Modernit pyörät on suunniteltu toimimaan parhaiten tietyissä tuulen kulmissa, mutta mistä valmistajat tietävät, mistä tuuli tulee?
Aero-rungot ja -pyörät on suunniteltu optimoimaan pyöräsi liukas ilmassa. Ongelmana on, että ilma ei tiedä sitä. Sen nopeus ja suunta muuttuvat jatkuvasti suhteessa sinuun pyörässäsi, mikä tarkoittaa, että yksi merkittävä aerodynamiikkatekijä on harvoin vakaa kovin pitkään – kääntökulma.
Silti valmistajat sanovat optimoineensa tuotteensa tietyille kääntökulma-alueille, ja jotkut jopa väittävät luoneensa putken ja vanteen muotoja, jotka toimivat kuin purjeet ja ajavat pyörää eteenpäin, kun tuuli osuu siihen oikeasta kulmasta.. Mutta kun sekä tuulen että ajajan nopeus ja suunta ovat portaattomasti vaihtelevia, kuinka "optimaalinen" kääntökulma voi olla, ja mikä tärkeintä, mikä se on?
Ymmärretään ensin yaw. Kuvittele, että sitoisit silkkilangan satulatolppaasi ja lähdet sitten virtuaaliselle ajelulle suoraan pohjoiseen. Jos oletetaan, että on täysin tyyni päivä ilman tuulta, lanka kulkee suoraan takanasi osoittaen suoraan etelään, linjassa takapyöräsi kanssa.
Mutta kuvittele, että sää muuttuu äkillisesti ja tuuli puh altaa lännestä. Tämä uusi voima vaikuttaa silkkilankaan työntäen sitä itään ja avaamalla kulman langan ja takapyörän etelään päin olevan linjan välille.
Tämä on kääntökulma. Se on seurausta luonnontuulen voimasta, joka yhdistyy vastatuulen voimaan, jonka luot itsellesi ajamalla eteenpäin.
Kulmien kaventaminen
Tästä voit nyt nähdä, että vaikka tuuli tulee suoraan kulmaan, ajatus puhtaasta sivutuulesta on pelkkää kuumaa ilmaa.
Eteenpäin liikkeesi luo aina vetoa, ja tämä voima, enemmän tai vähemmän, riippuen kulkunopeudesta, vastustaa tuulen suuntaa, työntää lankaa ja sulkee tehokkaasti kiertokulman hypoteettisesta suora kulma johonkin huomattavasti pienempään kohtaan.
Siksi ammattilaisjoukkueiden ei koskaan tarvitse ajaa vierekkäin suojellakseen toisiaan, kun sivutuulet ovat voimakkaita. Sen sijaan ne muodostavat diagonaalisen suojan.
Tietenkin tuuli, nopeus ja suhteellinen suunta muuttuvat jatkuvasti ajon aikana. Esimerkiksi muutaman mailin päässä tiestä hypoteettisella ajomatkallasi länsituuli voi yhtäkkiä puh altaa ja työntää vielä pidemmälle itään avatakseen kääntökulman leveämmäksi.
Mutta siinä ei vielä kaikki. Kuvittele, että lähdet alas jyrkkää alamäkeä, jossa lisääntynyt nopeus lisää myös itsellesi luomaasi tehokasta vastatuulta. Tämä nyt vahvempi voima työntää langan takaisin lähemmäksi takapyörän etelälinjaa ja pienentää kääntökulmaa. Nopeus vaikuttaa siis myös kääntökulmaan: aja nopeammin ja kääntökulma pienenee.
Joten kuvitteellinen matkamme on nyt ohi, mutta se jättää silti kysymyksen myrskyisestä voimasta: koska ajajien nopeus ja suunta sekä heidän kohtaamiaan tuulet vaihtelevat äärettömästi, kuinka valmistajat voivat sanoa kiertokulmien pyyhkäisystä. Onko valittu kehysten ja pyörien aeromuodon optimointi oikea? On aika ampua tuulta asiantuntijoiden kanssa.
Kulmien työstäminen
'Olemme viettänyt paljon aikaa testaamalla erilaisia urheilijoita – satunnaisista ratsastajista ammattilaisiin – eri lajeissa, ja on mielenkiintoista, kuinka monipuolinen valikoima on”, sanoo Chris Yu, Specializedin Applied Technology -ryhmän johtaja.
‘Jos katsot WorldTour-sprintteriä, joka putoaa pyörästä kilpailun viimeisellä 200 metrillä, tehollinen kiertosuunta on poikkeuksellisen alhainen – lähellä 0°. Tämä johtuu siitä, että ne kulkevat todella nopeasti, yli 60 km/h, ja päättyvät suorat ovat yleensä hyvin suojattuja esteiltä ja väkijoukolta, mikä estää sivutuulen.
'Toisa alta, jos menet Kona Ironmanin maailmanmestaruuskilpailuihin, ne ratsastavat Havaijin rannikkoa pitkin tuulen puh altaessa veden yli, joten Konan ikäryhmässä tehokkaat kääntökulmat osuvat. 15°:een asti, jos on puuskittaista. Ammattilaiset etenevät hieman nopeammin, joten he näkevät jopa 10°:n kääntökulmat – ehkä matalat teini-ikäiset”, Yu sanoo.
Matilla
Nämä luvut eivät ole pelkkää arvailua, ne ovat seurausta instrumenttien sovittamisesta oikeisiin pyöriin ja todellisten pyöräilijöiden saamiseen tekemään sitä, mitä he osaavat parhaiten – ajamaan teillä.
Trekin Mio Suzuki sanoo: "Asennamme pyörään paineanturin, joka työntyy ulos pitkälle välttääkseen "likaisen" ilman pyörästä tai ajajasta. Olemme ottaneet näytteitä Wisconsinin pääkonttorissamme ilmasta, ja joukkue on myös käynyt Arizonassa ja Konassa Ironman-turnauksessa.’
Näiden tiedonkeruutoimien avulla valmistajat voivat laskea todennäköisyyden, että pyöräilijä kohtaa tiettyjä kääntökulmia, mikä antaa sitten tietoa suunnitteluprosessista laskennallisen nestedynamiikan ohjelmiston ja tuulitunnelitestien avulla.
‘Yritämme rajata sitä kokeilemalla ja mittaamalla. Tällä kohtuullisella kääntökulmalla alue on 5° - 15°, sanoo Leonard Wong, Giantin aerodynamiikka.
Suzuki kertoo samanlaisen tarinan: "Reaalimaailmassa 2,5° - 12,5° ovat yleisimmät ratsastajien kohtaamat kääntökulmat."
Yu at Specialized lisää: "Keskivertopyöräilijälle, ellet aja erittäin tuulisissa olosuhteissa, tyypilliset kulmat ovat alle 10°."
Tämä pieni ero tuloksissa johtuu siitä, että yksi aeropyörä ei näytä sam alta kuin toinen. Specialized suunnitteli Venge ViAS:n näkemyksensä perusteella täydellisestä leikkausalueesta, kun taas Trek suunnitteli Madonen sopimaan eri alueelle.
Joten näyttää siltä, että jos olet Peter Sagan, joka ajaa pelotonia nopeudella 50 km/h, haluat pyörän, joka on optimoitu käsittelemään noin 3°-7° kääntökulmat, kun taas me muut haluamme suunnitellun pyörän. torjua jopa 10°-12° kallistuksia.
Suorituskyvyn kasvu
Entä tämä ajatus, että jotkin mallit voivat valjastaa sivutuulen synnyttämään eteenpäin työntövoimaa, kuten jahti, joka luoviisi tuuleen? Zipp Wheelsin Jason Fowler on kategorinen: "Emme usko niin", hän sanoo.
Xavier Disley, jonka AeroCoach-konsultti mittaa radan aerodynamiikkaa WorldTour-tiimeille ja valmistajille, on yhtä vähättelevä: Aina kun ihmiset ovat löytäneet työntövoimaa aiemmin, se on yleensä tapahtunut komponenttien, kuten levypyörien, kautta. Mutta osana koko pyörän ja ratsastajan järjestelmää mikä tahansa vaikutus olisi pieni.’
Max Glaskin’s Cycling Science on nyt julkaistu pokkarikannessa. Hän kattaa kaikki näkökulmat Twitterissä nimellä @cyclingscience1
