Apabila jalan semakin curam, adakah kesan aerodinamik penggubalan hilang? Penunggang basikal menyiasat…
Tidak sukar untuk membayangkan senarionya: anda berada di tengah-tengah Alpe d'Huez, cuba bermati-matian untuk terus berhubung dengan roda di hadapan. Paru-paru terbakar, degupan jantung meningkat, badan anda menjerit meminta rehat.
Jadi, adakah usaha ini benar-benar berbaloi untuk bertahan apabila merangka semasa pendakian mungkin hanya mencapai faedah yang paling kecil?
Kesan penjimatan tenaga penggubalan pada flat sudah diketahui umum, tetapi faedah kuantitatif berada di belakang penunggang semasa pendakian agak kurang dilaporkan.
‘Tidak banyak data objektif mengenai perkara ini, kerana kesan penggubalan sukar untuk dikaji,’ jelas Damon Rinard, ahli teknologi berbasikal kanan di Cervélo.
‘Kami mempunyai terowong angin untuk mengkaji seretan aero pada penunggang individu, dan kajian velodrom untuk mengukur penggubalan dalam usaha pasukan – tetapi menerapkannya pada pergunungan adalah sukar.’
Kembali kepada asas
Masa untuk kembali kepada asas. Intinya ialah faedah aerodinamik bergantung pada kelajuan – yang berkurangan dengan cepat apabila anda mendaki bukit.
‘Dalam berbasikal, tiga daya yang perlu diatasi ialah rintangan udara, rintangan guling dan graviti,’ jelas Matt Williams, pakar aerodinamik di McLaren Applied Technologies.
'Di tanah yang rata, semua kuasa digunakan untuk mengatasi rintangan seretan dan gelekan – tetapi apabila anda mula mendaki bukit, daya berat yang menahan gerakan naik dengan agak cepat, ' katanya.
‘Untuk usaha tertentu anda menjadi lebih perlahan, kerana anda menggunakan lebih banyak usaha itu untuk mengatasi graviti, dan kurang untuk bergerak ke hadapan.’
Dan apabila kelajuan berkurangan, begitu juga rintangan udara. Ini boleh dinyatakan sebagai: Fd=½ rv2CdA (di mana r=ketumpatan udara, v=halaju, Cd=pekali seret dan A=kawasan hadapan), bermakna hubungan antara kelajuan dan seretan adalah eksponen.
‘Daya seret adalah berkadar dengan halaju kuasa dua, jadi daya berubah banyak dengan sebarang perubahan dalam kelajuan,’ jelas Rinard.
'Pada kelajuan pendakian biasa 15 hingga 20kmj, rintangan angin telah menurun dengan ketara, dan pada kira-kira 12kmj, itulah titik di mana rintangan angin kira-kira bersamaan dengan rintangan guling tayar.'
Semua ini bermakna terdapat lebih sedikit ruang untuk menjimatkan tenaga dengan mendaki bukit, kerana daya terhadap penunggang adalah jauh lebih kecil.
‘Halaju anda jatuh agak cepat, jadi faedah aero jatuh,’ kata Williams.
Menyimpannya
Jadi apakah penjimatan tenaga yang terdapat di atas bukit? ‘Di flat, anda mungkin menggunakan 300 watt untuk mengatasi daya aerodinamik, contohnya – dan jika anda menyimpan satu pertiga daripada itu melalui penggubalan, itu kurang 100 watt,’ kata Williams.
Tetapi pada kecerunan 6%, sebanyak 80% tenaga mungkin digunakan untuk menentang graviti, dengan hanya 10% menentang rintangan udara.
‘Jika anda hanya menggunakan 30 watt untuk mengatasi seretan aerodinamik, walaupun anda masih menyimpan satu pertiga daripada itu anda hanya menjimatkan 10 watt.'
Malah, penjimatan sebenar mungkin lebih kecil. 'Membuka nombor padanya adalah bahagian yang sukar,' kata Rinard.
‘Telah diukur bahawa penggubalan mengurangkan kuasa yang diperlukan sebanyak 30% hingga 50%, tetapi itu pada kelajuan biasa, tanah rata.
Untuk mendaki kuasa lebih tinggi dan kelajuan lebih rendah, jadi penjimatan dari segi daya seret juga lebih rendah – tetapi ia tidak mudah untuk diukur.’
Walau bagaimanapun, David Swain, profesor dalam sains senaman di Old Dominion University di Virginia, berkata kemungkinan besar terdapat beberapa kesan penggubalan, walau bagaimanapun minit.
‘Pelari jelas mendapat manfaat pada 15mph, kerana batu empat minit pertama kali dipecahkan dengan bantuan penggubalan, dan mereka nampaknya mendapat manfaat walaupun pada kadar maraton,’ katanya.
‘Kos tenaga akan dikurangkan pada kelajuan mendaki dalam berbasikal, selagi bukit itu tidak terlalu curam sehingga memaksa rentak berjalan.’
Memadamkan kuasa
Dan lebih banyak kuasa yang anda boleh masukkan ke dalam sistem, atau lebih ringan anda, lebih besar manfaatnya – menerangkan sebab pakar berpegang teguh antara satu sama lain di pergunungan.
'Bagi kebanyakan daripada kita naik 8% pendakian, kita hanya pergi pada 8 atau 9kmj – dan pada kelajuan itu kelebihannya boleh diabaikan, ' kata Tony Purnell, seorang profesor kejuruteraan di Universiti Cambridge dan ketua pembangunan teknikal di British Cycling.
‘Tetapi jika anda naik seperti Vicenzo Nibali, ia adalah keadaan yang berbeza. Pada 20kmj, ia merupakan kelebihan teknikal yang ketara.’
'Apabila kecerunan meningkat melebihi 5% atau 6%, apa yang mereka akan jimatkan adalah kecil, tetapi ia adalah jenis jumlah yang akan dicari oleh pengeluar basikal untuk menjimatkan dalam reka bentuk peralatan – jadi ia sama sekali tidak penting, ' tambah Williams.
‘Dalam konteks perlumbaan peringkat tiga minggu, pelumba profesional mencari setiap peluang untuk menjimatkan tenaga.’
Membuat keuntungan
Pasukan Pro kini sedang mencari untuk mengukur faedah merangka dengan lebih baik dengan mengukur kelajuan angin berkesan merentas badan dalam masa nyata, yang sukar untuk diramalkan di pergunungan.
‘Apa yang diperlukan, dan baru sahaja tersedia, ialah pengesan halaju digital udara dan arah angin pada basikal,’ kata Rinard.
'Mavic mempunyai penderia angin yang mereka gunakan, dan kami mempunyai instrumen yang dipanggil Aerostick yang mengukur halaju jelas udara, arah angin dan trajektori penunggang, output kuasa dan halaju serta merekodkan detik demi saat.
‘Tetapi teknologi ini agak baharu dalam tempoh tiga tahun lepas atau lebih, dan kebanyakan data daripadanya masih berada di tangan peribadi.’
Nampaknya penggubalan adalah jalan ke hadapan – dan itu tanpa mengambil kira faedah taktikal dan psikologi tambahan apabila dapat melancarkan serangan dari belakang atau membiarkan rakan sepasukan anda melakukan penetapan rentak.
‘Memiliki roda yang mesra boleh membuat perubahan penting secara psikologi,’ kata Purnell. ‘Dan pendakian jarang sekali menjadi kecerunan yang stabil – jadi anda mahu berada di atas roda seseorang untuk perkara yang lebih rata, di mana terdapat kelebihan yang ketara.’
Bagi kita manusia biasa, mungkin ada satu pertimbangan. 'Anda perlu tahu apa yang anda mampu, kerana merangka bermakna kekal pada kelajuan yang sama seperti penunggang di hadapan anda,' kata Purnell.
Berpegang pada langkah anda sendiri
‘Orang sering berkata, “Naik mengikut kelajuan anda sendiri,” dan ini masuk akal. Anda mungkin mendapat kelebihan tenaga melalui penggubalan, tetapi jika terlalu pantas, anda akan menghadapi masalah dan pukulan.’
Untuk menyatakannya dalam angka, pada kecerunan 20%, purata penunggang seberat 70kg yang mengeluarkan 300 watt akan berjalan lebih dari 6kmj, di mana rintangan udara diabaikan dan penggubalan tidak membimbangkan berbanding hanya mengekalkan pergerakan ke hadapan.
Tetapi Rinard mengambil pandangan pelumba itu: ‘Ia sentiasa berbaloi untuk digubal,’ dia membuat kesimpulan. 'Dan jika anda tidak merangka, lebih baik ada sebab mengapa tidak. Jika terdapat garisan penamat untuk dipecut atau serangan perlu dibuat, maka ini semua adalah sebab yang sah.
‘Tetapi penggubalan membantu, melainkan anda mempunyai sebab untuk tidak melakukannya. Walaupun jumlah yang kecil, ia adalah percuma, jadi mengapa tidak mengambilnya?’
