Аэродинамика играет ключевую роль в эффективности велогонщика. Оптимизация аэродинамических характеристик может значительно улучшить результаты.
Когда велосипедист движется со скоростью 40 км/ч по ровной дороге, он тратит 83% своей мощности на преодоление аэродинамического сопротивления.
Мощность - это общий показатель производительности в велоспорте. Математически это скорость выполнения работы или скорость расхода энергии; W = J/s
W = Ватт (Мощность)
J = Джоуль (Энергия)
S = Секунды (время)
При оптимизации скорости езды на велосипеде важно понять, что делает велосипед и гонщика быстрыми. Циклическая мощность описывается как баланс входной мощности и резистивных сил.
Эти резистивные силы включают шесть основных компонентов:
1.
Аэродинамическое сопротивление (AR)
2.
Сопротивление качения (RR)
3.
Трение подшипников колес (WB)
4.
Кинетическая энергия (KE) - энергия для ускорения
5.
Потенциальная энергия (PE) - энергия для подъема
6.
Потери трения трансмиссии
Основные параметры, влияющие на сопротивление велогонщика:
• Коэффициент лобового сопротивления
• Фронтальная площадь
• Плотность воздуха
• Скорость воздуха относительно гонщика
• Скорость гонщика относительно дороги
• Коэффициент сопротивления качению
• Масса велосипеда
• Масса гонщика
• Гравитационное ускорение
• Градиент дороги
Аэродинамическая сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости. Это означает, что при увеличении скорости сопротивление возрастает очень быстро. Например, если скорость удваивается, сопротивление возрастает в четыре раза.
Аэродинамическая сила является функцией скорости третьего порядка. Другие условия - это условия первого или второго порядка. Это значит, что по мере увеличения скорости аэродинамическое сопротивление растет быстрее, чем другие силы.
Таким образом, чем быстрее движется гонщик, тем большее сопротивление он испытывает. Это привело к заблуждению, что аэродинамика важна только на высоких скоростях. На самом деле, это плавная функция, и аэродинамика важна на любой скорости.
В уравнении мощности аэродинамика становится доминирующей формой сопротивления на скорости около 18 км/ч.
Это показывает, что все велосипедисты подвержены высоким аэродинамическим нагрузкам. Даже ниже этой скорости аэродинамическое сопротивление все еще играет роль, хотя и не доминирующую.
В контексте производительности гонщик и его велосипед действуют как единая система. Вес и сопротивление обоих являются важными факторами общей производительности. Невозможно полностью отделить сопротивление гонщика от велосипеда, так как воздух, движущийся над одним, влияет на воздух, движущийся над другим. Тем не менее, используя экспериментальные данные, можно оценить, что велосипед составляет около 30% от общего сопротивления.
Исследования показывают, что уменьшение фронтальной площади гонщика помогает снизить сопротивление. Это можно сделать, опустив корпус и голову, чтобы уменьшить фронтальную высоту, и приблизив руки к телу, чтобы они не добавляли лишней площади.
Для гонщиков, движущихся в группе, боковое положение относительно впереди идущего гонщика оказывает большее влияние на сопротивление, чем увеличение расстояния. Это значит, что езда точно за другим гонщиком важнее, чем минимальное расстояние до него (при отсутствии бокового ветра).
Когда один гонщик обгоняет другого, он испытывает увеличение сопротивления на 6%. Этот эффект исчезает по мере увеличения расстояния между ними. При расстоянии 1500 мм увеличение сопротивления больше не действует.
Исследования показывают, что езда за другим гонщиком может уменьшить сопротивление более чем на 40%. Для следующих гонщиков это значение может достигать 50% и более. В середине пелотона сопротивление может быть всего 10% от того, что испытывает одиночный гонщик.
Интересно, что ведущий гонщик также может испытывать снижение сопротивления на 3-5% из-за присутствия сзади идущего гонщика. Это происходит потому, что сзади идущий гонщик заполняет зону низкого давления за лидером, снижая разницу давления и сопротивление.
В июле и августе этого года я много времени уделял отработке посадки с хватом за низ руля и агрессивной посадке с максимальным наклоном корпуса. В результате я могу дольше находиться в этих позициях.
Расположение предплечий на руле параллельно земле считается наиболее аэродинамичным, но я могу удерживать такую позу не более 5 минут из-за усталости трицепсов.
Коллеги, на этом заканчиваю свой доклад. Целью данного поста было привлечь ваше внимание к важности аэродинамики в велоспорте.
Успехов в делах и на тренировках!
Ресурсы нашей онлайн-академии велоспорта для любителей:
Сайт https://velosport.academy/
ТГ канал https://t.me/v_40_let_na_velosiped
Подкаст https://v40letnavelosiped.mave.digital
Закрытый клуб Strava для подписчиков https://strava.app.link/40tP1gaisKb