Rim roda semakin gemuk, yang nampaknya berlawanan dengan intuitif untuk menjadikannya lebih pantas, jadi apa yang berlaku?
Logic mencadangkan bahawa jika anda mahukan sesuatu dihiris di udara dengan cepat, anda menjadikannya nipis dan tajam – seperti Concorde. Ia berbentuk seperti dart manakala pesawat penumpang lain berbulu, dan akibatnya ia boleh menyeberangi Atlantik dalam masa kurang dari tiga jam. Pemikiran yang sama berlaku pada generasi awal roda aero bahagian dalam: bahagian V yang nipis dan dalam meruncing ke tepi tajam, yang memberikan kesan menghiris udara dengan kecekapan maksimum. Ia masuk akal intuitif, tetapi zaman telah berubah.
Tepi canggih reka bentuk roda sekarang ialah, kurang pemotongan dan lebih tumpul. Tepi telah dilembutkan dan rim melebar sehingga kita kini diberitahu bahawa profil rim bulat yang gemuk adalah bentuk penipuan angin terbaik untuk prestasi serba. Jadi apa yang telah berlaku?
Angin kencang
Penyokong asal bentuk rim yang lebih luas ialah Hed Wheels, dengan pengasasnya, mendiang Steve Hed, memacu kebanyakan pemikiran pada tahun 1980-an. Apabila Hed melancarkan set roda Ardennes aloi aluminium berprofil lebarnya yang gempal pada pertengahan tahun 2000-an, mengesyorkan ia dipasangkan dengan tayar 25mm dan bukannya 23mm di mana-mana, ramai yang menyatakan tidak percaya bahawa ini boleh menjadi persediaan yang lebih pantas. Pada masa itu, butiran teknikal adalah samar. Nampaknya Hed sedang mencari kestabilan tayar yang lebih baik untuk kawalan selekoh yang lebih banyak, bersama-sama dengan mengurangkan peluang mencubit flat di medan kasar, namun kajian awal pada tahun 80-an juga telah menunjukkan bahawa rim yang lebih lebar boleh menjadi lebih pantas secara aerodinamik. Kemudian, apabila paten Hed dikeluarkan pada tahun 2009, pintu dibuka untuk gelombang inovasi.
Michael Hall, pengarah pembangunan lanjutan di pengeluar roda Zipp, berkata, 'Selama bertahun-tahun industri mengejar kecekapan seretan keseluruhan [hasil terpantas dalam ujian terowong angin] tanpa mengambil kira prestasi komponen tersebut pada sub- optimum, hari dunia sebenar. Dalam dunia sebenar, penunggang perlu menangani segala yang dilemparkan oleh persekitaran mereka kepada mereka. Untuk roda Firecrest kami, yang dilancarkan pada tahun 2010, kami mengalihkan tumpuan kami dan produk yang dihasilkan berusaha untuk menjadi lebih stabil dan boleh diramal dalam mana-mana arah angin berbanding generasi kami yang terdahulu.’
Kevin Quan, pengarah kejuruteraan di Knight Composites, menerangkan dengan lebih terperinci: 'Cara kami mereka bentuk adalah dari pinggir belakang, bermakna separuh belakang roda.' Itu mungkin kedengaran berlawanan dengan intuitif memandangkan ia adalah tayar dan terkemuka tepi rim yang terkena angin dahulu, tetapi Quan berkata, 'Penyelidikan kami menunjukkan bahawa apabila angin mengenai tayar pada sudut yaw [mana-mana sudut selain lurus ke atas] ia akan tertanggal [hilang aliran lancar di atas rim], jadi bentuk aerodinamik di bahagian hadapan rim tidak melakukan banyak perkara – ia hampir selalu terhenti.' Dengan kata lain, tiada gunanya mengutamakan bentuk aerodinamik di bahagian hadapan.
Faedah Aero
Untuk memahami cara rim yang lebih lebar boleh meningkatkan aerodinamik dan bukannya meningkatkan seretan, kita perlu mempertimbangkan hakikat bahawa udara yang kita tunggangi tidak berkelakuan dengan cara yang konsisten. Walaupun pada hari yang tenang, udara adalah keadaan huru-hara yang kompleks. Apa yang disedari oleh sains aerodinamik ialah dinamik bendalir yang optimum – cara udara berinteraksi dengan bentuk dan tekstur permukaan yang bersentuhan dengannya – bermuara kepada mengurangkan geseran.
Mengenai aliran udara, terdapat tiga kategori yang luas. Kategori pertama ialah aliran udara 'laminar'. Ini adalah keadaan yang paling diingini untuk kehilangan geseran yang rendah dan ia merujuk kepada udara yang bergerak dalam garisan licin, lurus atau melengkung. Apabila ia bertemu dengan objek bergerak, aliran udara lamina berpisah, menggelongsor di sekeliling objek, kemudian meneruskan alirannya di sisi lain dengan kekecohan yang minimum.
Keadaan kedua ialah ‘bergelora’. Seperti namanya, ia merujuk kepada udara bercelaru yang jauh dari aliran lancar, walaupun ia boleh mempunyai unsur udara 'laminar' dan 'terhenti' di dalamnya. Sebab pergolakan boleh banyak: mungkin hari ini berangin, atau anda mengekori penunggang lain dengan teliti, atau terdapat kereta dan lori yang lalu lalang. Keadaan suboptimum ini kadangkala dipanggil udara 'kotor', dan ia adalah keadaan yang paling biasa kita lalui.
Syarat ketiga adalah ‘terhenti’. Ini adalah apabila udara tidak lagi mengalir, tetapi berpusing ke arah yang berbeza sekaligus. Keadaan ini menyebabkan jumlah geseran paling besar dan oleh itu mempunyai kesan yang paling besar untuk memperlahankan penunggang.
Maksud semua ini ialah walaupun ia bagus untuk memiliki gabungan roda dan tayar yang berfungsi dengan baik dalam aliran laminar, sambil anda terus berada dalam terowong angin, apa yang lebih bermanfaat dalam senario dunia sebenar adalah roda dan tayar yang berfungsi dengan baik dalam udara bergelora. Reka bentuk moden yang paling berjaya sebenarnya bertujuan untuk mengambil udara yang bergelora dan mengurangkan seretannya - untuk membersihkan udara yang kotor. Ini adalah salah satu sebab mengapa rim roda yang nipis dan tajam digantikan dengan rim yang lebih lebar dan lebih bulat - reka bentuk baharu lebih pantas dalam memotong udara berantakan yang dihadapi penunggang pada kebanyakan tunggangan dunia sebenar. Tetapi terdapat satu lagi sebab utama mengapa rim semakin lebar, iaitu rintangan berguling.
Hubungi sukan
Peralihan kepada rim yang lebih lebar sebahagiannya adalah hasil daripada pergerakan serentak ke arah tayar yang lebih lebar. Di mana tayar 23mm pernah menjadi kebiasaan, lebih ramai penunggang dan pengeluar memilih 25mm, malah kadangkala lebih lebar.
‘Penyelidikan Continental menunjukkan tayar 25c mempunyai rintangan gulung 10-15% kurang daripada tayar 23c,’ kata Quan. 'Continental menunjukkan bahawa jika anda mempunyai tayar yang lebih besar, tampalan sesentuh, bukannya membesar lebih panjang, menjadi lebih pendek tetapi lebih luas, jadi luas permukaan sebenar di jalan raya kekal sama pada tekanan yang sama.'
Ini disokong oleh penemuan pengeluar tayar Schwalbe. Pengurus produk Marcus Hachmeyer berkata, 'Jika anda membandingkan tayar dengan lebar yang berbeza tetapi spesifikasi yang sama - kompaun, profil dan tekanan inflasi yang sama - dari segi rintangan guling yang lebih luas adalah lebih pantas. Jika anda bayangkan basikal dan penunggang anda diletakkan di atas kepingan kaca dan anda melihat dari bawah di tempat tayar bertemu dengan kaca, anda akan melihat dua bentuk yang berbeza. Pada tayar yang sempit bentuknya akan panjang dan nipis, bujur. Pada tayar yang lebih lebar, tampalan sentuhan akan menjadi lebih pendek dan lebih gemuk, lebih seperti bulatan, dan dengan cara itu lebih sedikit benang yang membentuk dinding sisi dan membantu mencipta rintangan bergolek digunakan pada bila-bila masa, dan geseran adalah kurang.'
Itu semua sangat baik, tetapi mengapa tidak hanya muatkan tayar yang lebih lebar ke rim yang sempit? Apabila rim sempit, tayar membentuk bentuk 'mentol lampu' apabila dilihat dalam profil - dicubit di mana ia bercantum ke dalam rim, dan mentol jauh dari rim. Dengan rim dalaman yang lebih lebar, tayar membentuk lebih kepada bentuk 'U' terbalik, yang membantu menghasilkan tampalan sentuhan yang lebih bulat dengan jalan dan seterusnya mengurangkan rintangan berguling.
Lebar dalaman rim roda jalan – jarak antara dua bebibir cangkuk yang menempatkan manik tayar – sehingga baru-baru ini adalah sekitar 14mm. Pada tanaman pertama rim yang lebih luas, ruang itu berkembang kepada lebih seperti 16mm, dan kini pengeluar mengambilnya lebih luas lagi. Rangkaian Aeolus TLR D3 terbaharu Bontrager, yang dilancarkan awal tahun ini, mengembangkan lebar itu daripada D3 sebelumnya pada 17.5mm kepada 19.5mm besar-besaran, peningkatan yang ketara dari segi peratusan. Kata amaran datang dari Michel Lethenet dari pengeluar roda Mavic, walaupun. 'Kedua-dua elemen [tayar dan rim] idealnya perlu direka bentuk untuk dipadankan dengan sempurna untuk meningkatkan sistem. Jika tidak, tidak masuk akal dengan inersia yang semakin meningkat, berat berputar dan seretan aero untuk hanya menggunakan tayar yang lebih lebar. Selain itu, terdapat aspek keselamatan yang perlu difikirkan jika anda mempertimbangkan senario sebaliknya - tayar sempit yang digunakan pada rim yang terlalu lebar. Ini mungkin mempunyai risiko tinggi tayar tidak duduk dengan betul dan berkemungkinan meletup.’
Keselamatan dengan sesuatu yang penting seperti tayar adalah yang paling utama, dan Quan menambah, 'Pada masa ini 17-18mm [lebar katil rim dalaman], nampak baik, tetapi lebih lebar, katakan sehingga 20mm, dan kami akan memasuki wilayah yang belum dipetakan. Pada masa ini kami tidak melihat apa-apa kesan buruk, tetapi ia belum benar-benar dilihat dalam arus perdana.'
Mesias Pegangan
Hanya untuk membuktikan roda mungkin merupakan masalah yang paling kompleks untuk ditangani oleh jurutera, terdapat satu lagi pertimbangan penting dalam ringkasan reka bentuk: pengendalian.
‘Ia adalah faktor yang sangat penting,’ kata Simon Smart, pengarah teknikal Teknologi Smart Aero dan pereka sistem roda aero Enve Composites (Enve SES). 'Jika kita kembali tujuh tahun, atlet akan datang ke terowong angin dan kami akan mengenal pasti set roda terpantas untuk mereka. Tetapi kami mendapati bahawa selalunya di dunia nyata roda lebih perlahan. Ini bukan kerana terowong angin itu salah, ia hanya kerana penunggang tidak dapat mengekalkan garis lurus semasa perlumbaan kerana tayar tidak stabil.’
Sebahagian daripada berjalan pantas ialah dapat mengekalkan kawalan, jadi jika roda tidak mempunyai kestabilan dalam angin lintang atau udara bergelora, akibatnya adalah hilang keyakinan untuk pergi pantas dan prestasi pasti terjejas. 'Bagi saya, kestabilan menunggang adalah perkara besar yang hilang daripada prestasi roda, dan saya tahu bahawa jika kita boleh membangunkan roda hadapan yang lebih stabil maka walaupun ia terbukti lebih perlahan dalam terowong angin, saya tahu ia akan menjadi lebih pantas di dunia nyata, ' kata Smart.‘Itulah sebabnya saya memulakan program pembangunan dengan Enve, dengan pengendalian sebagai keutamaan nombor satu.’
Semua ini menunjukkan hakikat bahawa roda dan tayar mesti berfungsi bersama sebagai pakej lengkap untuk penyelesaian optimum, bukan sahaja dalam aerodinamik tetapi juga dalam kestabilan pada kelajuan, pengendalian yang boleh diramal dan rintangan guling yang lebih rendah. Sehubungan dengan ini, adakah kita akan melihat pengeluar roda bekerja lebih rapat dengan pengeluar tayar pada masa hadapan?
Dalam kes Bontrager, mereka sudah menjadi satu dan sama. Ray Hanstein, pengurus produk roda Bontrager, berkata, 'Jurutera roda dan tayar kami dianggap sama. Roda dan tayar sangat terjalin sehingga anda tidak dapat mengembangkan satu dengan potensinya tanpa mempunyai pemahaman yang mendalam tentang yang lain. Mereka ini bekerja dalam bilik yang sama, menunggang bersama-sama, makan tengah hari bersama-sama.’ Ini adalah kisah yang sama di Mavic dan Zipp, yang membuat tayar serta roda mereka sendiri, jadi boleh mencipta produk yang digandingkan dengan tepat. Soalan besar yang perlu dijawab ialah: adakah kita telah mencapai kemuncak? Smart berkata, 'Merancang rim agak mencabar, tetapi menarik. Dalam tempoh lima tahun yang lalu, reka bentuk bingkai telah berubah sedikit, dan ini seperti membenarkan tayar yang lebih lebar yang telah memberi kami kebebasan untuk meneroka rim yang lebih lebar. Seperti kebanyakan perkara, terdapat titik pulangan yang semakin berkurangan, tetapi saya rasa kita belum mencapai kemuncaknya lagi.’
Akhirnya, tayar yang lebih lebar dan profil roda lebar yang sepadan adalah cara industri menuju, dan pilihan yang tepat untuk penunggang jika anda mahukan keuntungan maksimum dalam jenis keadaan yang kita semua alami hari ke hari, dengan pengendalian yang boleh diramal untuk but. Sains menyokongnya, jadi mungkin sudah tiba masanya untuk menolak pandangan sempit dan melebar.
