Pengeluar berusaha keras untuk membuat kit aero, tetapi adakah ia akan menjadikan anda lebih pantas? Penunggang basikal mengetahuinya
Jika anda menunggang basikal anda tahu semua tentang kesan rintangan angin. Apabila menunggang pada kelajuan di atas rata, seretan aerodinamik menyumbang sehingga 90% daripada rintangan keseluruhan terhadap gerakan ke hadapan. Ini kerana bentuk basikal dan penunggang yang tumpul dan tidak sekata sememangnya tidak baik untuk melepasi udara dengan lancar, bermakna sebarang penambahbaikan dalam aerodinamik boleh membuat perbezaan besar untuk menjimatkan tenaga berharga dan meningkatkan kelajuan.
Akibatnya, pengeluar menghabiskan banyak masa dan wang untuk ujian aerodinamik, dengan mendakwa sebagai contoh kit yang 10% lebih cekap, boleh menjimatkan 20 saat untuk jarak tertentu atau memberi anda kelebihan bersamaan dengan lima watt. Penunggang basikal ingin melihat sama ada dakwaan ini boleh dibuktikan di dunia nyata, dan bukan hanya dalam terowong angin.
Untuk menjalankan penyiasatan kami sendiri, kami telah datang ke Litar Kitaran Hillingdon di London Barat. Pelan itu adalah untuk penguji basikal pemastautin James melengkapkan lima sesi tiga pusingan pada usaha bermeter dan konsisten sebanyak 300 watt menggunakan sekeping kit aerodinamik yang berbeza setiap kali.
Kami meluangkan masa setiap sesi untuk menentukan keberkesanan aerodinamik setiap item, dan kemudian menggabungkan kesemuanya untuk memastikan kesan kumulatif.
Komponen yang kami tukar ialah roda, palang, topi keledar dan pakaian kulit – dengan kata lain komponen yang paling mungkin ditukar oleh penunggang jalan raya biasa untuk mencari aerodinamik yang lebih baik. Walaupun terdapat beberapa pembolehubah yang bermakna ujian kami tidak saintifik sepenuhnya, rancangan kami pastinya menarik perhatian pengarah teknologi dan inovasi Reynolds, Paul Lew.
‘Ujian seperti ini tidak cukup berlaku,’ katanya. 'Ini adalah cara yang bagus untuk menguji aerodinamik – masalahnya ialah terlalu mahal untuk mengawal pembolehubah di dunia nyata pada tahap yang sama yang anda boleh mengawal bilangan pembolehubah yang lebih terhad dalam terowong angin.
'Adalah terlalu mencabar untuk mencapai tahap kebolehpercayaan yang kebanyakan jurutera akan selesa meletakkan nama mereka juga. Kamu bukan jurutera jadi tidak perlu risau dan saya melihat nilai dalam jenis ujian ini.’
Jadi dengan pengesahan salah satu nama yang paling dihormati dalam aerodinamik berbasikal, kami mendapat keretakan.
Roda
Tiga pusingan pertama James selesai pada tayar Mavic R-Sys SLR, bar Giant Contact SL, jersi Sportful's Pro Race dan seluar pendek Super Total Comfort dan topi keledar Giro Aeon – semua kit tanpa pretensi aerodinamik.
Tiga pusingan ini purata 2m 33s, yang kami gunakan sebagai masa kawalan untuk membandingkan pusingan dengan pelarasan aerodinamik kami.
Pengubahan pertama ialah beralih kepada roda keratan dalam Bontrager Aeolus 5 TLR. Roda bahagian dalam mempunyai jejari yang lebih pendek yang mengganggu aliran udara kurang daripada roda standard, ditambah dengan rim yang lebih dalam juga menggalakkan aliran udara lamina (licin) di atas permukaannya.
Lew menerangkan bahawa pada sudut yaw tertentu, rim aero yang baik boleh menggunakan angin seperti layar di atas bot, menghasilkan tujahan ke hadapan yang menentang seretan. Purata masa James untuk tiga pusingan adalah 5s lebih cepat setiap pusingan (2m 28s) daripada masa kawalan – peningkatan sebanyak 3.3%.
Ini nampaknya tidak sebesar yang kami jangkakan, tetapi Lew tidak terkejut.
‘Kesan belayar rim dalam berfungsi paling baik dengan angin sisi yang konsisten, contohnya pada laluan TT keluar dan belakang. Pada litar perlumbaan pintas, selekoh menukar sudut angin terlalu banyak untuk mereka memberikan kesan dramatik.’
Bar aero
Langkah seterusnya ialah menukar bar tradisional kepada bar jalan aero Enve SES atas rata. Bentuk ekor Kamm pada bahagian atas memberikan kawasan hadapan yang minimum kepada angin, begitu juga dengan kesan pembahagian udara yang kemas untuk mengurangkan perbezaan tekanan yang menyebabkan seretan tekanan – faktor utama dalam seretan aerodinamik keseluruhan.
Purata masa pusingan dengan bar Enve adalah 6s ke bawah pada kawalan pada 2m 27s – penjimatan 3.9%. Ini memeranjatkan kami, kerana kami tidak menjangkakan perbezaan kecil dalam bentuk bar mempunyai kesan sedemikian pada seretan aero, tetapi peningkatan dalam kelajuan tidak semuanya bergantung kepada keratan rentas aerodinamik bar.
Ia sempit di sepanjang bahagian atas dan melebar keluar pada titisan, jadi walaupun lebar keseluruhan adalah sama, bahagian atas menunjukkan kawasan hadapan yang lebih kecil. Selain itu, bentuk titisan menggalakkan penunggang menggunakan kedudukan yang lebih sempit dan aerodinamik.
Simon Smart, pengasas syarikat aerodinamik Drag2zero, membantu membangunkan bar. 'Menukar daripada kedudukan yang lebih tegak kepada kedudukan yang lebih rendah memberikan pengurangan seretan terbesar,' katanya.
‘Watt tambahan yang disimpan daripada aerodinamik yang baik adalah lebih besar daripada keuntungan yang anda perolehi daripada latihan musim sejuk terbaik yang boleh anda lakukan.’
Helmet
Memandangkan kepala penunggang adalah salah satu kawasan yang paling terdedah kepada aliran udara, pengeluar menghasilkan topi keledar jalan raya aero yang direka untuk mengarahkan aliran udara dengan cekap untuk meminimumkan pergolakan sambil masih mempunyai beberapa lubang penyejukan.
Ini telah membawa kepada dakwaan baru-baru ini mengenai keuntungan aero yang mengagumkan, dengan Giro mendakwa Serangan Udaranya adalah 17 saat lebih pantas melebihi 40km daripada topi keledar Aeonnya. Dengan Evade Specialized di atas kepalanya, James mencatatkan purata pusingan 2m 31s – perbezaan 2s dengan masa kawalan kami. Apabila diekstrapolasi, ini boleh membawa kepada penjimatan kira-kira 26s dalam perjalanan sejauh 40km.
Lew menerangkan tahap penjimatan masa yang mengagumkan ini mungkin disebabkan oleh kelajuan James yang agak tinggi. Untuk mengekalkan output 300 watt, dia mengembara sekitar 38kmj, dan faedah aerodinamik yang dipertingkatkan meningkat secara eksponen dengan kelajuan.
‘Jika anda melukis graf dengan seretan pada paksi menegak dan halaju pada paksi mendatar, anda tidak akan melihat garis lurus – anda akan melihat lengkung eksponen ke atas,’ kata Lew. ‘Seretan mula meningkat dengan ketara melebihi 30kmj, jadi di atas itu peningkatan aerodinamik halaju benar-benar menunjukkan.’
Skinsuit
Sekeping kit aero terakhir kami ialah pakaian kulit Santini Speed Shell. Lew dan Smart bersetuju bahawa kerana badan adalah jisim tunggal terbesar, ia menyumbang bahagian seretan terbesar.
Pakaian kulit menanggalkan riak permukaan yang disebabkan oleh jahitan dan pertindihan pakaian, jadi kami menjangkakan kesan yang agak besar pada aerodinamik. Namun kami mendapati hanya 0.8% penjimatan masa, dengan James menetapkan purata pusingan 2m 32s.
Walaupun masih merupakan penjimatan yang lumayan apabila diekstrapolasi ke jarak yang lebih jauh, ia adalah kurang berfaedah berbanding item lain dalam ujian ini. Ini mungkin disebabkan oleh fakta bahawa jersi dan seluar pendek bib James standard mempunyai potongan yang agak racy dengan fabrik berlebihan yang minimum.
Manfaat lain pakaian kulit, seperti pemampatan yang dikenakan pada otot, telah ditunjukkan dapat mengurangkan keletihan tetapi hanya selepas jarak yang lebih jauh daripada yang kami tunggangi di sini.
Perkara terakhir yang patut dinyatakan ialah berbeza dengan komponen lain yang boleh dibentuk semula untuk meminimumkan seretan, pakaian kulit hanya boleh berfungsi untuk mengurangkan apa yang dikenali sebagai 'geseran langsung' dan tidak mengubah bentuk badan penunggang.. Geseran langsung ialah komponen sekunder seretan aerodinamik dan kurang ketara berbanding kawasan hadapan dan profil.
Aero penuh
James melengkapkan tiga pusingan terakhirnya dengan semua peralatan aero. Bersama-sama ia membenarkannya membelah 10s daripada purata pusingan kawalannya pada output kuasa yang sama, berpusing pada purata 2m 23s.
Jumlah penjimatan sebanyak 6.5% ini akan bernilai 2m 27s yang ketara sepanjang 40km. Keputusan ini boleh diramalkan kurang sedikit daripada jumlah keuntungan individu disebabkan oleh peningkatan eksponen seretan dengan kelajuan, ditambah dengan cara kompleks di mana berbilang elemen aerodinamik berinteraksi.
Seluruh penunggang dan basikal berfungsi sebagai satu sistem dan ini bukan sekadar kes menambah satu elemen ke elemen seterusnya dan mengharapkan mereka semua berkelakuan seolah-olah mengasingkan diri. Ramai pakar dalam bidang ini mengatakan integrasi komponen adalah tempat keuntungan besar masa depan terletak.
Walaupun ujian kami tidak dikawal dengan ketat seperti percubaan makmal, ia mendedahkan trend konsisten yang menyokong keberkesanan kit aerodinamik dalam persekitaran dunia sebenar, dan menunjukkan bahawa obsesi terhadap keuntungan aerodinamik adalah berasas. Smart bersetuju: ‘Setelah anda melatih badan anda ke tahap yang baik, sukar untuk mencari lebih banyak lagi, tetapi kit aero ialah cara yang berdaya maju untuk menjadi lebih pantas.’
Walaupun Smart dan Lew memberi amaran bahawa kekurangan kebolehulangan dengan ujian kami seharusnya membuat kami berhati-hati untuk membuat kesimpulan konkrit tentang kelebihan perbandingan pelbagai peralatan aero, kedua-duanya bersetuju bahawa kit itu akan memberi manfaat.
'Sama ada ujian anda mengawal pembolehubah yang mencukupi atau mempunyai set data yang cukup besar untuk membuat keputusan pembelian berdasarkan keputusan adalah keputusan untuk pembaca anda, tetapi saya meramalkan bahawa aliran keseluruhan yang dipaparkan akan berubah sedikit jika set data telah meningkat. 'Terowong angin yang anda katakan? Siapa yang memerlukan salah satu daripadanya?
