Nowoczesne rowery są zaprojektowane tak, aby działały najlepiej przy określonych kątach wiatru, ale skąd producenci wiedzą, skąd będzie wiatr?
Ramy i koła Aero zostały zaprojektowane tak, aby zoptymalizować śliskość Twojego roweru w powietrzu. Problem w tym, że powietrze tego nie wie. Ciągle zmienia się prędkość i kierunek w stosunku do Ciebie na rowerze, co oznacza, że jeden istotny czynnik aerodynamiki rzadko jest stabilny przez bardzo długi czas – kąt odchylenia.
Jednak producenci twierdzą, że zoptymalizowali swoje produkty pod kątem określonych zakresów kątów odchylenia, a niektórzy nawet twierdzą, że stworzyli kształty rur i obręczy, które działają jak żagle, napędzając rower do przodu, gdy wiatr uderza w niego pod odpowiednim kątem. Ale skoro prędkość i kierunek wiatru i kierowcy są nieskończenie zmienne, jak może istnieć „optymalny” kąt odchylenia, a co ważniejsze, co to jest?
Po pierwsze, zrozummy zbaczanie. Wyobraź sobie, że przywiązujesz jedwabną nić do sztycy, a następnie wybierasz się na wirtualną przejażdżkę na północ. Zakładając, że jest to idealnie spokojny dzień bez wiatru, nić pobiegnie prosto za tobą, kierując się na południe, w linii z tylnym kołem.
Ale wyobraź sobie, że pogoda nagle się zmienia i wieje wiatr z zachodu. Ta nowa siła będzie działać na jedwabną nić, popychając ją na wschód i otwierając kąt między nitką a skierowaną na południe linią tylnego koła.
To jest kąt odchylenia. To efekt połączenia siły naturalnego wiatru z siłą wiatru w twarz, który tworzysz dla siebie jadąc do przodu.
Zawężenie kątów
Na tej podstawie możesz teraz zobaczyć, że nawet jeśli wiatr wieje pod kątem prostym, idea czystego wiatru bocznego jest tylko gorącym powietrzem.
Twój ruch do przodu zawsze tworzy przeciąg, a siła ta, w większym lub mniejszym stopniu, w zależności od prędkości, z jaką podróżujesz, będzie przeciwdziałać kierunkowi wiatru, popychając nitkę i skutecznie zmniejszając kąt odchylenia od hipotetycznego pod kątem prostym do czegoś znacznie mniejszego.
Dlatego profesjonalne zespoły nigdy nie muszą jeździć obok siebie, aby chronić się nawzajem, gdy boczny wiatr jest silny. Zamiast tego tworzą ukośne schronienie.
Oczywiście wiatr, prędkość i względny kierunek jednego do drugiego zmieniają się nieustannie podczas jazdy. Na przykład kilka mil w dół drogi podczas twojej hipotetycznej jazdy, zachodni wiatr może nagle wzbić się i pchnąć jeszcze dalej na wschód, aby zwiększyć kąt odchylenia.
Ale to nie wszystko. Wyobraź sobie, że zaczynasz zjeżdżać po stromym zboczu, gdzie zwiększona prędkość zwiększa również efektywny wiatr przeciwny, który sam sobie tworzysz. Ta teraz silniejsza siła popycha nitkę z powrotem bliżej odpowiedniej linii południowej tylnego koła i zmniejsza kąt odchylenia. Tak więc prędkość wpływa również na kąt odchylenia: jedź szybciej, a kąt odchylenia będzie mniejszy.
Więc teraz nasza fikcyjna jazda dobiegła końca, ale nadal pozostaje pytanie o siłę wichury: skoro prędkość i kierunek jeźdźców oraz wiatry, które napotykają, są nieskończenie zmienne, jak producenci mogą powiedzieć, jaki kąt odchylenia wybrany do optymalizacji aerodynamicznego kształtu ram i kół jest właściwy? Nadszedł czas, aby nakręcić powiew wiatru z ekspertami.
Obróbka kątów
„Spędziliśmy dużo czasu na testowaniu różnych sportowców – od zwykłych jeźdźców po zawodowców – w różnych dyscyplinach i to interesujące, jak różnorodny jest ten zakres” – mówi Chris Yu, lider grupy Specialized Applied Technology.
‘Jeżeli spojrzysz na sprintera WorldTour schodzącego z koła na ostatnich 200 m wyścigu, efektywne odchylenie jest niezwykle niskie – bliskie 0°. Dzieje się tak dlatego, że jadą naprawdę szybko, ponad 60 km/h, a kończące proste są zazwyczaj dobrze osłonięte przez bariery i tłumy, które blokują wszelkie boczne wiatry.
'Z drugiej strony, jeśli wybierasz się na Mistrzostwa Świata Ironman w Kona, jeżdżą wzdłuż hawajskiego wybrzeża, a wiatr wieje nad wodę, więc dla grupki wiekowej w Kona skuteczne kąty odchylenia trafią do zakresu 15 °, jeśli jest porywisty. Zawodowcy będą jechać trochę szybciej, więc zobaczą kąty odchylenia dochodzące do około 10° – być może niskie nastolatki” – mówi Yu.
W drodze
Te liczby to nie tylko domysły, to wynik dopasowania przyrządów do prawdziwych rowerów i zachęcenia prawdziwych rowerzystów do robienia tego, co robią najlepiej – jazdy po drogach.
Trek Mio Suzuki mówi: „Montujemy na rowerze sondę ciśnieniową, która wystaje daleko, aby uniknąć „brudnego” powietrza z roweru lub rowerzysty. Pobraliśmy próbki powietrza wokół naszej siedziby w Wisconsin, a zespół pojechał również do Arizony i do Kony po Ironmana”.
Te działania w zakresie gromadzenia danych pozwalają producentom obliczyć prawdopodobieństwo napotkania przez rowerzystę określonych kątów odchylenia, które następnie wpływają na proces projektowania dzięki zastosowaniu oprogramowania do obliczeniowej dynamiki płynów i testów w tunelu aerodynamicznym.
‘Staramy się to zawęzić poprzez eksperymenty i pomiary. Dla tego rozsądnego kąta odchylenia zakres wynosi od 5° do 15°” – mówi Leonard Wong, aerodynamik w Giant.
Suzuki opowiada podobną historię: „W prawdziwym świecie od 2,5° do 12,5° są najbardziej rozpowszechnione kąty odchylenia, z jakimi spotykają się jeźdźcy”.
Yu w Specialized dodaje: „Dla przeciętnego rowerzysty, chyba że jeździsz w ekstremalnie wietrznych warunkach, typowe kąty to mniej niż 10°”.
Ta niewielka różnica w wynikach sprawia, że jeden rower aero nie wygląda identycznie. Firma Specialized zaprojektowała Venge ViAS w oparciu o swoją wizję idealnego zakresu odchylenia, podczas gdy Trek zaprojektował Madone tak, aby pasował do innego zakresu.
Wygląda więc na to, że jeśli jesteś Peterem Saganem, jeżdżącym peletonem z prędkością 50 km/h, potrzebujesz roweru zoptymalizowanego do radzenia sobie z kątami odchylenia około 3°-7°, podczas gdy reszta z nas chce roweru zaprojektowanego do radzenia sobie z odchyleniami do 10°-12°.
Wzrost wydajności
A co z pomysłem, że niektóre projekty mogą wykorzystać boczne wiatry do generowania ciągu do przodu, jak jacht halsujący pod wiatr? Jason Fowler z Zipp Wheels kategorycznie: „Nie wierzymy w to”, mówi.
Xavier Disley, którego firma konsultingowa AeroCoach mierzy aerodynamikę toru dla zespołów i producentów WorldTour, jest równie lekceważący: „Za każdym razem, gdy ludzie znajdowali ciąg w przeszłości, zwykle dzieje się to dzięki takim komponentom, jak koła tarczowe. Ale jako część całego systemu roweru i rowerzysty, jakikolwiek efekt byłby znikomy.”
Nauka kolarska Maxa Glaskina jest teraz dostępna w miękkiej okładce. Na Twitterze opisuje wszystkie kąty jako @cyclingscience1
