Современные велосипеды лучше всего работают при определенных углах ветра, но как производители узнают, откуда будет дуть ветер?
Аэрорамы и колеса разработаны для оптимизации скольжения вашего велосипеда в воздухе. Беда в том, что воздух этого не знает. Он постоянно меняет скорость и направление относительно вас на вашем велосипеде, что означает, что один важный фактор аэродинамики редко остается стабильным в течение очень долгого времени - угол рыскания..
Тем не менее, производители говорят, что они оптимизировали свои продукты для определенных диапазонов углов рыскания, а некоторые даже утверждают, что создали формы труб и обода, которые действуют как паруса, толкая велосипед вперед, когда ветер дует на него под правильным углом.. Но если скорость и направление как ветра, так и водителя бесконечно изменчивы, как может быть «оптимальный» угол рыскания и, что более важно, какой он?
Во-первых, давайте разберемся с рысканьем. Представьте, что вы привязываете шелковую нить к подседельному штырю, а затем отправляетесь в виртуальную поездку на север. Предположим, что это совершенно безветренный день, нить будет проходить прямо за вами, указывая строго на юг, на одной линии с вашим задним колесом.
Но представьте, что погода резко меняется и дует ветер с запада. Эта новая сила будет действовать на шелковую нить, толкая ее на восток и открывая угол между нитью и обращенной на юг линией заднего колеса.
Это угол рыскания. Это результат сочетания силы естественного ветра с силой встречного ветра, который вы создаете для себя, двигаясь вперед.
Сужение углов
Из этого вы можете теперь видеть, что даже если ветер дует на вас под прямым углом, идея чистого бокового ветра - просто болтовня.
Ваше движение вперед всегда будет создавать сквозняк, и эта сила будет, в большей или меньшей степени, в зависимости от скорости, с которой вы едете, противодействовать направлению ветра, толкая нить и эффективно закрывая угол рыскания от гипотетического под прямым углом к чему-то значительно меньшему.
Вот почему профессиональным командам никогда не приходится ехать бок о бок, чтобы защитить друг друга при сильном боковом ветре. Вместо этого они образуют диагональный эшелон для укрытия.
Конечно, ветер, ваша скорость и относительное направление одного относительно другого постоянно меняются на протяжении всей поездки. Например, в нескольких милях вниз по дороге во время вашей гипотетической поездки западный ветер может внезапно усилиться и подтолкнуть еще дальше на восток, чтобы увеличить угол рыскания..
Но это еще не все. Представьте, что вы начинаете спускаться по крутому спуску, где ваша увеличенная скорость также увеличивает эффективный встречный ветер, который вы создаете для себя. Эта теперь более сильная сила толкает нить обратно ближе к южной линии заднего колеса и уменьшает угол рыскания. Таким образом, скорость влияет и на угол рыскания: двигайтесь быстрее, и угол рыскания становится меньше.
Итак, теперь наша фиктивная поездка закончена, но остается вопрос о силе ветра: поскольку скорость и направление гонщиков и ветер, с которым они сталкиваются, бесконечно изменчивы, как производители могут говорить о размахе углов рыскания, которые они выбранный для оптимизации аэродинамической формы их рам и колес является правильным? Пришло время поболтать с экспертами.
Работаем над углами
«Мы потратили много времени на тестирование разных спортсменов - от обычных гонщиков до профессионалов - в разных дисциплинах, и интересно, насколько разнообразен диапазон», - говорит Крис Ю, руководитель группы прикладных технологий Specialized.
‘Если вы посмотрите на спринтера WorldTour, отрывающегося от колеса на последних 200 м гонки, эффективный рыскание чрезвычайно мало – близко к 0°. Это потому, что они едут очень быстро, более 60 км/ч, а финишные прямые, как правило, хорошо защищены барьерами и толпами людей, которые блокируют боковой ветер..
'С другой стороны, если вы отправляетесь на чемпионат мира Kona Ironman, они едут вверх по гавайскому побережью, а ветер дует по воде, поэтому для возрастной группы в Kona эффективные углы рыскания достигают до диапазона 15 °, если это порывы. Профессионалы будут двигаться немного быстрее, поэтому они увидят углы рыскания до 10° или около того - может быть, подростки», - говорит Ю.
В дороге
Эти цифры - не просто догадки, они являются результатом установки инструментов на настоящие велосипеды и того, что настоящие велосипедисты делают то, что у них получается лучше всего - ездят по дорогам.
Мио Сузуки из Trek говорит: «Мы устанавливаем датчик давления на велосипед, который далеко выступает, чтобы избежать попадания «грязного» воздуха от велосипеда или гонщика. Мы взяли пробы воздуха вокруг нашей штаб-квартиры в Висконсине, и команда также отправилась в Аризону и Кону за Ironman».
Эти усилия по сбору данных позволяют производителям рассчитать вероятность столкновения велосипедиста с определенными углами рыскания, что затем информирует процесс проектирования с помощью программного обеспечения для вычислительной гидродинамики и испытаний в аэродинамической трубе.
‘Мы пытаемся сузить круг с помощью экспериментов и измерений. Для этого разумного угла рыскания диапазон составляет от 5° до 15°», - говорит Леонард Вонг, специалист по аэродинамике Giant.
Suzuki рассказывает аналогичную историю: «В реальном мире угол рыскания от 2,5° до 12,5° является наиболее распространенным углом рыскания, с которым сталкиваются гонщики».
Ю из Specialized добавляет: «Для обычного велосипедиста, если только вы не едете в очень ветреную погоду, типичные углы составляют менее 10°».
Эта небольшая разница в результатах объясняет, почему один аэробайк не похож на другой. Компания Specialized разработала Venge ViAS, основываясь на своем видении идеального диапазона рыскания, в то время как Trek разработала Madone, чтобы соответствовать другому диапазону.
Итак, кажется, что если вы Питер Саган, ведущий пелотон со скоростью 50 км/ч, вам нужен велосипед, оптимизированный для работы с углами рыскания около 3°-7°, в то время как остальные из нас хотят велосипед, спроектированный для борьбы с рысканьем до 10°-12°.
Повышение производительности
А как насчет идеи о том, что некоторые конструкции могут использовать боковой ветер для создания тяги вперед, как яхта, лавирующая против ветра? Джейсон Фаулер из Zipp Wheels категоричен: «Мы в это не верим», - говорит он.
Ксавье Дисли, чья консалтинговая компания AeroCoach измеряет аэродинамику трека для команд и производителей WorldTour, столь же пренебрежительно: «Всякий раз, когда люди обнаруживали тягу в прошлом, это, как правило, происходило за счет таких компонентов, как дисковые колеса. Но как часть всей системы велосипеда и гонщика любой эффект будет крошечным».
Велосипедная наука Макса Гласкина вышла в мягкой обложке. Он освещает все аспекты в Твиттере как @cyclingscience1.
