Valmistajat näkevät paljon vaivaa tehdäkseen aerosarjan, mutta tekeekö se todella nopeamman? Pyöräilijä saa tietää
Jos ajat pyörällä, tiedät kaiken tuulenvastuksen vaikutuksista. Kun ajetaan tasaisella nopeudella, aerodynaaminen vastus muodostaa jopa 90 % eteenpäinliikkeen kokonaisvastuksen. Tämä johtuu siitä, että pyörän ja ajajan tylsä ja epäsäännöllinen muoto on luonnostaan huono kulkemaan tasaisesti ilmassa, mikä tarkoittaa, että aerodynamiikan parannukset voivat merkittävästi auttaa säästämään arvokasta energiaa ja lisäämään nopeutta.
Tämän seurauksena valmistajat käyttävät v altavia määriä aikaa ja rahaa aerodynaamisiin testauksiin väittäen esimerkiksi, että sarja, joka on 10 % tehokkaampi, voi säästää 20 sekuntia tietyllä etäisyydellä tai antaa sinulle viittä vastaavan edun. wattia. Pyöräilijä halusi nähdä, voidaanko nämä väitteet perustella todellisessa maailmassa, eikä vain tuulitunnelissa.
Oman tutkimuksen tekemiseksi olemme tulleet Hillingdon Cycle Circuit -radalle Länsi-Lontoossa. Suunnitelmana on, että pyörätestaaja James suorittaa viisi kolmen kierroksen istuntoa mitatulla ja tasaisella 300 watin teholla käyttämällä joka kerta erilaista aerodynaamista sarjaa.
Otamme jokaisen istunnon ajan määrittääksemme kunkin kohteen aerodynaamisen tehokkuuden ja yhdistämme ne sitten kumulatiivisen vaikutuksen selvittämiseksi.
Vaihtamamme komponentit ovat pyörät, tangot, kypärä ja skin-puku – toisin sanoen ne, jotka todennäköisimmin vaihtavat keskivertoautoilija etsiessään parempaa aerodynamiikkaa. Vaikka jotkut muuttujat tarkoittavat, että testauksemme ei ole täysin tieteellistä, suunnitelmamme vetoaa varmasti Reynoldsin teknologia- ja innovaatiojohtaja Paul Lewyn.
’Tällaista testausta ei tapahdu tarpeeksi, hän sanoo. 'Se on loistava tapa testata aerodynamiikkaa – ongelmana on, että on aivan liian kallista hallita muuttujia todellisessa maailmassa samassa määrin kuin voit hallita rajoitetumpaa määrää muuttujia tuulitunnelissa.
'Olisi liian haastavaa saavuttaa luotettavuustaso, jolla useimmat insinöörit olisivat myös mielellään ilmoittaneet nimensä. Te ette kuitenkaan ole insinöörejä, joten sinun ei tarvitse huolehtia, ja näen tämän tyyppisessä testauksessa arvoa.’
Joten yhden pyöräilyaerodynamiikan arvostetuimmista nimistä vahvistamisen myötä saamme halkeilua.
Pyörät
Jamesin kolme ensimmäistä kierrosta ajetaan Mavic R-Sys SLR -vanteilla, Giant Contact SL -tankoilla, Sportfulin Pro Race -paidalla ja Super Total Comfort -bibshortseilla ja Giro Aeon -kypärällä – kaikki sarja ilman aerodynaamisia vaatimuksia.
Näiden kolmen kierroksen keskiarvo on 2m 33s, jota käytämme tarkistusaikana, jota vastaan vertaamme kierroksia aerodynaamisiin säätöihimme.
Ensimmäinen muutos on vaihtaa Bontrager Aeolus 5 TLR -syväleikkauspyöriin. Syväleikkauspyörissä on lyhyemmät pinnat, jotka häiritsevät ilman virtausta vähemmän kuin vakiopyörissä, ja syvemmät vanteet edistävät myös laminaarista (tasaista) ilmavirtausta niiden pinnalla.
Lew selittää, että tietyissä kallistuskulmissa hyvät aero-vanteet voivat käyttää tuulta kuten purje veneessä luoden eteenpäin työntövoimaa, joka vastustaa vetoa. Jamesin kolmen kierroksen keskimääräinen aika on 5 sekuntia nopeampi kierrosta kohden (2m 28s) kuin tarkistusaika – parannus 3,3 %.
Tämä ei vaikuta niin suurelta kuin odotimme, mutta Lew ei ole yllättynyt.
‘Syvien vanteiden purjevaikutelma toimii parhaiten tasaisissa sivutuulissa, esimerkiksi TT-radalla. Lyhyellä kilpailuradalla mutkat muuttavat tuulen kulmaa liikaa, jotta niillä olisi niin dramaattinen vaikutus.’
Aerobaarit
Seuraava askel on vaihtaa perinteiset tangot tasakantisiin Enve SES -aerotien tankoihin. Topien Kamm-pyrstömuoto tarjoaa minimaalisen frontaalisen alueen tuulelle, joten se jakaa ilman siististi ja pienentää paine-eroa, joka aiheuttaa painevastuksen, joka on keskeinen tekijä aerodynaamisen kokonaisvastuksen kann alta.
Keskimääräinen kierrosaika Enve-palkeilla on 6 sekuntia pienempi kuin kontrollissa 2m 27s - 3,9 %:n säästö. Tämä yllättää meidät, sillä emme olleet odottaneet, että tangon muodon pienellä erolla olisi niin suuri vaikutus ilmavastukseen, mutta nopeuden paraneminen ei johtunut pelkästään tankojen aerodynaamisesta poikkileikkauksesta.
Ne ovat kapeita yläosista ja levenevät alaspäin, joten vaikka kokonaisleveys on sama, yläosissa on pienempi etuosa. Lisäksi pisaroiden muoto kannustaa ajajaa ottamaan kapeamman ja aerodynaamisemman asennon.
Simon Smart, aerodynamiikkayrityksen Drag2zeron perustaja, auttoi tankojen kehittämisessä. "Vaihtaminen pystyasennosta alempaan asentoon vähentää vastusta eniten", hän sanoo.
’Hyvästä aerodynamiikasta säästetyt ylimääräiset watit ovat helposti suuremmat kuin parhaasta talviharjoittelusta saatava hyöty.’
Kypärä
Koska ratsastajan pää on yksi ilmavirralle eniten alttiina olevista alueista, valmistajat valmistavat lentokonekypäriä, jotka on suunniteltu ohjaamaan ilmavirtaa tehokkaasti turbulenssin minimoimiseksi, mutta silti niissä on muutama jäähdytysaukko.
Tämä on johtanut äskettäisiin väitteisiin vaikuttavista ilmailun kasvusta, sillä Giro väittää, että sen Air Attack on 17 sekuntia nopeampi yli 40 kilometrin matkalla kuin sen Aeon-kypärä. Specialized's Evade päässä Jamesin keskimääräiset kierrokset ovat 2 m 31 sekuntia, mikä on 2 sekunnin ero kontrolliaikaan. Ekstrapoloituna tämä voi johtaa noin 26 sekunnin säästöön 40 km:n ajon aikana.
Lew selittää, että tämä vaikuttava ajansäästötaso johtuu todennäköisesti Jamesin suhteellisen suuresta nopeudesta. Säilyttääkseen 300 watin tehon hän matkusti noin 38 km/h, ja parannetun aerodynamiikan edut lisääntyvät eksponentiaalisesti nopeuden myötä.
‘Jos piirtäisit kaavion, jossa veto on pystyakselilla ja nopeus vaaka-akselilla, et näkisi suoraa viivaa – näkisit eksponentiaalisen käyrän ylöspäin, Lew sanoo. "Vastaus alkaa kasvaa merkittävästi yli 30 km/h, joten sen yläpuolella aerodynaamiset lisäykset näkyvät todella paljon."
Ihopuku
Viimeinen aero-sarjamme on Santini Speed Shell -skinen. Lew ja Smart ovat yhtä mieltä siitä, että koska runko on suurin yksittäinen massa, se muodostaa suurimman osan vastusta.
Ihopuku poistaa saumojen ja vaatteiden päällekkäisyyksien aiheuttamat pinnan väreet, joten odotamme varsin suurta vaikutusta aerodynamiikkaan. Silti löydämme vain 0,8 %:n ajansäästön, kun James asettaa kierrosten keskiarvoksi 2m 32s.
Vaikka säästö on edelleen kohtuullinen, kun se ekstrapoloidaan pidemmälle etäisyydelle, se on vähemmän hyödyllinen kuin muut tämän testin kohteet. Tämä saattoi johtua siitä, että Jamesin vakiopaidassa ja bibshortseissa oli melko räväkäs leikkaus ja vähän ylimääräistä kangasta.
Skin puvun muiden etujen, kuten niiden lihaksiin kohdistuvan puristuksen, on osoitettu vähentävän väsymystä, mutta vain pitkien matkojen jälkeen kuin ajelimme täällä.
Viimeinen mainitsemisen arvoinen seikka on, että toisin kuin muut komponentit, joita voidaan muotoilla vedon minimoimiseksi, skinipuku voi vain vähentää niin sanottua "suoraa kitkaa" eikä muuta ratsastajan vartalon muotoa.. Suora kitka on aerodynaamisen vastuksen toissijainen komponentti, ja sillä on paljon vähemmän merkitystä kuin etupinnalla ja profiililla.
Koko ilmailu
James suorittaa kolme viimeistä kierrosta kaikilla aerovarusteilla. Yhdessä ne antavat hänelle mahdollisuuden poiketa 10 sekuntia kontrollikierroksensa keskiarvosta samalla teholla, kierrettäen keskimäärin 2 m 23 s.
Tämä 6,5 %:n kokonaissäästö olisi merkittävän 2m 27s:n arvoinen yli 40 km:n matkalla. Tämä tulos on ennustettavasti hieman pienempi kuin yksittäisten hyötyjen summa, joka johtuu vastuksen eksponentiaalisesta lisääntymisestä nopeuden kanssa sekä monimutkaisesta tavasta, jolla useat aerodynaamiset elementit toimivat vuorovaikutuksessa.
Koko ajaja ja pyörä toimivat järjestelmänä, eikä kyse ole vain siitä, että lisätään yksi elementti seuraavaan ja odotetaan niiden kaikkien käyttäytyvän ikään kuin eristyksissä. Monet alan asiantuntijat sanovat, että komponenttien integrointi on tulevaisuuden suuri hyöty.
Vaikka testiämme ei valvottu yhtä tiukasti kuin laboratoriokoe, se paljasti johdonmukaisia suuntauksia, jotka tukevat aerodynaamisen sarjan tehokkuutta tosielämässä, ja osoitti, että pakkomielle aerodynaamisista parannuksista on perusteltu. Smart on samaa mieltä: "Kun olet harjoitellut vartaloasi hyvälle tasolle, on vaikea löytää paljon enemmän, mutta aerokit on käyttökelpoinen tapa saada nopeampi."
Vaikka Smart ja Lew varoittavat, että testimme toistettavuuden puutteen pitäisi saada meidät varovaisiksi tekemään konkreettisia johtopäätöksiä erilaisten ilmailulaitteiden osien vertailevista eduista, molemmat ovat yhtä mieltä siitä, että sarjasta olisi hyötyä.
'Se, hallitsiko testisi tarpeeksi muuttujia tai oliko siinä tarpeeksi suuri tietojoukko ostopäätöksen tekemiseen tulosten perusteella, on lukijoiden päätös, mutta ennustan, että näytetyt yleistrendit muuttuisivat vain vähän, jos tietojoukko tuulitunneli, sanotko? Kuka tarvitsee yhden niistä?
