Kun tie on jyrkkä, katoavatko vedon aerodynaamiset vaikutukset? Pyöräilijä tutkii…
Skenaariota ei ole vaikea kuvitella: olet puolivälissä Alpe d'Huezia ja yrität epätoivoisesti pitää yhteyttä etupyörään. Keuhkot palavat, syke kiipeää, kehosi huutaa hengähdystaukoa.
Onko siis todella kaiken tämän ponnistelun arvoista, kun luonnostelu kiipeämisen aikana saattaa saavuttaa vain pienimmätkin edut?
Tasoon vedon energiansäästövaikutukset tunnetaan hyvin, mutta kiipeilyssä ajajien jälkeen jäämisen määrälliset edut ovat suhteellisen vähäisiä.
’Tästä ei ole paljon objektiivista tietoa, koska luonnoksen vaikutuksia on vaikea tutkia, kertoo Cervélon vanhempi pyöräilyteknikko Damon Rinard.
‘Meillä on tuulitunneleita yksittäisten ratsastajien lentovastuun tutkimiseen ja velodromitutkimuksia, joilla mitataan vedonlyöntiä joukkueajossa – mutta sen soveltaminen vuorille on vaikeaa.’
Takaisin perusasioihin
On aika palata perusasioihin. Tärkeintä on, että aerodynaamiset edut riippuvat nopeudesta – joka laskee nopeasti, kun kuljet ylämäkeen.
’Pyöräilyssä kolme voitettavaa voimaa ovat ilmanvastus, vierintävastus ja painovoima, kertoo Matt Williams, McLaren Applied Technologiesin aerodynamiikkaasiantuntija.
'Tasalla maalla kaikki voima menee veto- ja vierintävastuksen voittamiseen – mutta kun alat nousta ylämäkeen, liikettä vastustava painovoima nousee melko nopeasti, hän sanoo.
‘Tietyllä ponnistelulla etenee hitaammin, koska käytät sitä enemmän painovoiman voittamiseen ja vähemmän eteenpäin menemiseen.’
Ja kun nopeus pienenee, myös ilmanvastus pienenee. Tämä voidaan ilmaista seuraavasti: Fd=½ rv2CdA (jossa r=ilman tiheys, v=nopeus, Cd=vastuskerroin ja A=frontaalialue), mikä tarkoittaa, että nopeuden ja vastuksen välinen suhde on eksponentiaalinen.
'Vetovoima on verrannollinen nopeuden neliöön, joten voima muuttuu paljon nopeuden muutoksen myötä, Rinard selittää.
'Tyypillisillä 15-20 kmh:n nousunopeuksilla tuulenvastus on jo laskenut huomattavasti, ja noin 12 kmh:n kohdalla tuulenvastus on suunnilleen sama kuin renkaiden vierintävastus.'
Kaikki tämä tarkoittaa, että on paljon vähemmän mahdollisuuksia säästää energiaa liukastumalla mäkeä ylös, koska ajajaan kohdistuva voima on paljon pienempi.
’Nopeutesi laskee melko nopeasti, joten lentohyödyt laskevat, Williams sanoo.
Kerrotaan ylös
Mitä energiansäästöjä on kukkuloilla? "Matkalla saatat käyttää 300 wattia esimerkiksi aerodynaamisten voimien voittamiseen – ja jos säästät kolmanneksen siitä piirtämisellä, se on 100 wattia vähemmän", Williams sanoo.
Mutta 6 % gradientilla jopa 80 % energiasta voidaan käyttää painovoiman vastustamiseen ja vain 10 % ilmanvastusta vastaan.
‘Jos käytät vain 30 wattia aerodynaamisen vastuksen voittamiseksi, vaikka säästät silti kolmanneksen siitä, säästät vain 10 wattia.'
Itse asiassa todelliset säästöt voisivat olla vielä pienemmät. 'Numeroiden asettaminen on vaikea osa', sanoo Rinard.
‘On mitattu, että piirtäminen vähentää tarvittavaa tehoa 30–50 %, mutta tämä tapahtuu normaaleissa tasaisissa nopeuksissa.
Kiipeilyssä teho on suurempi ja nopeudet pienemmät, joten myös vetovoiman säästöt ovat pienemmät – mutta sitä ei ole helppo mitata.’
Kuitenkin, David Swain, harjoitustieteen professori Old Dominion -yliopistossa Virginiassa, sanoo, että luonnostelulla on aina todennäköisesti jokin vaikutus, olipa se pieni.
’Juoksijat hyötyvät selvästi 15 km/h nopeudesta, sillä neljän minuutin maili rikottiin ensin vedon avulla, ja he näyttävät hyötyvän jopa maratonvauhdista, hän sanoo.
’Pyöräilyn kiipeämisnopeuksilla energiakustannukset alenevat, kunhan mäki ei ole niin jyrkkä, että se pakottaisi kävelyvauhtiin.’
Virran sammuttaminen
Ja mitä enemmän kokonaistehoa voit laittaa järjestelmään tai mitä kevyempi olet, sitä suuremmat edut ovat – selittää, miksi ammattilaiset pysyvät niin lähellä toisiaan vuoristossa.
'Useimmat meistä nousevat 8 %:lla vain 8 tai 9 km/h – ja sillä nopeudella etu on mitätön”, sanoo Tony Purnell, insinööriprofessori Cambridgen yliopistosta ja yliopistosta. British Cyclingin teknisen kehityksen johtaja.
‘Mutta jos nouset kuten Vicenzo Nibali, se on eri asia. 20 km/h:ssa se on konkreettinen tekninen etu.’
'Kun k altevuus nousee yli 5 % tai 6 %, heidän säästämisensä on pieni, mutta se on sellainen summa, jonka pyörävalmistajat haluaisivat säästää laitesuunnittelussa – joten se ei ole mitenkään merkityksetön, ' lisää Williams.
‘Kolmen viikon mittaisen vaihekilpailun yhteydessä ammattilaisratsastajat etsivät jokaista mahdollisuutta säästää energiaa.’
Hyötyjä
Pro-tiimit pyrkivät nyt paremmin kvantifioimaan vedon hyödyt mittaamalla tehokkaan tuulen nopeuden kehossa reaaliajassa, mitä voi olla vaikea ennustaa vuoristossa.
’Tarvitaan ja on vasta nyt saatavilla, ovat pyörän digitaaliset nopeus- ja tuulensuuntaanturit, Rinard sanoo.
'Mavicissa on tuulianturi, jota he käyttävät, ja meillä on Aerostick-niminen instrumentti, joka mittaa näennäisen ilmannopeuden, tuulen suunnan ja ajajan lentoradan, tehon ja nopeuden ja tallentaa sen sekunti sekunnilta.
‘Tämä tekniikka on kuitenkin suhteellisen uutta noin kolmen viime vuoden aikana, ja suurin osa sen tiedoista on edelleen yksityisissä käsissä.’
Näyttää varmasti, että luonnostelu on tie eteenpäin – ja siinä ei oteta huomioon taktisia ja psykologisia lisäetuja, joita syntyy, kun pystyt käynnistämään hyökkäyksen takaa tai annat joukkuetovereidesi säätää vauhtia.
’Ystävällinen pyörä voi vaikuttaa psykologisesti ratkaisevasti, Purnell sanoo. "Ja nousut ovat harvoin tasaista k altevuutta - joten haluat olla jonkun ratissa tasaisemmissa osissa, joissa on todella merkittävä etu."
Meille pelkille kuolevaisille voi olla yksi näkökohta. 'Sinun on tiedettävä, mihin pystyt, koska vedonlyönti tarkoittaa sitä, että pysyt samalla nopeudella kuin edessäsi oleva ratsastaja', Purnell sanoo.
Pysy omassa tahdissasi
’Ihmiset sanovat usein: "Kiipeä omaan tahtiisi", ja tämä on järkevää. Saatat saada energiaetua luonnostelemalla, mutta jos se on liian nopea, menet miinukseen ja puhallat.’
Numeroina ilmaistuna, 20 % gradientilla keskimääräinen 70 kg painava kuljettaja, joka tuottaa 300 wattia, kulkee hieman yli 6 km/h, jolloin ilmanvastus on mitätön ja vedonlyönti on vähäistä huolta verrattuna pelkkään eteenpäinliikkeen ylläpitämiseen.
Mutta Rinard ottaa kilpailijan näkemyksen: "Aina kannattaa laatia", hän päättää. "Ja jos et ole luonnostelemassa, on parempi olla syy, miksi ei. Jos on maaliviiva, jolle sprintti tai hyökkäys on tehtävä, nämä ovat kaikki päteviä syitä.
’Mutta luonnostelu auttaa, ellei sinulla ole syytä olla tekemättä. Vaikka se on pieni summa, se on ilmainen, joten miksi et ottaisi sitä?’
