Agham sa pagbibisikleta: Sulit ba ang pag-draft pataas?

Talaan ng mga Nilalaman:

Agham sa pagbibisikleta: Sulit ba ang pag-draft pataas?
Agham sa pagbibisikleta: Sulit ba ang pag-draft pataas?

Video: Agham sa pagbibisikleta: Sulit ba ang pag-draft pataas?

Video: Agham sa pagbibisikleta: Sulit ba ang pag-draft pataas?
Video: REVAN - THE COMPLETE STORY 2024, Abril
Anonim

Kapag naging matarik ang kalsada, nawawala ba ang aerodynamic effect ng drafting? Sinisiyasat ng siklista…

Hindi mahirap isipin ang senaryo: nasa kalagitnaan ka ng Alpe d'Huez, sinusubukang manatiling nakikipag-ugnayan sa gulong sa harap. Nasusunog ang mga baga, tumataas ang tibok ng puso, sumisigaw ang iyong katawan para sa pahinga.

Kaya sulit ba talaga ang lahat ng pagsisikap na ito na manatili kapag ang pag-draft sa panahon ng pag-akyat ay maaaring makamit lamang ang pinakamaliit na benepisyo?

Ang nakakatipid na epekto ng pag-draft sa flat ay kilala na, ngunit ang dami ng benepisyo ng pagiging nasa likod ng mga sumasakay sa pag-akyat ay medyo hindi naiulat.

‘Walang masyadong layuning data tungkol dito, dahil mahirap pag-aralan ang mga epekto ng pagbalangkas,’ paliwanag ni Damon Rinard, senior cycling technologist sa Cervélo.

‘Mayroon kaming mga wind-tunnel upang pag-aralan ang aero drag sa mga indibidwal na sakay, at pag-aaral ng velodrome upang sukatin ang pag-draft sa isang team pursuit – ngunit mahirap ilapat iyon sa mga bundok.’

Bumalik sa pangunahing kaalaman

Oras na para bumalik sa pangunahing kaalaman. Ang bottom line ay ang mga benepisyo ng aerodynamic ay nakadepende sa bilis – na mabilis na bumababa kapag umakyat ka.

‘Sa pagbibisikleta, ang tatlong puwersang malalampasan ay ang air resistance, rolling resistance at gravity,’ paliwanag ni Matt Williams, aerodynamics specialist sa McLaren Applied Technologies.

'Sa patag na lupa, lahat ng lakas ay napupunta sa pagtagumpayan ng drag at rolling resistance – ngunit habang nagsisimula kang umakyat, ang puwersa ng bigat na lumalaban sa paggalaw ay mabilis na tumataas, ' sabi niya.

‘Para sa isang partikular na pagsisikap, mas mabagal ka, dahil mas ginagamit mo ang pagsisikap na iyon upang madaig ang gravity, at mas mababa sa aktwal na pagsulong.’

At habang bumababa ang bilis, bumababa rin ang resistensya ng hangin. Ito ay maaaring ipahayag bilang: Fd=½ rv2CdA (kung saan ang r=air density, v=velocity, Cd=coefficient of drag at A=frontal area), ibig sabihin ay exponential ang ugnayan sa pagitan ng bilis at drag.

‘Ang drag force ay proporsyonal sa velocity squared, kaya malaki ang pagbabago ng puwersa sa anumang pagbabago sa bilis,’ paliwanag ni Rinard.

'Sa karaniwang bilis ng pag-akyat na 15 hanggang 20kmh, ang resistensya ng hangin ay bumaba nang malaki, at sa humigit-kumulang 12kmh, iyon ang punto kung saan ang paglaban ng hangin ay halos katumbas ng rolling resistance ng mga gulong.'

Ang lahat ng ito ay nangangahulugan na mas maliit ang saklaw para sa pagtitipid ng enerhiya sa pamamagitan ng pagdulas sa isang burol, dahil ang puwersa laban sa sakay ay napakaliit.

‘Medyo mabilis bumagsak ang iyong bilis, kaya bumaba ang mga benepisyo ng aero,’ sabi ni Williams.

Imahe
Imahe

Tinupunan ito

So anong energy savings ang available sa mga burol? 'Sa flat, maaaring gumamit ka ng 300 watts para madaig ang aerodynamic forces, halimbawa - at kung i-save mo ang isang third niyan sa pamamagitan ng drafting, mas mababa iyon ng 100 watts, ' sabi ni Williams.

Ngunit sa 6% na gradient, hanggang 80% ng enerhiya ang maaaring gamitin upang labanan ang gravity, na may 10% lamang laban sa air resistance.

‘Kung 30 watts lang ang ginagamit mo para malampasan ang aerodynamic drag, kahit na nakatipid ka pa rin ng third niyan, 10 watts lang ang natitipid mo.'

Sa katunayan, ang tunay na ipon ay maaaring mas maliit pa. ‘Ang paglalagay ng mga numero dito ay ang mahirap,’ sabi ni Rinard.

‘Nasusukat na ang pag-draft ay nagpapababa ng power na kinakailangan ng 30% hanggang 50%, ngunit iyon ay sa normal, flat-ground na bilis.

Para sa pag-akyat, mas mataas ang kapangyarihan at mas mababa ang bilis, kaya mas mababa rin ang matitipid sa mga tuntunin ng puwersa ng pagkaladkad – ngunit hindi madaling mabilang.’

Gayunpaman, sinabi ni David Swain, propesor sa exercise science sa Old Dominion University sa Virginia, na palaging may epekto ng pag-draft, gaano man ka minuto.

‘Malinaw na nakikinabang ang mga runner sa 15mph, dahil unang nasira ang apat na minutong milya sa tulong ng pag-draft, at mukhang nakikinabang sila kahit na sa bilis ng marathon,’ sabi niya.

‘Magkakaroon ng mas mababang gastos sa enerhiya sa bilis ng pag-akyat sa pagbibisikleta, hangga’t hindi masyadong matarik ang burol para mapilitan ang lakad.’

Pagpapapatay ng kuryente

At mas maraming kapangyarihan ang mailalagay mo sa system, o mas magaan ka, mas malaki ang mga benepisyo – ipinapaliwanag kung bakit napakalapit ng mga pro sa isa't isa sa mga bundok.

'Para sa karamihan sa atin na umaakyat ng 8% na pag-akyat, 8 o 9kmh lang ang ating pupuntahan – at sa bilis na iyon ay bale-wala ang kalamangan, ' sabi ni Tony Purnell, isang propesor sa engineering sa University of Cambridge at pinuno ng teknikal na pag-unlad sa British Cycling.

‘Pero kung aakyat ka tulad ng Vicenzo Nibali, ibang circumstance. Sa 20kmh, isa itong tangible technical advantage.’

'Habang lumampas sa 5% o 6% ang gradient, maliit ang kanilang matitipid, ngunit ito ang uri ng halaga na hinahanap ng mga tagagawa ng bike na makatipid sa disenyo ng kagamitan – kaya hindi ito gaanong mahalaga, ' dagdag ni Williams.

‘Sa loob ng konteksto ng tatlong linggong yugto ng karera, hinahanap ng mga propesyonal na rider ang bawat pagkakataon upang makatipid ng enerhiya.’

Imahe
Imahe

Kumikita

Naghahanap na ngayon ang mga Pro team na mas mahusay na mabilang ang mga benepisyo ng pag-draft sa pamamagitan ng pagsukat ng epektibong bilis ng hangin sa buong katawan nang real time, na maaaring mahirap hulaan sa mga bundok.

‘Ang kailangan, at kaka-avail pa lang, ay air digital velocity at wind direction sensors sa bike,’ sabi ni Rinard.

'Mavic ay may wind sensor na ginagamit nila, at mayroon kaming instrumento na tinatawag na Aerostick na sumusukat sa maliwanag na bilis ng hangin, direksyon ng hangin, at trajectory ng rider, power output at bilis, at nagtatala ng segundo sa bawat segundo.

‘Ngunit medyo bago ang teknolohiyang ito sa nakalipas na tatlong taon o higit pa, at karamihan sa data mula rito ay nasa pribadong mga kamay pa rin.’

Tiyak na tila ang pag-draft ay ang daan pasulong – at iyon ay hindi isinasaalang-alang ang karagdagang taktikal at sikolohikal na mga benepisyo ng kakayahang maglunsad ng isang pag-atake mula sa likuran, o pagpayag sa iyong mga kasamahan sa koponan na gawin ang setting ng bilis.

‘Ang pagkakaroon ng magiliw na gulong ay maaaring gumawa ng malaking pagkakaiba sa sikolohikal,’ sabi ni Purnell. ‘At ang pag-akyat ay bihirang steady gradient – kaya gusto mong maging on somebody's wheel para sa flatter bits, kung saan talagang may malaking kalamangan.’

Para sa amin na mga mortal lang, maaaring may isang konsiderasyon. ‘Kailangan mong malaman kung ano ang kaya mo, dahil ang pag-draft ay nangangahulugan ng pagdidikit sa parehong bilis ng rider sa harap mo,' sabi ni Purnell.

Manatili sa sarili mong bilis

‘Madalas na sinasabi ng mga tao, “Umakyat ka sa sarili mong bilis,” at makatuwiran ito. Maaari kang makakuha ng kalamangan sa enerhiya sa pamamagitan ng pag-draft, ngunit kung ito ay masyadong mabilis, mapupunta ka sa pula at pumutok.’

Upang ilagay ito sa mga numero, sa 20% gradient, ang isang average na 70kg na rider na naglalabas ng 300 watts ay lalampas lamang sa 6kmh, kung saan ang air resistance ay bale-wala at ang pag-draft ay hindi gaanong nababahala kumpara sa simpleng pagpapanatili ng pasulong na paggalaw.

Ngunit kinukuha ni Rinard ang pananaw ng magkakarera: ‘Lagi itong sulit na mag-draft,’ pagtatapos niya. ‘And if you’re not drafting, there’d better be a reason why not. Kung may finish line na sprint, o isang pag-atake na gagawin, lahat ito ay wastong dahilan.

‘Ngunit nakakatulong ang pag-draft, maliban kung may dahilan kang hindi. Kahit maliit na halaga, libre ito, kaya bakit hindi kunin?’

Inirerekumendang: