Ang mga modernong bisikleta ay idinisenyo upang gumana nang pinakamahusay sa mga partikular na anggulo ng hangin, ngunit paano malalaman ng mga manufacturer kung saan manggagaling ang hangin?
Ang mga aero frame at gulong ay idinisenyo para i-optimize ang dulas ng iyong bike sa hangin. Ang problema, hindi alam iyon ng hangin. Patuloy itong nagbabago sa bilis at direksyon na nauugnay sa iyo sa iyong bisikleta, na nangangahulugan na ang isang mahalagang salik ng aerodynamics ay bihirang stable nang napakatagal – ang anggulo ng yaw.
Gayunpaman, sinabi ng mga manufacturer na na-optimize nila ang kanilang mga produkto para sa mga partikular na hanay ng mga anggulo ng yaw, na ang ilan ay nagsasabing nakagawa sila ng mga hugis ng tubo at rim na parang mga layag, na nagtutulak sa bisikleta pasulong kapag tinamaan ito ng hangin mula sa tamang anggulo. Ngunit sa bilis at direksyon ng parehong hangin at sakay na walang katapusan na pabagu-bago, paano magkakaroon ng 'optimal' na anggulo ng yaw, at higit sa lahat, ano ito?
Una, intindihin natin ang yaw. Isipin na tinali ang isang sutla na sinulid sa iyong seatpost, pagkatapos ay sumakay para sa isang virtual na biyahe, malapit sa hilaga. Ipagpalagay na ito ay isang ganap na kalmado na araw na walang hangin, ang thread ay lalabas sa likod mo, na nakaturo sa timog, sa linya ng iyong likurang gulong.
Ngunit isipin na biglang nagbago ang panahon at may hanging bumubulusok mula sa kanluran. Ang bagong puwersang ito ay kikilos sa sinulid ng sutla, itulak ito sa silangan at magbubukas ng isang anggulo sa pagitan ng sinulid at ng nakaharap sa timog na linya ng likurang gulong.
Ito ang anggulo ng yaw. Ito ay resulta ng lakas ng natural na hangin na pinagsama sa lakas ng headwind na nililikha mo para sa iyong sarili sa pamamagitan ng pagsakay sa pasulong.
Pagpapaliit ng mga anggulo
Mula rito ay makikita mo na kahit na ang hangin ay darating sa iyo sa tamang anggulo, ang ideya ng isang purong crosswind ay mainit na hangin lamang.
Ang iyong pasulong na paggalaw ay palaging lilikha ng draft at ang puwersang iyon ay, sa mas malaki o mas maliit na lawak depende sa bilis ng iyong paglalakbay, salungat sa direksyon ng hangin, itulak ang sinulid at epektibong pagsasara ng anggulo ng yaw mula sa hypothetical tamang anggulo sa isang bagay na mas maliit.
Ito ang dahilan kung bakit ang mga pro team ay hindi na kailangang sumakay nang magkatabi para protektahan ang isa't isa kapag malakas ang hangin sa gilid. Sa halip, bumubuo sila ng diagonal na echelon para sa kanlungan.
Siyempre, ang hangin, ang iyong bilis at ang relatibong direksyon ng isa sa isa ay patuloy na nagbabago sa buong biyahe. Halimbawa, ilang milya sa kalsada sa iyong hypothetical na biyahe, ang hanging pakanluran ay maaaring biglang umihip at itulak pa sa silangan upang buksan ang anggulo ng yaw nang mas malawak.
Ngunit hindi lang iyon. Isipin na nagsimula ka sa isang matarik na pagbaba, kung saan ang iyong tumaas na bilis ay nagpapataas din ng epektibong headwind na iyong ginagawa para sa iyong sarili. Itinulak ng mas malakas na puwersang ito ang sinulid pabalik palapit sa nakatakdang timog na linya ng gulong sa likuran at ginagawang mas maliit ang anggulo ng yaw. Kaya't ang bilis ay nakakaapekto rin sa anggulo ng yaw: pumunta nang mas mabilis at lumiliit ang anggulo ng yaw.
Kaya ngayon ay tapos na ang aming gawa-gawang biyahe, ngunit nag-iiwan pa rin ito ng lakas ng unos na tanong: dahil ang bilis at direksyon ng mga sakay at ang hangin na kanilang nararanasan ay walang katapusan na pabagu-bago, paano masasabi ng mga manufacturer ang sweep ng yaw na mga anggulo na kanilang natamo. pinili para sa pag-optimize ng aero shape ng kanilang mga frame at gulong ay ang tama? Oras na para magpahangin kasama ang mga eksperto.
Paggawa ng mga anggulo
'Kami ay gumugol ng maraming oras sa pagsubok ng iba't ibang mga atleta – mula sa kaswal na rider hanggang sa propesyonal – sa iba't ibang disiplina at nakakatuwang kung gaano kaiba ang saklaw, ' sabi ni Chris Yu, pinuno ng grupong Applied Technology ng Specialized.
‘Kung titingnan mo ang isang WorldTour sprinter na lumalabas sa isang gulong sa huling 200m ng isang karera, ang epektibong yaw ay napakababa – malapit sa 0°. Iyon ay dahil talagang mabilis ang takbo nila, higit sa 60kmh, at ang mga tuwid na tuwid ay karaniwang sinasangga ng mga hadlang at pulutong, na humaharang sa anumang mga crosswind.
'Sa kabilang banda, kung pupunta ka sa Kona Ironman World Championships, sasakay sila sa baybayin ng Hawaii, kasama ang hangin na humihip sa tubig, kaya para sa isang age-grouper sa Kona, ang mga epektibong anggulo ng yaw ay tumama. hanggang sa 15° range kung ito ay pagbugso. Ang mga pro ay magiging mas mabilis nang kaunti, kaya makikita nila ang mga anggulo ng yaw na hanggang 10° o higit pa – maaaring mga low teens, ' sabi ni Yu.
Sa kalsada
Hindi lang hula ang mga figure na iyon, resulta ito ng pag-angkop ng mga instrumento sa mga tunay na bisikleta at pagkuha ng mga tunay na siklista na gawin ang pinakamahusay nilang magagawa – sumakay sa mga kalsada.
Trek's Mio Suzuki ay nagsabi, ‘Naglalagay kami ng pressure probe sa isang bisikleta, na lumalabas nang malayo upang maiwasan ang anumang "maruming" hangin mula sa bike o rider. Naka-sample kami ng hangin sa paligid ng aming punong-tanggapan sa Wisconsin at ang team ay pumunta na rin sa Arizona at sa Kona para sa Ironman.’
Ang mga pagsisikap na ito sa pangangalap ng data ay nagbibigay-daan sa mga manufacturer na kalkulahin ang posibilidad ng isang siklista na makatagpo ng mga partikular na anggulo ng yaw, na pagkatapos ay nagpapaalam sa proseso ng disenyo sa pamamagitan ng paggamit ng computational fluid dynamics software at wind-tunnel test.
‘Sinusubukan naming paliitin ito sa pamamagitan ng eksperimento at pagsukat. Para sa makatwirang anggulo ng yaw na ito, ang range ay nasa pagitan ng 5° hanggang 15°, ' sabi ni Leonard Wong, aerodynamicist sa Giant.
Suzuki ay nagsasabi ng katulad na kuwento: ‘Sa totoong mundo 2.5° hanggang 12.5° ang pinakakaraniwang yaw na anggulo na nakakaharap ng mga sumasakay.’
Idinagdag ni Yu at Specialized, ‘Para sa isang karaniwang siklista, maliban kung sumakay ka sa napakahangin na mga kondisyon, ang mga karaniwang anggulo ay mas mababa sa 10°.’
Ang bahagyang pagkakaibang ito sa mga resulta ang dahilan kung bakit ang isang aero bike ay hindi magkamukha sa isa pa. Espesyalista na idinisenyo ang Venge ViAS batay sa pananaw nito sa perpektong hanay ng yaw, habang idinisenyo ng Trek ang Madone upang magkasya sa ibang hanay.
Kaya parang kung ikaw si Peter Sagan, na nagmamaneho ng peloton sa 50kmh, gusto mo ng bike na naka-optimize para harapin ang mga anggulo ng yaw na humigit-kumulang 3°-7°, habang ang iba sa amin ay gusto ng bike na nakadisenyo. upang harapin ang mga yaw na hanggang 10°-12°.
Mga nadagdag sa performance
At paano naman ang ideyang ito na maaaring gamitin ng ilang disenyo ang mga side winds upang makabuo ng forward thrust, tulad ng yate na tumatakip sa hangin? Si Jason Fowler sa Zipp Wheels ay categorical: ‘Hindi kami naniniwala,’ sabi niya.
Xavier Disley, na sinusubaybayan ng AeroCoach consultancy ang mga aerodynamics para sa mga koponan at manufacturer ng WorldTour, ay parehong dismissive: ‘Sa tuwing nakahanap ang mga tao ng thrust sa nakaraan, ito ay madalas na sa pamamagitan ng mga bahagi tulad ng disc wheels. Ngunit bilang bahagi ng buong sistema ng bike at rider anumang epekto ay magiging maliit.’
Max Glaskin's Cycling Science ay nasa paperback na ngayon. Sinasaklaw niya ang lahat ng anggulo sa Twitter bilang @cyclingscience1
