Producenci dokładają wszelkich starań, aby stworzyć zestaw aerodynamiczny, ale czy faktycznie sprawi to, że będziesz szybszy? Rowerzysta się dowiaduje
Jeżeli jeździsz na rowerze, wiesz wszystko o skutkach oporu wiatru. Podczas szybkiej jazdy po płaskim terenie opór aerodynamiczny odpowiada za 90% całkowitego oporu ruchu do przodu. Dzieje się tak, ponieważ tępy i nieregularny kształt roweru i rowerzysty jest z natury kiepski w płynnym przechodzeniu przez powietrze, co oznacza, że każda poprawa aerodynamiki może mieć duży wpływ na oszczędność cennej energii i zwiększenie prędkości.
W rezultacie producenci poświęcają mnóstwo czasu i pieniędzy na testy aerodynamiczne, twierdząc na przykład, że zestaw, który jest o 10% bardziej wydajny, może zaoszczędzić 20 sekund na określonym dystansie lub dać przewagę równą pięciu waty. Kolarz chciał sprawdzić, czy te twierdzenia można uzasadnić w prawdziwym świecie, a nie tylko w tunelu aerodynamicznym.
Aby przeprowadzić własne śledztwo, dotarliśmy do Hillingdon Cycle Circuit w zachodnim Londynie. Zgodnie z planem tester rowerowy James, rezydent, wykona pięć sesji składających się z trzech okrążeń przy odmierzonym i stałym wysiłku 300 watów, używając za każdym razem innego zestawu aerodynamicznego.
Poświęcamy czas każdej sesji, aby określić efektywność aerodynamiczną każdego przedmiotu, a następnie łączymy je wszystkie, aby ustalić skumulowany efekt.
Wymieniane przez nas komponenty to koła, kierownice, kask i kombinezon – innymi słowy te, które najprawdopodobniej zmieni przeciętny kolarz szosowy w poszukiwaniu lepszej aerodynamiki. Chociaż istnieją pewne zmienne, które oznaczają, że nasze testy nie są całkowicie naukowe, nasz plan z pewnością przemawia do dyrektora ds. technologii i innowacji Reynoldsa, Paula Lewa.
„Tego rodzaju testy nie zdarzają się wystarczająco”, mówi. „To świetny sposób na testowanie aerodynamiki – problem polega na tym, że sterowanie zmiennymi w rzeczywistym świecie w takim samym stopniu, w jakim można kontrolować ograniczoną liczbę zmiennych w tunelu aerodynamicznym, jest po prostu zbyt kosztowne.”
'Osiągnięcie poziomu niezawodności, na którym większość inżynierów bez trudu podałaby swoje nazwisko, byłoby zbyt trudne. Nie jesteście jednak inżynierami, więc nie musicie się martwić i widzę wartość w tego typu testach.”
Więc dzięki walidacji jednej z najbardziej szanowanych nazw w dziedzinie aerodynamiki kolarskiej, zaczynamy pękać.
Koła
Pierwsze trzy okrążenia Jamesa pokonuje na kołach Mavic R-Sys SLR, kierownicach Giant Contact SL, koszulce Sportful Pro Race i spodniach z szelkami Super Total Comfort i kasku Giro Aeon – wszystko to bez naprężeń aerodynamicznych.
Te trzy okrążenia średnio 2m 33s, które wykorzystujemy jako czas kontrolny do porównania okrążeń z naszymi korektami aerodynamicznymi.
Pierwszą zmianą jest przejście na koła o głębokim przekroju Bontrager Aeolus 5 TLR. Koła o głębokim przekroju mają krótsze szprychy, które w mniejszym stopniu zakłócają przepływ powietrza niż koła standardowe, a głębsze obręcze również zachęcają do laminarnego (płynnego) przepływu powietrza po ich powierzchni.
Lew wyjaśnia, że pod pewnymi kątami odchylenia dobre obręcze aerodynamiczne mogą wykorzystywać wiatr jak żagiel na łodzi, tworząc ciąg do przodu, który przeciwdziała opór. Średni czas Jamesa na trzech okrążeniach jest o 5s szybszy na okrążenie (2m 28s) niż czas kontrolny – poprawa o 3,3%.
To nie wydaje się tak duże, jak się spodziewaliśmy, ale Lew nie jest zaskoczony.
‘Efekt żagla z głębokimi obręczami działa najlepiej przy stałym wietrze bocznym, na przykład na torze TT w przód i w tył. Na krótkim torze wyścigowym zakręty zbyt mocno zmieniają kąt wiatru, aby mogły wywołać tak dramatyczny efekt”.
Bar Aero
Następnym krokiem jest zamiana tradycyjnych kierownic na kierownice szosowe z płaskim dachem Enve SES aero. Kształt wierzchołków w kształcie ogona Kamm zapewnia minimalną powierzchnię czołową do wiatru, dzięki czemu ma efekt zgrabnego rozdziału powietrza w celu zmniejszenia różnicy ciśnień, która powoduje opór ciśnienia – kluczowy czynnik całkowitego oporu aerodynamicznego.
Średni czas okrążenia z kierownicami Enve to 6s w dół na sterze przy 2m 27s – 3,9% oszczędności. To nas zaskakuje, ponieważ nie spodziewaliśmy się, że niewielka różnica w kształcie kierownicy będzie miała tak duży wpływ na opór aerodynamiczny, ale poprawa prędkości nie wynikała wyłącznie z aerodynamicznego przekroju kierownicy.
Są wąskie w górnej części i rozszerzają się przy kroplach, więc podczas gdy ogólna szerokość jest taka sama, górna część ma mniejszą powierzchnię czołową. Dodatkowo kształt kropli zachęca jeźdźca do przyjęcia węższej, bardziej aerodynamicznej pozycji.
Simon Smart, założyciel firmy aerodynamicznej Drag2zero, pomógł w opracowaniu kierownic. „Zmiana pozycji z bardziej pionowej na niższą daje największą redukcję oporu”, mówi.
‘Dodatkowe waty zaoszczędzone dzięki dobrej aerodynamice są z łatwością większe niż zyski, które można uzyskać z najlepszego treningu zimowego, jaki możesz zrobić.
Kask
Ponieważ głowa rowerzysty jest jednym z obszarów najbardziej narażonych na przepływ powietrza, producenci produkują kaski szosowo-lotnicze zaprojektowane tak, aby skutecznie kierować przepływem powietrza w celu zminimalizowania turbulencji przy jednoczesnym zachowaniu kilku otworów wentylacyjnych.
Doprowadziło to do ostatnich twierdzeń o imponujących zyskach aerodynamiki, a Giro twierdzi, że jego Air Attack jest o 17 sekund szybszy na dystansie 40 km niż jego kask Aeon. Z unikiem Specialized na głowie James pokonuje okrążenia średnio 2 m 31 s – co stanowi 2 s różnicy w stosunku do naszego czasu kontrolnego. Po ekstrapolacji może to prowadzić do oszczędności około 26 s na 40-kilometrowej jeździe.
Lew wyjaśnia, że ten imponujący poziom oszczędności czasu jest prawdopodobnie spowodowany stosunkowo dużą prędkością Jamesa. Aby utrzymać moc 300 watów, podróżował z prędkością około 38 km/h, a korzyści płynące z ulepszonej aerodynamiki rosną wykładniczo wraz z prędkością.
„Gdybyś miał wykreślić wykres z przeciągnięciem na osi pionowej i prędkością na osi poziomej, nie zobaczyłbyś linii prostej – zobaczyłbyś wykładniczą krzywą w górę”, mówi Lew. „Opór zaczyna znacznie wzrastać powyżej 30 km/h, więc powyżej tej prędkości naprawdę widać przyrosty aerodynamiczne”.
Kombinezon
Naszym ostatnim elementem zestawu aero jest kombinezon Santini Speed Shell. Lew i Smart zgadzają się, że ponieważ ciało ma największą pojedynczą masę, ma największy udział w oporze.
Kombinezon usuwa zmarszczki powierzchni spowodowane szwami i zakładkami, więc spodziewamy się dość dużego wpływu na aerodynamikę. Jednak oszczędzamy tylko 0,8% czasu, z Jamesem ustawiającym średnie okrążenia na 2 m 32 s.
Chociaż wciąż przyzwoita oszczędność po ekstrapolacji na dłuższą odległość, jest mniej korzystna niż inne elementy w tym teście. Można to przypisać faktowi, że standardowa koszulka Jamesa i spodenki na szelkach miały dość rasowy krój z minimalnym nadmiarem materiału.
Wykazano, że inne zalety kombinezonów, takie jak kompresja, jaką wywierają na mięśnie, zmniejszają zmęczenie, ale tylko po dłuższych dystansach niż my tutaj jeździliśmy.
Ostatnią kwestią, o której warto wspomnieć, jest to, że w przeciwieństwie do innych elementów, które można zmienić w celu zminimalizowania oporu, kombinezon może działać tylko w celu zmniejszenia tak zwanego „tarcia bezpośredniego” i nie zmienia kształtu ciała jeźdźca. Tarcie bezpośrednie jest drugorzędnym składnikiem oporu aerodynamicznego i ma znacznie mniejsze znaczenie niż powierzchnia czołowa i profil.
Pełny aero
James pokonuje swoje ostatnie trzy okrążenia z pełnym wyposażeniem aerodynamicznym. Razem pozwalają mu skrócić o 10 sekund średnią z okrążenia kontrolnego przy tej samej mocy wyjściowej, średnio o 2m i 23s.
Ta całkowita oszczędność 6,5% byłaby warta znaczących 2m 27s na 40 km. Przewidywalnie ten wynik jest nieco mniejszy niż suma indywidualnych korzyści wynikających z wykładniczego wzrostu oporu wraz z prędkością, a także złożonego sposobu interakcji wielu elementów aerodynamicznych.
Cały rowerzysta i rower działają jako system i nie jest to po prostu kwestia dodawania jednego elementu do drugiego i oczekiwania, że wszystkie będą zachowywać się jak w izolacji. Wielu ekspertów w tej dziedzinie twierdzi, że integracja komponentów to miejsce, w którym leżą wielkie przyszłe zyski.
Mimo że nasz test nie był tak rygorystycznie kontrolowany jak eksperyment laboratoryjny, ujawnił spójne trendy wspierające skuteczność zestawu aerodynamicznego w warunkach rzeczywistych i pokazał, że obsesja na punkcie przyrostów aerodynamicznych jest dobrze uzasadniona. Smart zgadza się: „Kiedy już wytrenujesz swoje ciało na dobrym poziomie, trudno jest znaleźć o wiele więcej, ale zestaw aerodynamiczny to realny sposób na przyspieszenie.”
Chociaż Smart i Lew ostrzegają, że brak powtarzalności naszego testu powinien skłonić nas do wyciągnięcia konkretnych wniosków na temat porównawczych zalet różnych elementów wyposażenia lotniczego, obaj zgadzają się, że zestaw byłby korzystny.
„Czy Twój test kontrolował wystarczającą ilość zmiennych lub miał wystarczająco duży zestaw danych, aby podjąć decyzję o zakupie na podstawie wyników, jest decyzją dla Twoich czytelników, ale przewiduję, że ogólne wyświetlane trendy niewiele się zmienią, jeśli zestaw danych został zwiększony.” Mówisz, że tunel aerodynamiczny? Kto potrzebuje jednego z nich?
