Kiedy liczy się każdy gram, sensowne jest pompowanie opon gazem lżejszym od powietrza. Czy to prawda?
W 1972 roku Eddy Merckx chciał, aby jego opony były napełnione gazem lżejszym od powietrza podczas próby bicia rekordu godzin. Jego twórca ram, Ernesto Colnago, nie mógł zdobyć żadnego helu, więc Eddy musiał się bez niego obejść, ale to i tak nie powstrzymało go od ustanowienia nowego rekordu na ramie już wywierconej z wystarczającą ilością otworów, aby zmylić szwajcarską mysz.
Ale co by to zrobiło? Ile waga zostałaby zaoszczędzona? Aby uzyskać odpowiedzi, musimy być naukowi, więc zdejmij kamizelkę i okulary przeciwsłoneczne i załóż fartuch laboratoryjny i okulary ochronne.
Załóżmy, że jeździsz kołami 700c z oponami 25mm. Każdy ma objętość o jeden litr poniżej jednego litra. Aby pozostać w zgodzie ze standardami uzgodnionymi przez chemików na całym świecie (z wyjątkiem Stanów Zjednoczonych, z powodów sobie najlepiej znanych), zakładamy również, że jedziesz nad morzem, więc ciśnienie powietrza wynosi jedną standardową atmosferę i jest chłodno, tylko o punkcie zamarzania.
Po ustaleniu, że wszystkie te zmienne są już naprawione, obliczajmy, gdy będziemy się kręcić.
Gdyby Twoje opony były niedopompowane do tego samego ciśnienia co atmosfera, czyli około 14,5 psi, powietrze w każdej z nich ważyłoby 1,24 grama – prawie 2,5 g na parę.
Ty jednak jesteś rozsądny i masz je przy 100 psi, ściskając prawie siedem razy więcej cząsteczek. W takim przypadku powietrze w jednej z opon waży 8,56 g – ponad 17 g na parę.
Następuje katastrofa. Przebijasz się – uwierzyłbyś w to? – jednocześnie przód i tył. Jako naukowiec jesteś przygotowany i masz zapasowe rurki, ale rączka pompy pęka.
Na szczęście przechodzący sprzedawca balonów, pod wrażeniem twojego białego fartucha i okularów ochronnych, sprzedaje ci trochę helu po standardowej cenie 1,58 funta za litr.
Wciskasz go przez złącze uszkodzonej pompy, używasz nadnaturalnie wrażliwych kciuków, aby sprawdzić, czy osiągają dokładnie 100 psi i odjeżdżasz zadowolony z dobrze wykonanej pracy.
Od razu zauważasz różnicę, znacznie szybciej odjeżdżając. Gaz w każdej oponie waży teraz zaledwie 1,18 g. Cały Twój rower i Twoje dobre ja są prawie 15g lżejsze dzięki helu.
Jest to oszczędność równoważna wadze trzech szprych.
Niestety, twoja radość jest ograniczana przez kolejne podwójne przebicie. To niewiarygodne, że wynalazca eksperymentalnego samochodu na ogniwa paliwowe zjeżdża na pobocze i kieruje trochę wodoru ze swojego zbiornika do dwóch nowych dętek, które włożyłeś do opon.
Płacąc jej 63 pensy za litr, pedałujesz, przyspieszając jeszcze szybciej niż wcześniej, ponieważ benzyna w każdej oponie to marne 0,59 g.
W porównaniu z powietrzem Twój rower jest teraz o prawie 16 g lżejszy z wodorem w oponach – wsiadając za cztery szprychy.
Szybkie zejście
Ku twojej czystej radości, członek Hackney CC dołącza do ciebie i jedzie obok, omijając szerokim łukiem, aby twój łopoczący fartuch nie blokował jego kół.
To Andrea Sella, profesor chemii na University College London. Zauważa twój dodatkowy zwrot prędkości, więc naturalnie zaczynasz gazować.
‘Jednym z wyzwań, jakie napotkasz, jest to, że cząsteczki helu i wodoru są o wiele mniejsze od cząsteczek powietrza, że mogą przeciskać się przez materiały, które je zawierają.
„I poruszają się znacznie szybciej, więc mogą to zrobić szybko – dlatego balony wypełnione helem szybko się opróżniają”, mówi prof.
W tym momencie boczny wiatr wdmuchuje cię do rynsztoka, gdzie, prawie przewidywalnie, przejeżdżasz nad kawałkiem szkła i żarzącym się niedopałkiem papierosa.
Nieuniknione przebicie przedniej opony powoduje uwolnienie wodoru i znając dramatyczną palność najlżejszego i najobfitszego pierwiastka we wszechświecie, obawiasz się pożogi o proporcjach Hindenburga.
Sella jednak tylko wzrusza ramionami, niewzruszona. „Wodór szybko się rozprasza, więc jest mało prawdopodobne, aby zapalił się i spalić” – mówi. „Aby tak się stało, prawdopodobnie potrzebny byłby peleton wypełniony wodorem z oponami w szczelnej szopie na rowery i jednoczesne przebicie.”
Kiedy pożyczasz jego pompę, by wlać powietrze do nowej rurki, którą ci uprzejmie podarował, mówi, że jeśli się martwisz, powinieneś użyć helu, ponieważ jest całkowicie obojętny, chociaż dwa razy cięższy niż wodór.
Zanim będziesz mógł wyjaśnić, że próbowałeś już helu, odbiera telefon od dr Michaela de Podesty, głównego naukowca w National Physical Laboratory, który wskazuje na kolejną wadę helu.
„Jest mniej ściśliwy, więc utrudni jazdę”, mówi. „Wodór jest bardziej miękki”. Cieszysz się, że przednia opona znów ma powietrze, ponieważ jeszcze lepiej reaguje na nierówną nawierzchnię.
Mając tak dużo wiedzy do przetrawienia, zatrzymujesz się w ciepłej kawiarni i siadasz przy talerzu fasoli na toście, dzieląc stół z Gordonem Edwardsem, emerytowanym pracownikiem naukowym National Physical Lab.
Wskazuje, że jakakolwiek waga zaoszczędzona na obręczy, czy to dzięki lżejszemu gazowi, czy cieńszym oponom, jest dwa razy skuteczniejsza niż w innych miejscach na rowerze lub rowerzyście.
„Dzięki temu przyspieszanie i swobodne zjeżdżanie ze wzniesienia jest szybsze”, mówi.
To zawstydzające, że bulgocze Ci w żołądku, co skłania Cię do zapytania o ruch gazu w oponie. „Na początku opona nie będzie się obracać, ale tarcie o oponę szybko doprowadzi ją do tej samej prędkości”, mówi Edwards.
'Powietrze jest bardziej lepkie niż hel i wodór, więc prawdopodobnie zajmie to najwięcej czasu, ale sądzę, że dla każdego z nich czas do osiągnięcia równowagi jest rzędu kilku sekund.”
Inny rowerzysta pochyla się, przeprasza za przerwanie i dodaje: „Gdy zaczynasz jechać do przodu, każdy gaz wewnątrz opony będzie wywierał większy nacisk z tyłu opony niż z przodu. Sytuacja jest odwrotna, gdy zwalniasz” – mówi.
Logo na jego koszulce mówi, że to dr Richard Martineau, dyrektor ds. nauki i technologii jądrowej w Idaho National Lab, więc nie ma wątpliwości.
Właściciel kawiarni pyta Edwardsa i Martineau, czy ty w białym fartuchu, okularach ochronnych, kasku aero i lycrze im przeszkadzasz, więc przepraszasz i wychodzisz. Fasola zaczyna działać i łamiesz wiatr.
Kolejna szybka kalkulacja pokazuje, że jeśli będziesz mógł puszczać bąki przez trzy tygodnie i dwa dni, przeciętnie zaoszczędzisz taką samą wagę, jak napełnianie opon helem. Wybory, co?
