Pimp my aero

Co się stanie, jeżeli w naszym rowerze wprowadzimy zmiany związane z polepszeniem jego i naszej aerodynamiki? Producenci podają nam mnóstwo danych mających przekonać nas do wybrania właśnie ich sprzętu, ale jak przetłumaczyć to na zrozumiały język sprowadzając dane do wspólnego mianownika? Przeliczmy więc owe zyski na konkretną prędkość i czas. Nasz eksperymentalny zawodnik porusza się na standardowym rowerze szosowym, wyposażonym w zwykłe szprychowe koła, z prędkością 36 km/h na odcinku 45 kilometrów. Zobaczmy, jak może sobie pomóc wprowadzając różne zmiany…

Z wzoru na siłę oporu aerodynamicznego można obliczyć jak zmieni się prędkość po zmianie oporu. Producenci podają o ile dany komponent zmniejsza siłę oporu, na przykład dla kół na wykresach zależności siły oporu w funkcji kąta wiatru pozornego.

Wszystko to ma na celu ujedolicenie wyników zebranych w internecie. Cześć źródeł podaje oszczędności w gramach siły, inne w sekundach dla danej prędkości (zazwyczaj 50 km/h), jeszcze inni zyski mocy. Ja policzyłem to wszytsko w gramach siły, sekundach i watach dla prędkości 36 km/h. Dlaczego akurat takiej? Ponieważ podane wartości oporu należy zmniejszyć proporcjonalnie do spadku prędkości, a poza tym jest to prędkość osiągana przez dużą liczbę zawodników i prędkość, do której wiele osób aspiruje (1:15 na ćwiartce i 2:30 na połówce), aczkolwiek można to przeliczyć dla dowolnej prędkości.

Gęstość powietrza odczytujemy z tabeli dla danej wysokości, temperatury i wilgotności. Powierzchnię czołową i współczynnik oporu określamy na podstawie zdjęcia, z tabel lub urządzeń do tego przeznaczonych, zakładamy prędkość i liczymy siłę oporu. Chcąc policzyć jak nowa siła oporu przełoży się na wzrost prędkości należy obliczyć nowy współczynnik oporu podstawiając nową siłę oporu i starą prędkość. Tak obliczoną wartość nowego współczynnika oporu wraz z nową wartością siły oporu podstawia się do wzoru i wylicza z niego nową prędkość. Tu zastosowano pewne uproszczenie, ponieważ wraz ze wzrostem prędkości opór rośnie i z tego powodu równanie nie jest najdokładniejsze, ale jego wyniki nie różnią się znacznie od wartości rzeczywistej i jest to wystarczająco dokładne uproszczenie. Dokładną wartość możnaby okreslić tylko w tunelu aerodynamicznym, ale życie różni się od tunelu, tak samo jak na trasie zmieniają się warunki atmosferyczne (wiatr, gęstość powietrza, powierzchnia czołowa, itp.).

Po takim wstępie teoretycznym przejdzmy do konkretnych wartości.

Rama czasowa z aerodynamicznymi profilami w porównaniu z ramą szosową z okrągłymi profilami daje 36 gramów siły zysku przy prędkości 30 mil na godzinę, co po przeliczeniu na 36 km/h na dystansie 45 km daje zysk około 20 sekund.

Jeżeli przyjmiemy pozycję aerodynamiczną, to zmniejszymy opór o 262 gramy siły, co na dystansie 45 km przy prędkości 36 km/h daje około 156 sekund zysku.

Zamiana przedniego koła na wysoki stożek (w porównaniu ze zwykłym kołem treningowym) oszczędzi 50 gramów siły, co przełoży się na zysk około 30 sekund na dystansie 45 km.

Zamiana tylnego koła na dysk (w porównaniu ze zwykłym kołem treningowym) oszczędzi 100 gramów siły, co przełoży się na zysk około 60 sekund na dystansie 45 km.

Kask aerodynamiczny w porównanu ze zwykłym kaskiem (oczywiście utrzymywany w odpowiedniej pozyji) oszczędzi 144 gramy siły, co przełoży się na zysk około 85 sekund na dystansie 45 km.

Pełny zestaw komponentów „ceramicznych”, czyli ceramiczne łożyska wkładu suportu, ceramiczne łożyska piast obydwu kół, wózek tylnej przerzutki z dużymi kółkami i ceramicznymi łożyskami, oraz łańcuch z powłoką parafinowo-teflonową, oszczędzi około 15 watów, co w przeliczeniu na opór przy prędkości 36 km/h równa się około 150 gramom siły i pozwoli na zaoszczędzenie około 90 sekund na dystansie 45 km.

Ogolone nogi pozwalają zaoszczędzić około 110 gramów siły, co przekłada się na oszczędność czasową około 65 sekund. Tutaj należy się uwaga, że nogi przed porówaniem były na prawdę gęsto owłosione. Może nie jak Chewbacca, ale coś w ten deseń.

Najnowszy aerodynamiczny strój triathlonowy Pearl Izumi z rękawkami w tunelu przy 50 km/h okazał się oszczędzać 8 W, czyli po przeliczeniu przy prędkości 36 km/h na dystansie 45 km około 48 sekund.

Wspominam tylko o tych rzeczach, które są wykorystywane w triathlonie. Nie poruszam tematu ochraniaczy na buty, bo to nie ma sensu. Nikt z triathlonistów nie będzie tracił czasu na ich zakładanie. Podkreślić też należy, że przytoczonych tutaj zysków czasowych nie należy sumować. Chcąc wiedzieć jaki zysk czasowy da nam jednoczesne zastosowanie na przykład koła pełnego i komponentów „ceramicznych” należałoby zsumować spadek siły oporu aerodynamciznego i określić dla niego nową prędkość i tym samym zysk czasowy, ponieważ zależność siły oporu i prędkości nie jest liniowa. Rodzi się jeszcze pytanie, po co nam to wszystko wiedzieć? Chociażby po to, żeby na podstawie tych danych priorytetyzować swoje zbrojenia przed kolejnym sezonem, czy ułatwić udzielenie odpowiedzi na pytanie, czy wydatek rzędu pięciu tysięcy złotych na zestaw „ceramicznej” biżuterii rowerowej jest wart swojej ceny.

Wyniki obliczeń opublikowano w magazynie „Triathlon” będącego częścią miesięcznika „Bieganie” w październiku 2016 roku.

el Kapitano

el Kapitano

editor

el Kapitano. Marynarz. Triathlonista. Więcej w zakładce "o mnie".

3 komentarzy

  1. Maciek

    Hej.
    Ciekawe. Podam swoje
    porównanie z praktyki.
    Amator niedzielny.
    Waga 67 kg.
    Rok 2016 Stężyca 1/4 IM
    Szosa waga ok. 9,8 kg + bidony.
    Koszulka i kask nieoero.
    Nogi owłosione 🙂 żoną nie
    pozwala golić.
    Spodenki wiadomo.
    Wydolność bieg vo2 50
    Wiatr bardzo mały a nawet
    brak.
    Średnia prędkość: 28 km/h
    Stężyca 2017 1/4IM
    Szosa waga ok. 8.7 + bidony.
    Koła łożyska ciut lepsze.
    Strój TRI + lemondka ok 450g.
    Kask ten sam, nogi owłosione.
    Noga w tym roku mocniejsza.
    Wydolność bieg vo2 52.
    Wiatr 6-7 m/s.
    Średnia prędkość 33 km/h.
    Jak widać avs znacząco się
    poprawił pomimo, że wiatr
    płatał figle. Myślę, że lemondka
    sporo dała a strój tri też
    pomógł. Nic nie fruwało a ciało
    trzymało. No i noga w tym roku
    zapisała. Moje wyniki odstają
    od napieraczy ale mam to
    gdzieś. Może kiedyś zgolę
    wreszcie te nogi:-).
    AAA byłbym zapomniał w obu
    startach miałem brodę 🙂

  2. kuba

    rok do roku bym nie porównywał …
    zbyt duża zmiana warunków …
    szczególnie jeśli przy pierwszym
    wyścigu bez wiatru miałeś 28km/h a po
    roku ćwiczeń osiągnałeś 33 … z
    doświadczenia mogę powiedzieć że przy
    tej samej mocy generowanej na tym
    samym odcinku w ten sam dzień
    prędkość przy zastosowaniu lemondki
    względem dolnego chwytu na mojej
    szosie ( nic wypasionego to około 1
    max do 2 km/h więcej.

Napisz komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *