Итак. Вы хотите ехать
еще быстрее. И вы хотите знать, как потраченные на дорогое оборудование
деньги влияют на экономию времени на дистанции. Проблема в том,
что вы скорее всего уже окончательно запутались в тех цифрах и
хвалебных отзывах компаний-производителей оборудования для тайм-триала.
С чего стоит начать?
Давайте сведем проблему к одному простому вопросу. Каков будет
ваш выигрыш от перехода с обычного шоссейного велосипеда, руля
и шлема, на разделочную раму с аэрошлемом и лежаком? Именно так.
Оставим в стороне колеса, покрышки и одежду. По условиям задачи,
они меняться не будут.
Легко понять, что найти ответ на этот вопрос можно, другой
вопрос, как это сделать, так как большинство из нас такими знаниями
не обладают. К счастью, в веломире существуют такие люди как инженеры,
чья работа как раз находить ответы на подобные вопросы.
Нам представилась замечательная возможность провести день в
аэродинамической трубе A2 в компании инженера Specialized Марка
Коти. Труба А2, младший брат AeroDYN, используется для тестирования
небольших средств передвижения и велосипедов. Вдобавок, час аренды
трубы стоит всего 390 долларов, а обслуживающие оборудование Майк
Жиро и Дейв Салазар имеют непосредственный опыт тестирования велосипедов.
И последний плюс. Собранные в трубе данные можно сразу сравнить,
испытав велосипед на находящейся рядом кольцевой 2.3км трассе
NASCAR Lowe’s Motor SpeedWay.
Для теста, Марк пригласил Натана О’Нейла. Натан, восьмикратный
чемпион Австралии в тайм-триале и опытный гонщик, выступавший
по всему миру за европейские и американские команды. В настоящий
момент он находится под 15месячным баном (который заканчивается
12 ноября 2008 года), за употребление аппетитного супрессанта
аппетита Фентермина. Как бы там не было, его способности, опыт
гонщика и работы в аэродинамических трубах делают его идеальным
тестером.
Как это было
Тестирование в аэродинамической трубе является промышленным стандартом
при тестировании компонентов на аэродинамику. Для идеального результата,
требуется велосипедист способный сохранять постоянную аэродинамическую
посадку во время педалирования. Конечно, можно тестировать велосипед
и без гонщика, но здравый смысл подсказывает, что наличие спортсмена
слишком сильно влияет на результат. Помимо прочего, поскольку
аэродинамика сильно меняется, тестирование необходимо проводить
при разных углах набегающего ветра.
К сожалению, полностью боковой ветер невозможно сымитировать
в аэродинамической трубе, поскольку велосипед зафиксирован на
паре роликов.
Тестирование на открытом воздухе также имеет смысл, поскольку
речь идет о реальных условиях. Хотя для подобных тестов требуется
учитывать значительно большее количество факторов и такая работа
отнимает уйму времени. Даже если в вашем распоряжении идеально
ровная дорога, точное измерительное оборудование, как система
SRM и мобильная метеостанция, слишком сильный естественный ветер
внесет в результаты существенные коррективы, что приводит к ошибкам.
Гонка за 70 ваттами
В конце июля, Коти и его команда уже проводили серию сравнительных
тестов классического шоссейного велосипеда Specialized Tarmac
SL2 с колесами HED Bastogne и разделочного Specialized Transition
с трехлопастными колесами HED3 Trispoke wheels и шлемом Specialized
TT3.
В ходе тестирования, для точного результата, полученные в аэродинамической
трубе данные сравнивались с уличными испытаниями на трассе Lowe’s
Speedway и велодроме Ашвилья. В ходе испытаний гонщик несколько
раз проезжал 1км и 10 мильную дистанции на постоянной скорости
40 км/ч. Тестерам исключительно повезло с погодой: общая погрешность
уличных испытаний составила ничтожные 2%. Аналогичная ошибка для
аэродинамической трубы не превысила 1%. Таким образом, тестирование
на открытом пространстве подтвердило данные полученные в помещении.
Главный вывод уличного тестирования группы в июле. На средней
скорости в 40км/ч, применение аэродинамических компонентов экономит
гонщику от 60 до 70 ватт. Таким образом, когда для поддержания
скорости в 40км/ч обычному велосипедисту необходима мощность в
280-290 ватт, полностью экипированный гонщик потратит всего 220
ватт. Что дает экономию в размере 22-24%. Другими словами, сев
в аэродинамическую позицию на правильный велосипед, на каждом
километре гонщик выигрывает дополнительные 9 секунд. 2 минуты
и 14 секунд на отрезке в 16.1км. 5 минут 11 секунд в проехав 40
км. И уже совсем умопомрачительные 24 минуты и 58 секунд на зачетной
дистанции Айронмэн в 180.2км. И еще одно сравнение. Замена велосипеда
позволяет гонщику ехать на 4 км быстрее, при тех же энергозатратах.
В аэродинамической трубе экономия была еще более значительной:
от 32 до 42%, в зависимости от угла ветра. Поскольку в реальных
условиях потери велосипедиста от аэродинамического сопротивления
составляют около 70%, 70% от 32-42% дают 22-29%, что весьма точно
коррелирует с уличными 22-24%. Общее правило таково: чем сильнее
угол лобового ветра отличается от направления гонщика, тем выше
скорость. Эффект паруса в действии, если вы конечно сможете удерживать
заданное направление.
Тестирование на трассе
Итак. Как нам подсчитать из чего состоит эта самая экономия 70
ватт? Что приходится на посадку, велосипед, щлем и колеса? Именно
на эти вопросы мы и собирались ответить. Поскольку, на самом деле,
влияние колес на скорость мы не тестировали, речь шла о делении
примерно 60 ватт.
Тестирование Марк решил проводить на 5 конфигурациях.
- Шоссейный Tarmac SL2 | Шоссейный шлем SWorks | Обычный руль
- Шоссейный Tarmac SL2 | Шоссейный шлем SWorks | Обычный руль
с лежаком
- Шоссейный Tarmac SL2 | Разделочный шлем TT2 | Обычный руль
с лежаком
- Разделочный Transition | Шоссейный шлем SWorks | Разделочный
лежак
- Разделочный Transition | Разделочный шлем TT2 | Разделочный
лежак
Каждый раз велосипед комплектовался комплектом колес Roval,
Натан ехал в облегающем костюме с короткими рукавами, теплыми
перчатками с длинными пальцами и теплыми отдельными рукавами.
Масса гонщика и велосипеда составляла 83 килограмма.
Все пять конфигураций тестировались на двух кругах (4.6 км)
кольца Lowe’s Speedway на скорости максимально близкой к 40 км/ч.
На следующий день, тест был повторен в аэродинамической трубе.
В ходе каждого теста, Майк Жиро ехал по кольцу на велосипеде со
скоростью 32 км/ч, с измерителем скорости и направления ветра.
Хотя это и было ясное и солнечное ноябрьское утро, погода была
не самой идеальной. Мы могли учитывать влияние меняющейся температуры
и влажности, но ветер вносил свои коррективы.
Конфигурацня |
Коэф. сопротивления |
Скорость (км/ч) |
Мощность (ватт) |
1 |
0.310 |
40.1 |
306.6 |
2 |
0.267 |
40.27 |
268.6 |
3 |
0.256 |
40.38 |
261.0 |
4 |
0.264 |
40.17 |
262.9 |
5 |
0.230 |
40.05 |
229.0 |
В целом, хотя и не без ошибок, тенденция сохранялась: разница
между шоссейной и полностью разделочной комплектацией составляла
77 ватт (около 25%). И как показали результаты, за половину этой
экономии отвечала посадка. Что касается шлема, определить процент
экономии из-за разных данных было сложнее. По нашим предварительным
расчетам, разделочный велосипед с аэрошлемом должен для поддержания
скорости 40 км/ч требовать 240 ватт, но не полученные в ходе тестов
263. Скорее всего, проблема была в калибрации системы SRM, чем
ветре на трассе.
Тестирование в трубе
Тесты в трубе проводились под двумя углами (от 0 до 10 градусов).
Приятная особенность выбранных конфигураций то, что мы имели два
разных способа сравнения велосипедов и шлемов. Разница между разделочным
и шоссейным шлемами составила 8.6 ватта или 9.4, в зависимости
от типа прочих компонентов. Tarmac SL2 c лежаком и Transition
показали 18.5 ватт и 19.3 соответственно. Применение лежака на
шоссейной раме дало внушительные 29.4 ватта экономии, по сравнению
с обычным рулем.
Конфигурацня |
Коэф. сопротивления |
Скорость при затратах
278 ватт (км/ч) |
Требуемая мощность для
поддержания скорости в 40 км/ч (ватт) |
1 |
0.3019 |
40.00 |
278.3 |
2 |
0.2662 |
41.65 |
248.9 |
3 |
0.2547 |
42.25 |
239.5 |
4 |
0.2427 |
42.90 |
229.6 |
5 |
0.2323 |
43.50 |
221.0 |
В ходе тестирования мы сэкономили 60 ватт. Июльские тексты
показали 70 ватт, но поскольку в ходе того тестирования в максимальной
конфигурации использовались аэродинамические колеса, мы полагаем,
что разница в 10 ватт была достигнута именно за счет разных аэродинамических
качеств Hed 3 Trispokes и Hed Bastogne. Поскольку различия между
двумя сериями тестов заключались и в модели шлема и одежды, нам
стоит быть осторожными в этом выводе: разница между аэродинамическими
колесами дает дополнительные 10 ватт.
Ну и последнее. Попробуем переложить полученную экономию в
ваттах на стоимость компонентов.
|
Стоимость компонента в
$ |
Стоимость 1 ватта |
Лежак |
100-1200 |
$3.30-$40 |
Аэродинамический шлем |
75-230 |
$8.30-25.50 |
Разделочная рама |
1000-10,000+ |
$50-500 |
Разделочные колеса |
600-8000 |
$60-800 |
Стоит ли овчинка выделки? Решать вам.
|