A gyártók mindent megtesznek, hogy aero készletet készítsenek, de vajon valóban gyorsabb lesz tőle? A kerékpáros rájön
Ha biciklizel, mindent tud a szélellenállás hatásairól. Lapos pályán nagy sebességgel haladva az aerodinamikai légellenállás akár 90%-ban is hozzájárul az előrehaladás teljes ellenállásához. Ennek az az oka, hogy a kerékpár és a motoros tompa és szabálytalan alakja eredendően rosszul halad a levegőben, ami azt jelenti, hogy az aerodinamikai fejlesztések nagy hatással lehetnek az értékes energia megtakarítására és a sebesség növelésére.
Ennek eredményeként a gyártók rengeteg időt és pénzt költenek az aerodinamikai tesztelésre, például azt állítva, hogy a 10%-kal hatékonyabb készlet 20 másodpercet takaríthat meg egy adott távolságon, vagy ötnek megfelelő előnyt biztosíthat. watt. A kerékpáros azt akarta látni, hogy ezek az állítások alátámaszthatók-e a való világban, és nem csak a szélcsatornában.
A saját vizsgálatunk elvégzése érdekében a nyugat-londoni Hillingdon Cycle Circuithez érkeztünk. A tervek szerint a helyi kerékpártesztelő James öt alkalommal, három körből kell megtennie, mért és egyenletes 300 watt erőkifejtéssel, minden alkalommal más aerodinamikai készlettel.
Az egyes munkamenetek idejét felvesszük az egyes elemek aerodinamikai hatékonyságának meghatározására, majd ezeket összesítjük, hogy megállapítsuk a kumulatív hatást.
Az alkatrészek, amelyeket lecserélünk, a kerekek, rudak, sisak és bőröltöny – más szóval azokat, amelyeket egy átlagos országúti versenyző a legvalószínűbb, hogy jobb aerodinamikát keresve. Bár vannak olyan változók, amelyek azt jelentik, hogy teszteléseink nem teljesen tudományosak, tervünk mindenképpen vonzó Reynolds technológiai és innovációs igazgatójának, Paul Lew-nek.
„Ez a fajta tesztelés nem történik eleget” – mondja. „Ez egy nagyszerű módja az aerodinamika tesztelésének – a probléma az, hogy túl drága a valós világban olyan mértékben szabályozni a változókat, mint a szélcsatornában korlátozott számú változót.
'Túl nagy kihívást jelentene elérni azt a megbízhatósági szintet, amelyet a legtöbb mérnök is kényelmesen elhelyezne. Önök azonban nem mérnökök, ezért nem kell aggódnia, és én úgy látom, hogy az ilyen típusú tesztelés értékes.’
Tehát a kerékpáros aerodinamika egyik legelismertebb nevének érvényesítésével repedést kapunk.
Kerekek
James első három körét a Mavic R-Sys SLR kerekeken, a Giant Contact SL-rudakon, a Sportful Pro Race mezén és a Super Total Comfort előkenadrágon, valamint egy Giro Aeon sisakon tette meg – mindezt aerodinamikai igények nélkül.
Ez a három kör átlagosan 2m 33 mp-et vesz igénybe, amit kontrollidőként használunk, amellyel összehasonlíthatjuk a köröket az aerodinamikai beállításainkkal.
Az első változtatás a Bontrager Aeolus 5 TLR mélyszelvényű kerekekre való váltás. A mély keresztmetszetű kerekek küllői rövidebbek, amelyek kevésbé zavarják a légáramlást, mint a normál kerekek, ráadásul a mélyebb felnik lamináris (sima) légáramlást is elősegítenek a felületükön.
Lew elmagyarázza, hogy bizonyos elfordulási szögeknél a jó aero keréktárcsák úgy tudják használni a szelet, mint egy vitorlát a hajón, és olyan előre tolóerőt hoznak létre, amely ellenzi a légellenállást. James átlagos ideje a három körben 5 másodperccel gyorsabb körönként (2m 28s), mint a kontrollidő – ez 3,3%-os javulás.
Ez nem tűnik olyan nagynak, mint amire számítottunk, de Lew nem lepődik meg.
‘A mély felnik vitorlás hatása egyenletes oldalszél mellett működik a legjobban, például egy ki-hátra TT pályán. Rövid versenypályán a kanyarok túlságosan megváltoztatják a szél szögét ahhoz, hogy ilyen drámai hatást fejtsenek ki.’
Aero bárok
A következő lépés a hagyományos rudak lecserélése lapos tetejű Enve SES aero road rudakra. A felsőrészek Kamm-farok alakja minimális frontterületet biztosít a szél számára, így a levegő szépen eloszlik, így csökken a nyomáskülönbség, amely a nyomásellenállást okozza – ez a teljes aerodinamikai ellenállás kulcstényezője.
Az átlagos köridő az Enve sávokkal 6 másodperccel lejjebb a kontrollhoz képest 2 óra 27 másodpercnél, ami 3,9%-os megtakarítást jelent. Ez meglep minket, hiszen nem számítottunk arra, hogy a rúd alakjának kis különbsége ekkora hatással lesz a légellenállásra, de a sebesség javulása nem mind a rudak aerodinamikai keresztmetszetének köszönhető.
A tetejük mentén keskenyek, és a leejtéseknél kiszélesednek, így bár a teljes szélesség ugyanaz, a felsők elülső része kisebb. Ráadásul a cseppek formája arra ösztönzi a versenyzőt, hogy keskenyebb, aerodinamikusabb pozíciót vegyen fel.
Simon Smart, a Drag2zero aerodinamikai cég alapítója segített a rudak fejlesztésében. „Ha függőleges helyzetből alacsonyabb helyzetbe váltunk, akkor a légellenállás a legnagyobb mértékben csökken” – mondja.
‘A jó aerodinamikából megspórolt extra watt könnyen nagyobb, mint amennyit a legjobb téli edzéssel elérhetne.’
sisak
Mivel a lovas feje az egyik leginkább kitett terület a légáramlásnak, a gyártók repülési sisakokat gyártanak, amelyek hatékonyan irányítják a légáramlást a turbulencia minimalizálása érdekében, miközben néhány hűtőnyílás mellett maradnak.
Ez azt eredményezte, hogy a közelmúltban lenyűgöző repülési eredményekről van szó, a Giro azt állítja, hogy az Air Attack 17 másodperccel gyorsabb 40 km-en, mint az Aeon sisakja. A Specialized Evade-jával a fején James átlagosan 2 méter 31 mp-es kört tesz meg – ez 2 másodperces különbség a kontrollidőnkhöz képest. Extrapolálva ez nagyjából 26 másodperc megtakarítást eredményezhet egy 40 km-es utazás során.
Lew elmagyarázza, hogy ez a lenyűgöző szintű időmegtakarítás valószínűleg James viszonylag nagy sebességének köszönhető. A 300 wattos teljesítmény fenntartása érdekében körülbelül 38 km/h-val utazott, és a jobb aerodinamika előnyei exponenciálisan nőnek a sebességgel.
„Ha egy grafikont ábrázolna húzással a függőleges tengelyen és sebességgel a vízszintes tengelyen, akkor nem látna egyenes vonalat, hanem exponenciális görbét látna felfelé” – mondja Lew. „A légellenállás jelentősen növekedni kezd 30 km/h felett, tehát e fölött a sebesség aerodinamikai javulása valóban szembetűnő.”
Skinsuit
Aero készletünk utolsó darabja egy Santini Speed Shell bőröltöny. Lew és Smart egyetértenek abban, hogy mivel a test a legnagyobb egyedi tömeg, ez járul hozzá a légellenállás legnagyobb hányadához.
A bőröltöny eltünteti a varratok és a ruházati átfedések okozta felületi hullámokat, így az aerodinamikára elég nagy hatást várunk. Ennek ellenére csak 0,8%-os időmegtakarítást találunk, mivel James átlagos kört állított be 2m 32mp.
Bár még mindig tisztességes megtakarítás, ha hosszabb távolságra extrapoláljuk, kevésbé előnyös, mint a teszt többi eleme. Ez annak tudható be, hogy James normál mezének és vállpántos rövidnadrágjának szabása meglehetősen sima volt, minimális anyagfelesleggel.
A bőröltönyök egyéb előnyei, mint például az izmokra gyakorolt kompresszió, kimutatták, hogy csökkentik a fáradtságot, de csak hosszabb távok után, mint ahogy itt lovagoltunk.
Végezetül érdemes megemlíteni, hogy a többi komponenssel ellentétben, amelyeket át lehet alakítani a légellenállás minimalizálása érdekében, a bőrruha csak az úgynevezett „közvetlen súrlódást” képes csökkenteni, és nem változtatja meg a lovas testének alakját.. A közvetlen súrlódás az aerodinamikai ellenállás másodlagos összetevője, és sokkal kevésbé jelentős, mint az elülső terület és a profil.
A teljes repülőgép
James teljesíti az utolsó három kört, az összes repülőgép-felszereléssel. Együtt lehetővé teszik számára, hogy 10 mp-et hasítson az ellenőrző körátlagtól azonos teljesítmény mellett, átlagosan 2 m 23 másodperccel.
Ez a teljes 6,5%-os megtakarítás jelentős 2 perc 27 másodpercet érne 40 km-en. Előreláthatólag ez az eredmény valamivel kisebb, mint a légellenállás és a sebesség exponenciális növekedése, valamint a több aerodinamikai elem kölcsönhatásának összetett módja miatti egyéni nyereségek összege.
Az egész motoros és kerékpáros rendszerként működik, és nem egyszerűen arról van szó, hogy egy elemet hozzáadunk a másikhoz, és elvárjuk, hogy mindegyikük úgy viselkedjen, mintha elszigetelten viselkedne. A terület számos szakértője szerint az alkatrészek integrációja az, ahol a jövő nagy nyeresége rejlik.
Bár a tesztünket nem ellenőrizték olyan szigorúan, mint egy laboratóriumi kísérletet, következetes tendenciákat tárt fel, amelyek alátámasztják az aerodinamikai készlet hatékonyságát valós környezetben, és megmutatta, hogy az aerodinamikai előnyök iránti megszállottság megalapozott. Smart egyetért ezzel: „Ha már jó szintre edzetted a tested, nehéz ennél többet találni, de az aero készlet életképes módja a gyorsabbá válásnak.”
Noha Smart és Lew arra figyelmeztet, hogy a tesztünk megismételhetőségének hiánya óvatosságra int bennünket abban, hogy konkrét következtetéseket vonjunk le a különböző repülőgép-berendezések összehasonlító előnyeiről, mindketten egyetértenek abban, hogy a készlet hasznos lenne.
'Az, hogy a teszt elég változót szabályozott, vagy elég nagy adatkészlettel rendelkezett-e ahhoz, hogy az eredmények alapján vásárlási döntést hozzon, az olvasói döntése, de azt jósolom, hogy a megjelenített általános trendek alig változnának, ha az adatkészlet Szélcsatornát mondasz? Kinek van szüksége ezekre?
