Производители идут на многое, чтобы сделать аэродинамический обвес, но действительно ли он сделает вас быстрее? Велосипедист узнает
Если вы едете на велосипеде, вы знаете все о влиянии сопротивления ветра. При езде на скорости по ровной местности аэродинамическое сопротивление составляет до 90% общего сопротивления движению вперед. Это связано с тем, что тупая и неправильная форма велосипеда и гонщика по своей природе плохо справляется с плавным движением по воздуху, а это означает, что любые улучшения в аэродинамике могут иметь большое значение для экономии драгоценной энергии и увеличения скорости..
В результате производители тратят огромное количество времени и денег на аэродинамические испытания, утверждая, например, что комплект, который на 10% эффективнее, может сэкономить вам 20 секунд на заданном расстоянии или дать вам преимущество, эквивалентное пяти. Вт. Велосипедист хотел проверить, можно ли подтвердить эти утверждения в реальном мире, а не только в аэродинамической трубе.
Чтобы провести собственное расследование, мы приехали на велосипедную трассу Хиллингдон в Западном Лондоне. План состоит в том, чтобы местный тестировщик велосипедов Джеймс выполнил пять сессий по три круга с измеряемой и постоянной нагрузкой в 300 Вт, используя каждый раз другой аэродинамический комплект.
Мы используем время каждого сеанса, чтобы определить аэродинамическую эффективность каждого предмета, а затем объединяем их вместе, чтобы установить совокупный эффект.
Компоненты, которые мы заменяем, это колеса, руль, шлем и комбинезон - другими словами, те, которые, скорее всего, будут заменены обычным дорожным гонщиком в поисках лучшей аэродинамики. Хотя есть некоторые переменные, которые означают, что наше тестирование не является полностью научным, наш план, безусловно, нравится директору Reynolds по технологиям и инновациям Полу Лью.
«Такого тестирования недостаточно, - говорит он. «Это отличный способ проверить аэродинамику - проблема в том, что слишком дорого контролировать переменные в реальном мире в той же мере, в какой вы можете контролировать более ограниченное количество переменных в аэродинамической трубе».
'Было бы слишком сложно достичь такого уровня надежности, при котором большинство инженеров могли бы спокойно назвать свое имя. Вы, ребята, не инженеры, так что не беспокойтесь, и я вижу ценность в этом типе тестирования».
Итак, признание одного из самых уважаемых имен в велосипедной аэродинамике дает нам трещину.
Колеса
Первые три круга Джеймс проходит на колесах Mavic R-Sys SLR, рулях Giant Contact SL, джерси Sportful Pro Race, полукомбинезоне Super Total Comfort и шлеме Giro Aeon – весь комплект без аэродинамических претензий.
Эти три круга в среднем 2 м 33 с, которые мы используем в качестве контрольного времени для сравнения кругов с нашими аэродинамическими корректировками.
Первое изменение - переход на колеса Bontrager Aeolus 5 TLR с глубоким профилем. Колеса с глубоким профилем имеют более короткие спицы, которые меньше мешают воздушному потоку, чем стандартные колеса, а более глубокие обода также способствуют ламинарному (плавному) потоку воздуха по их поверхности.
Лью объясняет, что при определенных углах рыскания хорошие аэродинамические обода могут использовать ветер, как парус на лодке, создавая тягу вперед, противодействующую сопротивлению. Среднее время Джеймса на трех кругах на 5 секунд быстрее (2 минуты 28 секунд), чем контрольное время - улучшение на 3,3%.
Это не кажется таким большим, как мы ожидали, но Лью не удивлен.
‘Эффект парусности глубоких краев лучше всего работает при постоянном боковом ветре, например, на трассе TT туда и обратно. На короткой гоночной трассе повороты слишком сильно меняют угол ветра, чтобы иметь такой драматический эффект».
Аэробары
Следующим шагом будет замена традиционных рулей на шоссейные аэродинамические рули Enve SES с плоским верхом. Форма волчков в виде хвоста Камма представляет собой минимальную площадь фронтальной поверхности для ветра, поэтому имеет эффект аккуратного разделения воздуха для уменьшения перепада давления, вызывающего сопротивление давлению - ключевой фактор в общем аэродинамическом сопротивлении.
Среднее время круга с полосами Enve на 6 секунд меньше, чем на контрольной 2 минуты 27 секунд – экономия 3,9%. Это нас удивляет, так как мы не ожидали, что небольшая разница в форме руля так повлияет на аэродинамическое сопротивление, но улучшение скорости не было полностью связано с аэродинамическим поперечным сечением руля..
Они узкие в верхней части и расширяются в нижней части, поэтому при одинаковой общей ширине верхняя часть имеет меньшую фронтальную площадь. Кроме того, форма капель побуждает гонщика принять более узкую и аэродинамическую посадку.
Саймон Смарт, основатель аэродинамической компании Drag2zero, помогал разрабатывать рули. «Переход из более вертикального положения в более низкое дает наибольшее снижение сопротивления», - говорит он.
«Дополнительные ватты, сэкономленные за счет хорошей аэродинамики, легко превышают прирост, который вы получите от лучших зимних тренировок, которые вы могли бы провести».
Шлем
Поскольку голова водителя является одной из областей, наиболее подверженных воздействию воздушного потока, производители выпускают аэродинамические шлемы, предназначенные для эффективного направления воздушного потока, чтобы минимизировать турбулентность, но при этом иметь несколько вентиляционных отверстий.
Это привело к недавним заявлениям о впечатляющих аэродинамических преимуществах: Giro утверждает, что его Air Attack на 17 секунд быстрее на 40 км, чем его шлем Aeon. С Evade Specialized на голове Джеймс показывает среднее время круга 2 минуты 31 секунду - разница в 2 секунды с нашим контрольным временем. При экстраполяции это может привести к экономии примерно 26 секунд на 40-километровой поездке.
Лью объясняет, что такая впечатляющая экономия времени, скорее всего, связана с относительно высокой скоростью Джеймса. Чтобы поддерживать выходную мощность 300 Вт, он двигался со скоростью около 38 км/ч, а преимущества улучшенной аэродинамики увеличиваются в геометрической прогрессии со скоростью.
«Если бы вы построили график с сопротивлением по вертикальной оси и скоростью по горизонтальной оси, вы бы не увидели прямую линию - вы увидели бы экспоненциальную кривую вверх», - говорит Лью. «Сопротивление начинает значительно увеличиваться на скорости более 30 км/ч, так что при превышении этой скорости аэродинамический прирост действительно заметен».
Скинсьют
Наш последний элемент аэрообвеса - комбинезон Santini Speed Shell. Лью и Смарт согласны с тем, что, поскольку тело является самой большой сингулярной массой, оно вносит наибольшую долю сопротивления.
Скинкостюм устраняет рябь на поверхности, вызванную швами и нахлестами одежды, поэтому мы ожидаем довольно большое влияние на аэродинамику. Тем не менее, мы обнаружили, что экономия времени составляет всего 0,8%, а средний круг Джеймса составляет 2 минуты 32 секунды.
Несмотря на то, что при экстраполяции на большее расстояние это все еще приличная экономия, это менее выгодно, чем другие элементы в этом тесте. Это может быть связано с тем, что стандартная футболка и полукомбинезоны Джеймса имели довольно пикантный крой с минимальным избытком ткани.
Другие преимущества комбинезонов, такие как компрессия, которую они оказывают на мышцы, снижают утомляемость, но только после более длинных расстояний, чем мы ехали здесь.
И последний момент, о котором стоит упомянуть, заключается в том, что в отличие от других компонентов, форма которых может быть изменена для минимизации сопротивления, комбинезон может работать только для уменьшения так называемого «прямого трения» и не изменяет форму тела гонщика.. Прямое трение является второстепенным компонентом аэродинамического сопротивления и имеет гораздо меньшее значение, чем лобовая площадь и профиль.
Полная аэродинамика
Джеймс завершает свои последние три круга со всем аэродинамическим снаряжением. Вместе они позволяют ему отрезать 10 секунд от среднего контрольного круга при той же выходной мощности, в среднем 2 минуты 23 секунды.
Эта общая экономия в 6,5% будет стоить значительных 2 минут 27 секунд на 40 км. Как и ожидалось, этот результат немного меньше, чем сумма отдельных выигрышей из-за экспоненциального увеличения сопротивления со скоростью, а также сложного способа взаимодействия нескольких аэродинамических элементов.
Всадник и велосипед работают как единая система, и это не просто случай добавления одного элемента к другому и ожидания, что все они будут вести себя как бы изолированно. Многие эксперты в этой области говорят, что интеграция компонентов - это то, где кроются большие преимущества в будущем.
Несмотря на то, что наш тест не контролировался так строго, как лабораторный эксперимент, он выявил устойчивые тенденции, подтверждающие эффективность аэродинамического комплекта в реальных условиях, и показал, что одержимость аэродинамическими улучшениями вполне обоснована. Смарт соглашается: «После того как вы натренировали свое тело до хорошего уровня, трудно найти что-то большее, но аэрообвес - это действенный способ стать быстрее».
Хотя Смарт и Лью предупреждают, что отсутствие воспроизводимости в нашем тесте должно заставить нас с осторожностью делать конкретные выводы о сравнительных достоинствах различных элементов аэрооборудования, оба согласны с тем, что комплект будет полезен.
'Учитывал ли ваш тест достаточное количество переменных или имел ли он достаточно большой набор данных, чтобы принять решение о покупке на основе результатов, это решение остается за вашими читателями, но я предполагаю, что отображаемые общие тенденции мало изменятся, если набор данных было увеличено.» Аэродинамическая труба, вы говорите? Кому нужен один из них?
