Когда на счету каждый грамм, имеет смысл накачивать шины газом легче воздуха. Или нет?
В 1972 году Эдди Меркс хотел, чтобы его шины были заполнены газом, который легче воздуха, для его попытки установить часовой рекорд. Его изготовитель рам, Эрнесто Кольнаго, не мог достать гелия, поэтому Эдди пришлось обходиться без него, но это все равно не помешало ему установить новый рекорд на раме, уже просверленной в достаточном количестве отверстий, чтобы сбить с толку швейцарскую мышь.
Но какая разница? Сколько веса будет сохранено? Чтобы получить ответы, мы должны быть научными, так что снимите жилет и солнцезащитные очки, наденьте лабораторный халат и защитные очки.
Давайте предположим, что вы используете колеса 700c с шинами 25 мм. Каждый имеет объем тени менее одного литра. Чтобы оставаться в соответствии со стандартами, согласованными химиками повсюду (за исключением США, по причинам, наиболее известным им самим), мы также предположим, что вы едете по морю, поэтому атмосферное давление составляет одну стандартную атмосферу, и это холодно., почти точка замерзания.
Теперь, когда все эти переменные зафиксированы, давайте посчитаем по ходу дела.
Если ваши шины были недостаточно накачаны до того же давления, что и атмосферное, то есть около 14,5 фунтов на квадратный дюйм, воздух в каждой из них будет весить 1,24 грамма – почти 2,5 грамма на пару.
Вы, тем не менее, разумны и имеете их на 100 фунтов на квадратный дюйм, втиснув почти в семь раз больше молекул. В этом случае воздух в одной из ваших шин весит 8,56 г - более 17 г для пары.
Тогда случается катастрофа. Ты прокалываешь - ты поверишь? – спереди и сзади одновременно. Будучи учёным, вы готовы, и у вас есть запасные трубки, но у вашей помпы ломается ручка.
К счастью, проходящий мимо продавец воздушных шаров, впечатленный вашим белым халатом и защитными очками, продает вам немного гелия по стандартной цене 1,58 фунта стерлингов за литр.
Вы впрыскиваете его через сломанный разъем насоса, используете свои сверхъестественно чувствительные большие пальцы, чтобы проверить, что они достигают точно 100 фунтов на квадратный дюйм, и уезжаете, удовлетворенные хорошо выполненной работой.
Вы сразу же заметите разницу, проносясь намного быстрее. Бензин в каждой шине теперь весит всего 1,18 г. Весь ваш велосипед и ваше хорошее «я» стали почти на 15 г легче благодаря гелию.
Это экономия, эквивалентная весу трех спиц.
К сожалению, ваша радость урезана еще одним двойным проколом. Невероятно, изобретатель экспериментального автомобиля на топливных элементах останавливается и перекачивает немного водорода из своего бака в еще две новые камеры, которые вы вставили в свои шины.
Заплатив ей 63 пенса за литр, вы крутите педали, ускоряясь еще быстрее, чем раньше, потому что бензин в каждой шине составляет ничтожные 0,59 г.
По сравнению с воздухом, ваш велосипед теперь почти на 16 г легче с водородом в шинах - это на четыре спицы.
Быстро падает
К вашему безудержному удовольствию, член Hackney CC присоединяется к вам и едет рядом, держась подальше, чтобы ваш развевающийся лабораторный халат не заклинил его колеса.
Это Андреа Селла, профессор химии Университетского колледжа Лондона. Он замечает, что вы увеличили скорость, и, естественно, вы начинаете задыхаться.
‘Одна из проблем, с которой вы столкнетесь, заключается в том, что частицы гелия и водорода настолько меньше молекул воздуха, что они могут прокладывать свой путь сквозь материалы, которые их содержат.
«И они перемещаются намного быстрее, поэтому они могут сделать это быстро - вот почему наполненные гелием воздушные шары быстро сдуваются», - говорит проф.
В этот момент боковой ветер сдувает вас в канаву, где, почти предсказуемо, вы едете через кусок стекла и тлеющий окурок.
Неизбежный прокол переднего колеса высвобождает водород, и, зная поразительную воспламеняемость самого легкого и самого распространенного элемента во Вселенной, вы боитесь пожара масштабов Гинденбурга.
Селла, однако, невозмутимо пожимает плечами. «Водород быстро рассеивается, поэтому маловероятно, что он загорится и сгорит», - говорит он. «Для этого вам, вероятно, понадобится целый пелотон шин, накачанных водородом, внутри герметичного навеса для велосипедов, и все они будут проколоты сразу».
Когда вы берете его насос, чтобы накачать воздух в новую трубку, которую он любезно дал вам, он говорит, что если вы беспокоитесь, вам следует использовать гелий, так как он совершенно инертен, хотя и вдвое тяжелее водорода.
Прежде чем вы сможете объяснить, что уже пробовали гелий, ему звонит доктор Майкл де Подеста, главный научный сотрудник Национальной физической лаборатории, который указывает на еще один недостаток гелия.
«Он менее податлив, поэтому ездить будет труднее», - говорит он. «Водород мягче». Теперь вы рады, что в переднем колесе снова есть воздух, потому что оно еще лучше реагирует на неровное дорожное покрытие.
С таким большим количеством знаний, которые нужно переварить, вы останавливаетесь в теплом кафе и усаживаетесь за тарелку бобов на тосте, обнаруживая, что делите стол с Гордоном Эдвардсом, заслуженным научным сотрудником Национальной физической лаборатории.
Он отмечает, что любой вес, сэкономленный на ободе, будь то за счет более легкого бензина или более тонких шин, в два раза эффективнее, чем в других местах на велосипеде или велосипедисте.
«Это ускоряет ускорение и свободное движение вниз по склону», - говорит он.
К сожалению, ваш желудок булькает, что побуждает вас спросить о движении газа внутри шины. «Когда вы начинаете, он не будет вращаться, но трение с шиной быстро разгонит его до той же скорости», - говорит Эдвардс.
'Воздух более вязкий, чем гелий и водород, поэтому, по-видимому, это займет больше всего времени, но я предполагаю, что для любого из них время достижения равновесия составляет порядка нескольких секунд».
Другой велосипедист наклоняется, извиняется за прерывание и добавляет: «Когда вы начинаете двигаться вперед, любой газ внутри вашей шины будет оказывать большее давление на заднюю часть шины, чем на переднюю». Ситуация меняется на обратную, когда вы замедляетесь», - говорит он.
Логотип на его майке говорит, что он доктор Ричард Мартино, директор отдела ядерной науки и технологий в Национальной лаборатории Айдахо, так что не спорьте.
Владелец кафе спрашивает Эдвардса и Мартино, не беспокоите ли вы их в белом халате, защитных очках, аэрошлеме и лайкре, поэтому вы приносите свои извинения и уходите. Бобы подействуют, и вы сломаете ветер.
Еще один быстрый подсчет показывает, что если вы можете продолжать пукать в течение трех недель и двух дней, вы, в среднем, сэкономите столько же веса, сколько заправите свои шины гелием. Выбор, а?
