#велосипедноедвижение
#математическоеомоделирование
Почему езда на велосипеде является самым энергоэффективным способом передвижения в мире?
Новое исследование вывело понимание энергоэффективности езды на велосипеде на новый уровень.
Давно известно, что средний человек на велосипеде может двигаться в три-четыре раза быстрее пешехода, но расходует при этом в пять раз меньше энергии. С помощью велосипеда потребление энергии человеком при перемещении на заданное расстояние – самое эффективное на грамм на километр. Любая машина или животное уступают ему. Но новое исследование показывает, что велосипедист, защищенный от ветра, даже более энергоэффективен, чем, скажем, дельтаплан.
Междисциплинарное исследование, которое провел бельгийский профессор аэродинамики Берт Блокен, было нацелено на изучение эффективности езды велогонщиков в пелотоне. Для эксперимента были изготовлены модели велосипедистов, которые помещали в специальную аэродинамическую трубу. Для расчетов применялось программное обеспечение, предназначенное для управления потоками жидкости. Консультировали ученого профессиональные велогонщики.
С помощью массива суперкомпьютеров, обрабатывающих гигантское количество аэродинамических данных о 121 модели велосипедистов, движущейся в пелотоне, было установлено, что сопротивление в середине задней части «плотно упакованного» пелотона снижается до 5-10% по сравнению с сопротивлением изолированного велосипедиста, едущего с той же скоростью перед пелотоном.
Некоторые команды велогонщиков используют математические модели спортивного велодвижения, чтобы рассчитать, когда именно гонщик должен ускориться, чтобы не попасть в преследующий его пелотон. Эти модели предполагают, что гонщики внутри пелотона имеют сопротивление 50-70% по сравнению с изолированным гонщиком. Эти значения получены в результате старых тестов на небольших группах до четырех велосипедистов, едущих в линию, которые показали снижение сопротивления для третьего и последнего, четвертого, велосипедиста до 50%. Это привело исследователей к выводу, что эти 50% будут верны и внутри пелотона.
Но последнее исследование показало другие результаты. Основные выводы:
🚲 Снижение сопротивления внутри пелотона до 5-10% составляет огромную разницу (в 10 раз ниже) по сравнению с предыдущими исследованиями, которые рассчитали снижение до 50-70%. Используемые ранее математические модели велосипедного движения следует совершенствовать.
🚲 В средней части («животе») пелотона эквивалентная велосипедная скорость в 4,5 и 3,2 раза ниже, чем скорость пелотона. То есть езда в «животе» пелотона требует очень малого усилия. Однако это не значит, что обычный человек может проехать на велосипеде вместе с профессиональным пелотоном всю гонку. Нет никаких оснований меньше уважать исключительные усилия велогонщиков, так как эксперимент поставлен в идеальных условиях: идеально прямая дорога, ровный пелотон, безветрие.
🚲 Хотя наименьшее аэродинамическое сопротивление в изученных пелотонах наблюдается в последних 4-5 рядах, это положение не обязательно является лучшим с учетом всех аспектов велогонки. Гонщики в конце пелотона медленнее реагируют на происходящее впереди и могут пропустить момент атаки, а при ускорении им нужно больше усилий и времени для преодоления разрыва с лидерами.
🚲 Самое лучшее положение в пелотоне – «плечевые» стороны в передней части, где лидеры будут защищены от ветра и окружены другими членами своей команды.
К чему это все?
Работа Блокена не относится к области общей энергоэффективности езды на велосипеде, но из его исследований ясно, что езда плотной группой делает велосипед еще более эффективным как средство передвижения. Исследование доказывает и выводит на новый уровень выводы, к которым пришли другие исследователи еще в 1970-х годах.
Продолжение 👇👇👇
