо прогнозирано нарастване на скоростта при леки спускания при аеробари от 0,4 км/ч, а при равни пътища е с 0,2 км/ч по-бързо. Това се превръща в общо около 60 минути, спестени в общото време за колоездене, като се използват аеробарите, вместо да се използват по целия маршрут на TCR за 2016 г. Когато се комбинира с 20-те минути, загубени поради допълнителното тегло на аеробирите, общото спестяване на време за колоездене при поставянето на аеробира на мотоциклета е изненадващо малко 40 минути, а прогнозираното време за завършване е около 1,5 часа по-рано. Тези стойности биха могли да бъдат увеличени, ако по-голям дял от времето е прекаран с използване на аероби.

Въпреки евентуално незначителните предимства във времето от аеробирането, те имат още по-важно предимство, тъй като дават допълнителна позиция за каране, при която почти цялото тегло се сваля от ръцете. Горните пропорции на времето предполагат, че тази позиция ще се използва общо около 26 часа, или около 14% от общото време за каране. Ако това спомогне за подобряване на комфорта чрез избягване на много често срещания проблем с увреждане на нервите в ръцете, който е описан на страницата „Удобство на ръцете“, тогава стойността на аеробърите може да е неизмерима.

TCR от 2015 г. използва много по-плосък маршрут, така че аеробарите биха спестили повече време поради аеродинамиката, около 85 минути, а времето, загубено от допълнителното тегло, ще бъде по-малко, около 15 минути. Следователно общата нетна икономия на време за колоездене ще бъде около 70 минути, което прави прогнозираното време за финиширане почти 2,5 часа по-рано.

Последна малка промяна на страницата: юни 2020 г.
Последна значителна актуализация на страницата: ноември 2016 г.

Тази страница е в раздела Детерминанти на скоростта. Въпреки че по-голямата част от въздушното съпротивление може да се отдаде на велосипедиста, все още има важна пропорция, която се дължи на мотора, така че следващата страница е на Air Resistance of Bike & Equipment.