أي عجلة يجب أن تستخدم الديناميكية الهوائية أم خفيفة الوزن؟

عند مشاهدة مباراة على خشبة المسرح ، سترى أن عمق عجلات السائق يتغير حسب التضاريس. عادة ، تظهر الحواف العميقة في مرحلة التسطيح السريع ، بينما تظهر الحواف العميقة في مرحلة التسطيح السريع جنوط خفيفة الوزن إلى الجبل.

إنه الأكثر كفاءة في هذا المستوى ويستفيد أكثر عند الركوب بمفرده أو في مجموعات أصغر. يمكن لمجموعة من الحافات العميقة الواضحة أن تشير إلى أن الراكب يحب الراحة.

في المقابل ، فإن مجموعة من الحافات النحيلة تعني أن الفارس يريد أن يحدث الحدث الرئيسي لليوم على جهاز الهبوط. لكن معظم الطرق تتكون من أقسام مسطحة وأقسام جبلية. أي عجلة هي الأكثر فعالية ؛ ديناميكية هوائية أم خفيفة الوزن؟

قال ماركو أركستين ، المحاضر في الميكانيكا الحيوية الرياضية والرياضية في جامعة أبيريستويث: "إذا ركب راكب الدراجة 10 كيلومترات على أرض مستوية ثم صعد صعودًا لمسافة 10 كيلومترات ، فمن الواضح أن الجزء المرتفع يستغرق وقتًا أطول."

"الآن دعنا نقول [بشكل تعسفي] أنه على الحافات المسطحة والضحلة ، تزيد العجلات الديناميكية الهوائية العميقة من سرعتك بنسبة 10٪ ، ولكن نظرًا لوزنها الزائد ، هناك انخفاض مماثل في السرعة عند الصعود.

"من المنطقي أن تختار الحافات السطحية ، لأنك ستقضي وقتًا أطول في الصعود ، لذا فأنت تريد توفير الوقت."

آه ، لكن الأمر ليس بهذه البساطة. قال كيفين كوان ، مدير الهندسة في Knight Wheels: "أجرى زميلي السابق في Cervélo الكثير من الاختبارات والحسابات للإجابة على هذا السؤال.

"لقد وجدوا أنه بالنسبة للراكب العادي العادي ، فإن تقليل الوزن الأيروديناميكي يكون أفضل عند منحدر يبلغ حوالي 5٪ ومنحدر بنسبة 8٪ للركاب المحترفين."

لذلك ، إذا كنت كريس فروم تتحدى Col de la Ramaz في سباق فرنسا للدراجات ، بمنحدر يبلغ 13.9 كيلومترًا ومتوسط ​​انحدار 7.1٪ ، فإن الحافات العميقة هي خيارك الأفضل. إذا كنت محاسبًا John Smith ، فجربه بنفس التسلق ، فمن الأفضل أن تذهب ضحلًا.

للحصول على وجهة نظر مختلفة قليلاً ، دعنا نغير مقياس المقارنة بالواط الموثوق به.

قال روب كيتشنج ، مؤسس معدات نمذجة الأداء ، Cycling Power Lab ، "عند 40 كم في الساعة ، قد يكون التحويل من الحافات الضحلة إلى الأجزاء العميقة حوالي 10 وات ، مما يوفر لك 30 ثانية في الساعة".

"لنفترض أن فقدان الوزن الناتج عن استخدام عجلة هوائية ذات مقطع عميق يبلغ نصف كيلوغرام. وحتى عند منحدر بنسبة 10٪ ، قد تكون تكلفة حمل الوزن الزائد أثناء التسلق أقل من 5 وات.

"يجب أن تحتوي الدورة التدريبية على الكثير من الصعوبات الصعبة ، وسيكون هناك الكثير من فقدان الوزن قبل التخلي عن ترقية الطيران."

الحياة عبء

أحد العوامل الرئيسية التي نحتاج إلى أخذها في الاعتبار هي منطقة المقاومة (CdA) ، وهي نتاج مقاومة جسم ما ومساحة وجهه الأمامي. لقد وجد أن استخدام العجلات الهوائية يمكن أن يقلل CdA لراكب الدراجة بنسبة 3-5٪ ، لذلك إذا قمت بتوليد 350 واط من الطاقة ، فإن استخدام العجلات الهوائية يمكن أن يزيد سرعتك بسلاسة من 44.6 كم / ساعة إلى 45.4 كم / ساعة ، وهي زيادة 1.63٪.

عند منحدر بنسبة 2٪ ، لا تزال الديناميكا الهوائية هي السبيل للوصول إلى العجلات العميقة التي يجب أن تكون على الأقل 2.8 كجم أثقل من العجلات الضحلة لأنها ليست خيارًا أسرع. ولكن مع منحدر الطريق ، تنخفض هذه القيمة بشكل حاد.

بنسبة 4 ٪ ، ستظل العجلات الهوائية التي تزن 940 جرامًا هي الخيار الأسرع. عند 6٪ ، سينخفض ​​إلى 390 جرامًا ، ولكن عندما تصل إلى 10٪ ، سيكون لديك 50 جرامًا فقط ، لأن ميزة الديناميكا الهوائية يمكنها التغلب على العجلة الضحلة.

لذا دعونا نجلبه إلى العالم الحقيقي. يعد مشبك Zipp's 202 Firecrest خيارًا خفيفًا وخفيفًا يبلغ 1450 جرامًا ، في حين أن 808s هو خيار ديناميكي هوائي فائق يبلغ 1،885 جرامًا مع فقدان وزن يبلغ 435 جرامًا.

استنادًا إلى نمذجة البيانات لدينا ، هذا يعني أنها لا تزال خيارًا أفضل عندما يكون التدرج اللوني مرتفعًا مثل 5 ٪ ، وهو ما يتوافق مع بيان Quan السابق.

ولكن حتى الآن ، افترضت جميع حساباتنا بشكل فعال أن أي ميل ثابت وأن الطريق مستقيم ، بينما في الحقيقة لا أحد منهما.

يجب إدخال متغير جديد في المعادلة من خلال التغييرات في المنحنى والسرعة: القصور الذاتي ، وهو تقريبًا حساب للكتلة مضروبة في المسافة إلى مركز العجلة.

قامت شركة تصنيع العجلة Mavic بدراسة تأثير القصور الذاتي على العجلة ووجدت أنه كلما زاد وزن الإطار (عجلة a la aero) ، زاد القصور الذاتي.

وقال ماكسيم برونارد مهندس أبحاث مافيك "هذا مهم لأن القصور الذاتي يؤثر على سرعة رد فعل العجلات." "إذا تغيرت السرعة كثيرًا من لحظة إلى أخرى ، فأنت بحاجة إلى قصور ذاتي منخفض. إذا ركبت بسرعة ثابتة ، فإن القصور الذاتي العالي سيفي بالغرض.

باختصار ، إذا واجهت تسلقًا قصيرًا ولكن قويًا ، فاذهب سطحيًا. للمنحدرات الأطول التي تتطلب سرعة ، اختر بضغط الهواء.

نمذجة الأداء

حسنًا ، لقد وصلنا إلى مكان ما ، ولكن حتى الآن لم تتضمن سوى البيانات لاختبار نظريتنا ، والآن حان الوقت للخروج بكل شيء. طورت شركة Best Bike Split ، التي استحوذت عليها TrainingPeaks في عام 2014 ، محركًا لنمذجة الأداء يمكنه استيعاب كمية كبيرة من البيانات - العتبات الوظيفية للراكب والوزن وإعدادات الدراجة واختيار العجلات - قبل توقع تقسيم الدراجة لطريق معين .

بالنسبة للفرق المحترفة مثل Trek-Segafredo ، يعد هذا نموذجًا دقيقًا بدرجة كافية يمكن استخدامه للاختيار. على سبيل المثال ، عند مواجهة تجربة وقت شاق ، يجب على السائقين استخدام TT Speed ​​Concept أو Madone مع مقطع.

FLO Wheels هي شركة أمريكية للعجلات تستخدم Best Bike Split لتصميم عجلاتها في العديد من دورات دراجات Ironman لفهم كيفية تأثير التضاريس على اختيار العجلات.

وتشمل هذه الطرق المسطحة والمتدحرجة والمنحدرة ، بالإضافة إلى الطرق المتطرفة مثل Alpe d’Huez triathlon ، بما في ذلك التسلق الشهير المستخدم في Tour de France.

قارنت الشركة العجلات المساعدة الخفيفة (1100 جم) والعجلات الهوائية (1624 جم) مع العجلات الإضافية الأثقل وزنًا (2،259 جم). على مضمار فلوريدا ترياتلون ، كانت مسافة التسلق 180 كيلومترًا فقط 300 متر ، ودخلت العجلات الأثقل في 5 ساعات و 21 مترًا و 44 ثانية.

وفرت العجلات الأخف ثانيتين فقط ، بينما دخلت الأيروس بسرعة 5 ساعات و 14 مترًا و 10 ثوانٍ - مما يوفر 7 أمتار و 34 ثانية. حتى في تسلق Alpe d'Huez البالغ طوله 13.2 كيلومترًا ، كانت العجلات خفيفة الوزن أطول بـ 23 ثانية فقط من المجموعة الأيروديناميكية النهائية.

وخلص كريس ثورنهام ، أحد مؤسسي FLO ، إلى أن "نموذجنا يظهر أنه عند اختيار العجلات ، تكون الديناميكا الهوائية أكثر أهمية من الوزن".

لذلك ، وفقًا لـ Chris Hewings of Lightweight Wheels ، بالنسبة لمعظم سيناريوهات العالم الحقيقي ، يبدو أن الديناميكا الهوائية هي التي تفوز ، لكن هذا النقاش الخفيف والمبسط لا يستحوذ على هذه النقطة.

وقال: "بناءً على الخبرة ، والأدلة السردية ، وكوني سمينًا بعض الشيء ، سأكون أكثر قلقاً بشأن ثني العجلات". "معظم العجلات الأخف وزنًا بطبيعتها أكثر مرونة لأي شخص ، باستثناء ثعابين السباق النحيلة جدًا.

"نقل الطاقة بسبب صلابة العجلات لا يقل أهمية عن الوزن الخفيف. هذا هو المكان الذي تفقد فيه معظم عجلات التسلق ، خاصة بالنسبة للركاب مثلي الذين يزيد وزنهم عن 80 كجم."

يضع Hewings إلى الأمام نقطة صحيحة. بالإضافة إلى مسألة الوزن ، يجدر النظر في النقاط التالية: إذا كان وزنك 90 كجم ، فإن دراجتك تبلغ 7 كجم ، ومجموعة العجلة 1.1 كجم فقط ، فإن طوقك يكون 98.1 كجم فقط. تم ضبط 1.12٪ من الوزن الإجمالي للكيلوجرام.

ومع ذلك ، إذا كان وزنك حوالي 60 كجم مثل Quintana ، وكان وزن الإطار والعجلات متماثلًا ، فإن مجموعات العجلات الخاصة بك تمثل 1.61٪ من الإجمالي ، والتي قد تزيد بنسبة 0.5٪ فقط بشكل عام ، ولكن بالمقارنة ، نسبتها يزيد بنسبة 50٪ تقريبًا عن عجلة الفارس الأكبر.

هل الحافات الضحلة مناسبة للركاب الأخف وزناً ، في حين أن الديناميكيات الهوائية مناسبة للركاب الأثقل وزنًا؟ سنعطي الكلمة الأخيرة لعالم الديناميكا الهوائية المحترف كريس يو: "بالاقتران مع فارق الوزن المحدد ، فإن مسألة اختيار أي عجلة تنحصر في المنحدر والرياح - خاصة زاوية الانعراج ، والتي تعتمد في الواقع على سرعة الراكب.

"ولكن اعتمادًا على التركيبة المحددة للديناميكا الهوائية والاختلافات في الوزن ، يمكن لنقطة المقايضة للتدرج اللوني ry من حوالي 4٪ إلى ما يقرب من 10٪. "هذا من الصعب تحديده ، لكنه إجابة ... أوه انتظر ، وأكثر من ذلك:" هذا قبل التفكير في الرياح المستعرضة وسرعة الراكب. "

إذا كان لديك أفكارك الخاصة ، ص عقد الإيجار ntact لنا ( sales1@gofastbike.com) لمناقشة وتقديم خدمات مخصصة لك.