Lalong tumataba ang mga rim ng gulong, na tila hindi makatuwiran upang mapabilis ang mga ito, kaya ano ang nangyayari?
Iminumungkahi ng Logic na kung gusto mong mabilis na maputol ang isang bagay sa hangin, gagawin mo itong manipis at matalas – tulad ng Concorde. Ito ay hugis tulad ng isang dart habang ang ibang mga pampasaherong eroplano ay bulbous, at bilang isang resulta maaari itong tumawid sa Atlantiko sa ilalim ng tatlong oras. Karamihan sa parehong pag-iisip ay napunta sa mga unang henerasyon ng malalim na seksyon ng mga gulong ng aero: manipis, malalim na V-section na patulis sa isang matalim na gilid, na nagbigay ng impresyon ng paghiwa sa hangin na may pinakamataas na kahusayan. May intuitive na kahulugan ito, ngunit nagbago ang mga panahon.
Ang cutting edge ng disenyo ng gulong ngayon ay, mabuti, hindi gaanong pagputol at mas mapurol. Ang mga gilid ay pinalambot at ang mga rim ay lumawak hanggang sa ngayon ay sinasabi sa atin na ang mataba, bilugan na mga profile ng rim ay ang pinakamahusay na wind-cheating na hugis para sa buong pagganap. Kaya ano ang nangyari?
Hed winds
Ang orihinal na tagapagtaguyod ng mas malawak na hugis ng rim ay ang Hed Wheels, kasama ang tagapagtatag nito, ang yumaong si Steve Hed, na nagtulak sa karamihan ng pag-iisip noong 1980s. Nang inilunsad ni Hed ang mabilog, malawak na profile na aluminum alloy na Ardennes wheelset noong kalagitnaan ng 2000s, na inirerekomendang ipares ito sa 25mm na gulong kaysa sa ubiquitous na 23mm, marami ang nagpahayag ng hindi paniniwala na ito ay maaaring maging isang mas mabilis na set-up. Noong panahong iyon, ang mga teknikal na detalye ay hindi malinaw. Tila si Hed ay naghahanap ng mas mahusay na katatagan ng gulong para sa higit pang kontrol sa pag-corner, kasama ang pagbabawas ng pagkakataon na ma-pinch ang mga flat sa magaspang na lupain, ngunit ang unang pananaliksik noong dekada 80 ay nagpakita rin na ang mas malawak na mga rim ay maaaring maging mas mabilis sa aerodynamically. Pagkatapos, noong natapos ang patent ng Hed noong 2009, binuksan ang pinto para sa isang alon ng pagbabago.
Michael Hall, direktor ng advanced na pag-unlad sa tagagawa ng gulong na Zipp, ay nagsabi, 'Sa loob ng maraming taon hinabol ng industriya ang pangkalahatang kahusayan sa pag-drag [ang pinakamabilis na mga resulta sa pagsubok ng wind-tunnel] nang hindi isinasaalang-alang kung gaano kahusay ang pagganap ng mga bahaging iyon sa sub- pinakamainam, totoong-mundo na mga araw. Sa totoong mundo, kailangang harapin ng mga sumasakay ang lahat ng ibinabato sa kanila ng kanilang kapaligiran. Para sa aming mga gulong ng Firecrest, na inilunsad noong 2010, inilipat namin ang aming pagtuon at ang mga nagresultang produkto ay naghangad na maging mas matatag at mahuhulaan sa anumang direksyon ng hangin kaysa sa aming mga nakaraang henerasyon.’
Kevin Quan, direktor ng engineering sa Knight Composites, ay nagdetalye nang mas detalyado: 'Ang paraan ng pagdidisenyo namin ay mula sa trailing edge, ibig sabihin ay ang hulihan na kalahati ng gulong.' Iyon ay maaaring mukhang counterintuitive dahil ito ang gulong at nangunguna. gilid ng rim na unang tumama sa hangin, ngunit sabi ni Quan, 'Ipinapakita ng aming pananaliksik na kapag ang hangin ay tumama sa isang gulong sa isang yaw na anggulo [anumang anggulo maliban sa tuwid sa] ito ay maaalis [mawawala ang maayos na daloy nito sa ibabaw ng rim], kaya ang aerodynamic na hugis sa harap ng rim ay hindi gaanong nagagawa – ito ay halos palaging natigil.' Sa madaling salita, walang saysay na unahin ang isang aerodynamic na hugis sa harap.
Mga benepisyo ng Aero
Upang maunawaan kung paano mapapahusay ng mas malawak na rim ang aerodynamics sa halip na pataasin ang drag, kailangan nating isaalang-alang ang katotohanan na ang hanging sinasakyan natin ay hindi kumikilos sa pare-parehong paraan. Kahit na sa isang mahinahon na araw, ang hangin ay isang umiikot, kumplikadong gulo. Ang napagtanto ng aerodynamic science ay ang pinakamainam na fluid dynamics – ang paraan ng pakikipag-ugnayan ng hangin sa mga hugis at mga texture sa ibabaw na naaabot nito – bumababa sa pagbabawas ng friction.
Pagdating sa airflow, may tatlong malawak na kategorya. Ang unang kategorya ay 'laminar' airflow. Ito ang pinaka-kanais-nais na estado para sa mababang frictional losses at ito ay tumutukoy sa hangin na gumagalaw sa makinis, tuwid o curving na mga linya. Kapag nakatagpo ito ng gumagalaw na bagay, naghihiwalay ang laminar airflow, dumudulas sa paligid ng bagay, pagkatapos ay ipagpapatuloy ang daloy nito sa kabilang panig nang may kaunting kaguluhan.
Ang pangalawang estado ay 'magulong'. Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ito ay tumutukoy sa magulo na hangin na malayo sa makinis na daloy, bagaman maaari itong magkaroon ng mga elemento ng parehong 'laminar' at 'stalled' na hangin sa loob nito. Ang mga dahilan ng kaguluhan ay maaaring marami: marahil ito ay isang mahangin na araw, o sinusundan mo nang malapitan ang isa pang sakay, o may mga sasakyan at trak na dumadaan. Ang mga sub-optimal na kondisyong ito ay tinatawag minsan na 'marumi' na hangin, at ito ang pinakakaraniwang estadong sinasakyan natin.
Ang ikatlong kundisyon ay ‘natigil’. Ito ay kapag ang hangin ay hindi na umaagos, ngunit nag-e-eddy sa iba't ibang direksyon nang sabay-sabay. Ang estado na ito ay nagdudulot ng pinakamaraming alitan at dahil dito ay may pinakamalaking epekto sa pagpapabagal ng isang sakay.
Ang ibig sabihin ng lahat ng ito ay na bagama't napakagandang magkaroon ng kumbinasyon ng gulong at gulong na gumagana nang maayos sa daloy ng laminar, habang nagpapatuloy ka sa isang wind-tunnel, ano ang higit na pakinabang sa mga totoong sitwasyon sa mundo ay mga gulong at gulong na gumagana nang maayos sa magulong hangin. Ang pinakamatagumpay na modernong disenyo ay talagang naglalayon na kumuha ng hangin na magulong at bawasan ang drag nito - upang linisin ang maruming hangin. Isa ito sa mga dahilan kung bakit pinapalitan ang manipis at matutulis na rim ng gulong ng mas malapad at pabilog na rim – mas mabilis lang ang mga bagong disenyo sa pag-cut sa magulo na hangin na nakakaharap ng mga rider sa karamihan ng mga real-world na rides. Ngunit may isa pang pangunahing dahilan kung bakit lumalawak ang mga rim, na ang rolling resistance.
Makipag-ugnayan sa sport
Ang paglipat sa mas malawak na rim ay bahagyang resulta ng sabay-sabay na paglipat patungo sa mas malalawak na gulong. Kung saan ang 23mm na gulong dati ay karaniwan, mas maraming rider at manufacturer ang pumipili sa halip na 25mm, at paminsan-minsan ay mas malawak pa.
‘Ipinakikita ng pananaliksik ng Continental na ang 25c na gulong ay may 10-15% na mas kaunting rolling resistance kaysa sa isang 23c na gulong,’ sabi ni Quan. 'Ipinakita ng Continental na kung mas malaki ang gulong mo, ang contact patch, sa halip na humahaba, ay nagiging mas maikli ngunit mas malawak, kaya ang aktwal na surface area sa kalsada ay nananatiling pareho sa parehong mga pressure.'
Ito ay na-back up ng mga natuklasan ng tagagawa ng gulong na si Schwalbe. Sinabi ng tagapamahala ng produkto na si Marcus Hachmeyer, 'Kung ihahambing mo ang mga gulong na may iba't ibang lapad ngunit magkaparehong mga spec - parehong tambalan, profile at presyon ng inflation - sa mga tuntunin ng rolling resistance mas malawak ay mas mabilis. Kung iniisip mo na ang iyong bisikleta at sakay ay naka-park sa isang sheet ng salamin at na ikaw ay tumitingin mula sa ilalim kung saan ang gulong ay nakakatugon sa salamin, makikita mo ang dalawang natatanging magkaibang mga hugis. Sa isang makitid na gulong ang hugis ay magiging mahaba at manipis, isang hugis-itlog. Sa isang mas malawak na gulong na ang contact patch ay magiging mas maikli at mas mataba, mas parang bilog, at sa ganoong paraan mas kaunti sa mga thread na bumubuo sa gilid na pader at tumutulong na lumikha ng rolling resistance ay ginagamit sa anumang naibigay na sandali, at ang friction ay mas mababa.'
Iyan ay napakahusay, ngunit bakit hindi na lang ilagay ang mas malalawak na gulong sa makitid na rims? Kapag makitid ang rim, ang gulong ay bubuo ng hugis na 'lightbulb' kapag tiningnan sa profile - naipit kung saan ito nakakabit sa rim, at bulbous ang layo mula sa rim. Sa isang mas malawak na panloob na rim, ang gulong ay bumubuo ng isang baligtad na 'U' na hugis, na tumutulong na lumikha ng isang mas bilugan na patch ng contact sa kalsada at pagkatapos ay mas kaunting rolling resistance.
Ang panloob na lapad ng mga rim ng gulong ng kalsada – ang distansya sa pagitan ng dalawang naka-hook na flanges na inuupuan ng butil ng gulong – ay hanggang kamakailan ay nasa 14mm. Sa unang pag-crop ng mas malawak na mga rim, ang espasyong iyon ay lumaki nang higit na 16mm, at ngayon ay pinalalawak muli ng mga tagagawa ang mga ito. Ang pinakabagong Aeolus TLR D3 range ng Bontrager, na inilunsad mas maaga sa taong ito, ay pinalawak ang lapad na iyon mula sa dati nitong D3 sa 17.5mm hanggang sa napakalaking 19.5mm, isang malaking pagtaas sa mga termino ng porsyento. Gayunpaman, ang isang salita ng babala ay mula kay Michel Lethenet ng tagagawa ng gulong na si Mavic. 'Ang parehong mga elemento [gulong at rim] ay perpektong kailangang idinisenyo upang magkatugma nang perpekto upang mapahusay ang system. Kung hindi, walang saysay ang tumataas na inertia, umiikot na timbang at aero drag upang gumamit lamang ng mas malawak na gulong. Dagdag pa, mayroong aspetong pangkaligtasan na pag-isipan kung isasaalang-alang mo ang kabaligtaran na senaryo - isang makitid na gulong na ginagamit sa isang napakalawak na rim. Ito ay maaaring may mataas na panganib na ang gulong ay hindi nakaupo nang tama at posibleng pumutok.’
Kaligtasan sa isang bagay na kasinghalaga ng mga gulong ang pinakamahalaga, at idinagdag ni Quan, 'Sa kasalukuyan ay 17-18mm [lapad ng panloob na rim-bed], ay mukhang maayos, ngunit kahit anong mas malawak, sabihin hanggang 20mm, at papasok na tayo sa teritoryong wala sa mapa. Sa ngayon, wala pa kaming nakikitang masamang epekto, ngunit hindi pa talaga ito nakikita sa mainstream.’
Mesiyas ng Paghawak
Para lamang patunayan na ang mga gulong ay marahil ang pinakamasalimuot na problema na dapat harapin ng mga inhinyero, may isa pang mahalagang pagsasaalang-alang sa maikling disenyo: paghawak.
‘Ito ay isang napakahalagang salik,’ sabi ni Simon Smart, teknikal na direktor ng Smart Aero Technology at taga-disenyo ng aero wheel system (Enve SES) ng Enve Composites. 'Kung babalik tayo sa pitong taon, ang mga atleta ay pupunta sa wind-tunnel at matutukoy natin ang pinakamabilis na wheelset para sa kanila. Ngunit nalaman namin na madalas sa totoong mundo ang mga gulong ay mas mabagal. Hindi ito dahil mali ang wind-tunnel, ito ay dahil lang sa hindi makapanatili ng tuwid na linya ang mga sakay kapag nakikipagkarera dahil kulang sa stability ang mga gulong.’
Bahagi ng pagtakbo ng mabilis ay ang kakayahang mapanatili ang kontrol, kaya kung ang isang gulong ay walang katatagan sa mga crosswind o magulong hangin, ang resulta ay pagkawala ng kumpiyansa na tumakbo nang mabilis at hindi maiiwasang maghirap ang pagganap. 'Para sa akin, ang katatagan ng pagsakay ay ang malaking bagay na nawawala sa pagganap ng gulong, at alam ko na kung makakabuo tayo ng isang mas matatag na gulong sa harap kung gayon kahit na ito ay bahagyang mas mabagal sa wind-tunnel alam kong mas mabilis ito sa totoong mundo, ' sabi ni Smart.‘Kaya ako nagsimula sa development program kasama si Enve, na ang paghawak bilang ang numero unong priyoridad.’
Lahat ng ito ay tumuturo sa katotohanan na ang gulong at gulong ay dapat magtulungan bilang isang kumpletong pakete para sa pinakamainam na solusyon, hindi lamang sa aerodynamics kundi pati na rin sa katatagan sa bilis, predictable handling at mas mababang rolling resistance. Dahil dito, makikita ba natin ang mga tagagawa ng gulong na nagtatrabaho nang mas malapit sa mga tagagawa ng gulong sa hinaharap?
Sa kaso ng Bontrager, iisa na sila at pareho. Sinabi ni Ray Hanstein, tagapamahala ng produkto ng gulong ng Bontrager, 'Ang aming mga inhinyero ng gulong at gulong ay itinuturing na pareho. Ang mga gulong at gulong ay magkakaugnay na hindi mo mabubuo ang isa sa potensyal nito nang hindi nagkakaroon ng matalik na pag-unawa sa isa pa. Ang mga taong ito ay nagtatrabaho sa iisang kwarto, magkasamang sumakay, sabay-sabay na kumakain ng tanghalian.’ Ito ay katulad na kuwento sa Mavic at Zipp, na gumagawa ng sarili nilang mga gulong pati na rin ng mga gulong, kaya maaaring lumikha ng mga eksaktong ipinares na produkto. Ang malaking tanong na natitira upang sagutin ay: narating na ba natin ang tugatog? Sinabi ng Smart, 'Ang pagdidisenyo ng mga rim ay medyo isang hamon, ngunit kapana-panabik. Sa nakalipas na limang taon, medyo nagbago ang mga disenyo ng frame, at ito ay mga bagay tulad ng pagpayag sa mas malalawak na gulong na nagbigay sa amin ng kalayaang mag-explore ng mas malalawak na rim. Tulad ng karamihan sa mga bagay, may punto ng lumiliit na kita, ngunit sa palagay ko ay hindi pa tayo umabot.’
Sa huli, mas malalawak na gulong at kaparehong malalawak na profile ng gulong ang direksyon ng industriya, at ang tamang pagpipilian para sa mga sumasakay kung gusto mo ng maximum na mga pakinabang sa uri ng mga kundisyong nararanasan nating lahat araw-araw, na may predictable handling to boot. Sinusuportahan ito ng agham, kaya maaaring oras na para tanggihan ang makitid na view at lumawak.
