Когда дорога становится крутой, исчезают ли аэродинамические эффекты сквозняка? Велосипедист расследует…
Нетрудно представить себе сценарий: вы на полпути к Альп-д'Юэз, отчаянно пытаясь сохранить контакт с колесом впереди. Легкие горят, сердцебиение учащается, тело кричит о передышке.
Так стоит ли все эти усилия, когда драфтинг во время набора высоты может принести лишь самую маленькую пользу?
Энергосберегающие эффекты драфтинга на равнине хорошо известны, но количественные преимущества отставания от райдеров на подъеме относительно занижены.
«Объективных данных по этому поводу не так много, потому что последствия драфта трудно изучить», - объясняет Дэймон Ринар, старший велотехник Cervélo.
‘У нас есть аэродинамические трубы для изучения аэродинамического сопротивления у отдельных гонщиков, и исследования на велодроме для измерения тяги в командной гонке преследования, но применить это к горам сложно’
Назад к основам
Пора вернуться к истокам. Суть в том, что аэродинамические преимущества зависят от скорости, которая быстро уменьшается, когда вы едете в гору.
«В велоспорте необходимо преодолеть три силы: сопротивление воздуха, сопротивление качению и гравитацию», - объясняет Мэтт Уильямс, специалист по аэродинамике McLaren Applied Technologies.
«На плоской поверхности вся мощность уходит на преодоление сопротивления и сопротивления качению, но когда вы начинаете подниматься в гору, сила веса, сопротивляющаяся движению, довольно быстро возрастает», - говорит он.
‘При заданном усилии вы движетесь медленнее, потому что вы тратите больше усилий на преодоление гравитации и меньше на движение вперед’
И с уменьшением скорости уменьшается сопротивление воздуха. Это можно выразить следующим образом: Fd=½ rv2CdA (где r=плотность воздуха, v=скорость, Cd=коэффициент лобового сопротивления и A=лобовая площадь), что означает, что зависимость между скоростью и сопротивлением является экспоненциальной.
«Сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости, поэтому сила сильно меняется при любом изменении скорости», - объясняет Ринар.
'При типичной скорости набора высоты от 15 до 20 км/ч сопротивление ветру уже значительно снизилось, а на скорости около 12 км/ч сопротивление ветра примерно равно сопротивлению качению шин'
Все это означает, что гораздо меньше возможностей для экономии энергии при движении вверх по склону, потому что сила, действующая на всадника, намного меньше.
«Ваша скорость падает довольно быстро, поэтому аэродинамические преимущества падают», - говорит Уильямс.
Подводим итоги
Так какая экономия энергии доступна в горах? «На ровной поверхности вы можете использовать 300 Вт для преодоления аэродинамических сил, например, и если вы сэкономите треть этой суммы за счет черчения, это будет на 100 Вт меньше», - говорит Уильямс..
Но при градиенте 6% до 80% энергии может быть использовано для сопротивления гравитации, и только 10% – для сопротивления воздуха.
‘Если вы используете только 30 ватт для преодоления аэродинамического сопротивления, даже если вы сэкономите треть этой суммы, вы сэкономите только 10 ватт».
На самом деле реальная экономия может быть даже меньше. «Проставить цифры - сложная часть, - говорит Ринар.
‘Было измерено, что драфт снижает требуемую мощность на 30-50%, но это при нормальной скорости движения по ровному грунту.
Для скалолазания мощность выше, а скорость ниже, поэтому экономия с точки зрения силы лобового сопротивления также ниже, но это нелегко подсчитать».
Тем не менее, Дэвид Суэйн, профессор физкультуры в Университете Олд Доминион в Вирджинии, говорит, что всегда есть некоторый эффект от драфтинга, каким бы незначительным он ни был.
«Бегуны явно выигрывают на скорости 15 миль в час, так как четырехминутная миля была впервые преодолена с помощью драфтинга, и, похоже, они выигрывают даже в марафонском темпе», - говорит он.
«Снижаются затраты энергии при подъеме на велосипеде со скоростью, если холм не настолько крутой, чтобы форсировать темп ходьбы».
Выключение питания
И чем больше общей мощности вы можете вложить в систему или чем легче вы, тем больше преимуществ - это объясняет, почему профессионалы держатся так близко друг к другу в горах.
«Большинство из нас, поднимаясь на 8% подъема, двигаются со скоростью всего 8 или 9 км/ч - и на такой скорости преимущество незначительно», - говорит Тони Пернелл, профессор инженерии Кембриджского университета и руководитель отдела технического развития British Cycling.
‘Но если вы поднимаетесь, как Виченцо Нибали, это другое обстоятельство. На скорости 20 км/ч это ощутимое техническое преимущество».
'Поскольку градиент превысит 5% или 6%, они сэкономят немного, но это та сумма, которую производители велосипедов хотели бы сэкономить на конструкции оборудования, так что это ни в коем случае не незначительно, - добавляет Уильямс.
«В контексте трехнедельной многодневки профессиональные гонщики ищут любую возможность сэкономить энергию».
Получение прибыли
Профессиональные команды сейчас стремятся лучше количественно оценить преимущества драфта, измеряя эффективную скорость ветра по всему телу в режиме реального времени, которую трудно предсказать в горах.
«То, что необходимо и только что стало доступным, - это цифровые датчики скорости воздуха и направления ветра на велосипеде», - говорит Ринар.
'У Mavic есть датчик ветра, который они используют, и у нас есть инструмент под названием Aerostick, который измеряет кажущуюся скорость воздуха, направление ветра и траекторию гонщика, выходную мощность и скорость, и записывает эти данные каждую секунду..
‘Но эта технология является относительно новой за последние три года или около того, и большая часть данных, полученных с ее помощью, все еще находится в частных руках’
Наверняка кажется, что драфт - это путь вперед, и это без учета дополнительных тактических и психологических преимуществ возможности начать атаку сзади или позволить своим товарищам по команде задавать темп.
«Дружелюбный руль может иметь решающее значение в психологическом плане», - говорит Пурнелл. «А подъемы редко бывают устойчивыми, поэтому вы хотите быть на чьем-то колесе для более плоских участков, где действительно есть значительное преимущество».
Для нас, простых смертных, может быть одно соображение. «Вы должны знать, на что вы способны, потому что драфтинг означает придерживаться той же скорости, что и гонщик перед вами», - говорит Пурнелл.
Держитесь своего темпа
'Люди часто говорят: "Лазай в своем собственном темпе", и это имеет смысл. Вы можете получить преимущество в энергии за счет драфта, но если это будет слишком быстро, вы уйдете в минус и проиграете».
Чтобы выразить это в цифрах, при уклоне 20% средний 70-килограммовый гонщик, вырабатывающий 300 Вт, будет двигаться со скоростью чуть более 6 км/ч, при этом сопротивление воздуха становится незначительным, а дрейф не вызывает особого беспокойства по сравнению с простым движением вперед.
Но Ринар разделяет точку зрения гонщика: «Всегда стоит драфтить», – заключает он. «И если вы не на драфте, то должна быть причина, почему бы и нет. Если есть финишная черта, к которой нужно бежать, или атака, то это все веские причины.
‘Но драфт помогает, если у вас нет причин не делать этого. Даже если это небольшая сумма, она бесплатна, так почему бы не взять ее?»
