Märkä olosuhteet saattavat olla viimeinen asia, jonka haluat suunniteltaessa matkaasi, mutta jos tavoitteesi on huippunopeus, se ei välttämättä ole ollenkaan huono
On monia järkeviä syitä välttää ratsastusta, kun sääennusteen mukaan sataa. Se on petollinen, voi olla vain hieman kurja ja pyöräsi peittyy tielikaan. Mutta jos saavutat huippunopeuden urheilun aikana tai asetat aika-ajon PB-ominaisuudet asialistallesi, sinun kannattaa suunnitella hyökkäys juuri siihen aikaan, jolloin pilvet ovat uhkaavimmillaan.
On olemassa useita teorioita siitä, minkä ilmakehän olosuhteiden yhdistelmän avulla voit polkea konettasi nopeimmillaan, ja on näyttöä siitä, että kun se on märkä tai kohta märkä, on paras aika maksiminopeuksille. Pyöräilijä päätti kuitenkin, että oli aika hankkia tieteellistä todistusta lisättäväksi olettamukseen.
Väistämättä polkupyörän nopeuden suhteen asiat riippuvat aerodynamiikasta ja tässä tapauksessa siitä, kuinka ilmakehän olosuhteet vaikuttavat siihen, kuinka helposti voit halkaista ilmaa.
Andy Ruina, Cornellin yliopiston mekaniikka- ja ilmailutekniikan professori, selittää: "Tiedämme, että ilmanvastusvoima on pyöräilijän suurin vastus. Se on karkeasti verrannollinen ilman tiheyteen ja nopeuden neliöön. Ilman tiheys on pienempi pienemmässä paineessa [tämän vuoksi ihmisvoimalla nopeusennätyksiä tehdään suuressa korkeudessa] ja korkeammassa kosteudessa ja korkeammassa lämpötilassa. Lentokoneen hissillä on samanlainen skaalaus, joten lentokoneet tarvitsevat pidempiä kiitoratoja kuumina kosteina päivinä.’
Ilman vakavaa maisemointia et voi tehdä juurikaan nostaaksesi yksityisen TT-piirisi korkeutta muutamalla tuhannella metrillä, mutta ilmanpaine, kosteus ja lämpötila vaihtelevat, ja jos etsit optimaalista yhdistelmää matala paine, korkea kosteus ja korkea lämpötila – ne osuvat samaan aikaan, kun ilmassa on myrsky.
Chris Yu, Specializedin aerodynamiikka- ja T&K-insinööri, kertoo tarinan: "Ajajaan kohdistuva vastus on pienempi kosteuden ja alhaisen ilmanpaineen myötä, mutta vaikutukset ovat pieniä. Äärimmäisissä olosuhteissa, kuten myrskyn jälkeen, ne voivat kuitenkin olla niin suuria, että niissä on huomattava ero.’ Kysymys kuuluu: kuinka paljon?
Tiede
Kaiva esiin vanhat koulukirjasi ja saatat löytää seuraavan yhtälön: ilman tiheys (rho)=paine / (kaasuvakio x lämpötila). Toisin sanoen ilman tiheys on verrannollinen ilmanpaineeseen ja kääntäen verrannollinen lämpötilaan. Jotta voit hyötyä alhaisesta ilmantiheydestä (ja minimaalisesta vastusta), tarvitset matalaa painetta ja korkeita lämpötiloja. Lisäksi korkea kosteus (vesihöyry) ilmassa vähentää sen tiheyttä, koska vesimolekyylit (vedystä ja hapesta) ovat kevyempiä kuin happi- ja typpimolekyylit, jotka muodostavat suurimman osan ilman tilavuudesta.(Edellinen yhtälö pätee edelleen kosteaan ilmaan, jolloin kaasuvakio on suurempi, mikä vähentää ilman tiheyttä.)
Nopeuden (v) laskemiseksi ratsastajalle, joka polkee tasaisella teholla (P), vastusvakiolla c, ilmassa, jonka tiheys on rho, yhtälö on: v=3√(P/(c x rho))). Koska paine on jakeen pohjalla, jos pienennät sitä, nopeus kasvaa, kuten odotamme. Mutta mitä se tarkoittaa tiellä?
Ruina sanoo: 'Karkeasti ottaen, jos lasket rho [ilmanpainetta] 10 %, voit lisätä keskinopeutta noin 3 %. Tämä jättää tietysti huomioimatta sen, että ratsastajalla ei ehkä ole samaa tehoa (P) alhaisemmalla paineella, korkeammalla lämpötilalla ja korkeammalla kosteudella. Tämän lisäksi päällysteen kosteus saattaa vaikuttaa vierintävastukseen.’
Todellakin. Alhaiset ilmanpaineet osuvat usein samaan aikaan epävakaan tai myrskyisen sään kanssa ja lisäävät veden aiheuttamia ongelmia. Vaikka aerodynaaminen vastus muodostaa 80-90% nopeasti liikkuvan ajajan vastustusta, pyörän maan yli kulkemisesta aiheutuva vierintävastus kuluttaa myös energiaa ja nopeutta. Intuitiivisesti voidaan olettaa, että vesi lisää kitkaa ja hidastaa sinua. Ei niin sanoo Wolf vorm Walde Continentalin renkaista.
’Jos pinta on vain kyllästetty ohuella vesikalvolla – koska vesi ei nouse asf alttigranulaatin huippujen yläpuolelle – vierintävastusta pitäisi pienentää”, hän sanoo. Vierintävastus on enimmäkseen materiaalin muodonmuutoksesta johtuvaa energian menetystä – energiaa, joka tarvitaan renkaan puristamiseen sen vieriessä maan päällä.
’Mutta myös vierintävastus johtuu tarttumisesta ja kumin pinnan tahmeudesta, hän lisää. "Liimavoimat ovat paljon pienemmät kuin muodonmuutoksen aiheuttamat häviöt. Silti kumi ja tie sitoutuvat molekyylitasolla kosketuspaikassa. Kiinnitys on sitä vahvempi mitä pidempi viipymäaika – tämä tarkoittaa, että mitä hitaammin ajetaan, sitä vahvempi on tartunta. Tämä osa vierintävastusta pienenee, jos renkaan ja tien välissä on irrotusainetta [vettä]. Märkä rengas on vähemmän tahmea. Vesi estää liitoksen kosketuspaikassa.'
Joten näyttää siltä, että kostea tie luo vähemmän vierintävastusta, mikä tekee sinusta nopeamman. Mutta odota hetki…
Vedellä on toinenkin vaikutus tiellä, sanoo vorm Walde. Kaikki yllä oleva pätee vain samoihin lämpötiloihin. Käytännössä vesi jäähdyttää renkaan ja tien alaspäin. Viileämmällä renkaalla on suurempi vierintävastus. Tämä torjuu pienemmän vierintävastuksen vaikutuksen pienemmän tartuntakyvyn vuoksi. On myös otettava huomioon toinen tekijä – jos vesikalvo on tarpeeksi paksu peittämään asf altin, renkaan on syrjäytettävä vesi. Tässä tapauksessa vastus on suurempi.’
Söpön paikan löytäminen
Matkalla eräs kuuluisa aika-ammattilainen ei epäile parhaita olosuhteita. Graeme Obree oli kahdesti henkilökohtaisen takaa-ajon maailmanmestari ja kaksinkertainen tunnin matkaennätyksen h altija, ja hän on analyyttisestä lähestymistavastaan tunnettu mies. "Kun odotat kaatosadetta ja on tyyntä - se on makea paikka", hän sanoo. "Kolme täydellistä olosuhdetta ovat korkea lämpötila, korkea kosteus ja alhainen ilmanpaine. Kosteat kesäillat ovat yleensä nopeampia, kun ilmassa voi melkein haistaa vettä. Näitä olosuhteita ei tule kovin usein, ja kun ne kohtaavat, on kuin "vau", saat kauden parhaan muodon. Se on ilta, jolloin sinun pitäisi käyttää nopeimpia pyöriäsi.’
Tietenkään kukaan ei syytä sinua, jos myrskyinen ennuste pitää sinut poissa pyörästäsi, mutta sitten taas voi olla, että kannattaa lähteä pikamatkalle.
