Ko cesta postane strma, ali aerodinamični učinki prepiha izginejo? Kolesar raziskuje…
Ni si težko predstavljati scenarija: ste na polovici Alpe d’Huez in se obupno trudite ostati v stiku s kolesom spredaj. Pljuča pečejo, srčni utrip narašča, vaše telo kriči po predahu.
Ali je torej res vredno vsega tega truda, da vztrajamo, medtem ko lahko navijanje med vzponom doseže le najmanjše koristi?
Učinki varčevanja z energijo, ki jih povzroča prepih na ravnem, so dobro znani, vendar se o kvantitativnih prednostih zaostanka za kolesarji na vzponu relativno premalo poroča.
"O tem ni veliko objektivnih podatkov, ker je učinke risanja težko preučiti," pojasnjuje Damon Rinard, višji kolesarski tehnolog pri Cervélu.
»Imamo vetrovnike za preučevanje zračnega upora pri posameznih kolesarjih in študije na velodromu za merjenje navijanja v ekipnem zasledovanju – a to je težko uporabiti v gorah.«
Nazaj k osnovam
Čas je, da se vrnete k osnovam. Bistvo je, da so aerodinamične prednosti odvisne od hitrosti – ta se hitro zmanjša, ko greste navkreber.
»V kolesarjenju so tri sile, ki jih je treba premagati, zračni upor, kotalni upor in gravitacija,« pojasnjuje Matt Williams, specialist za aerodinamiko pri McLaren Applied Technologies.
'Na ravnih tleh gre vsa moč za premagovanje upora in kotalnega upora – toda ko se začnete vzpenjati, sila teže, ki se upira gibanju, precej hitro naraste,' pravi.
'Za določen napor greš počasneje, ker več tega napora porabiš za premagovanje gravitacije in manj za dejansko napredovanje.'
In ko se hitrost zmanjšuje, se zmanjšuje tudi zračni upor. To lahko izrazimo kot: Fd=½ rv2CdA (kjer je r=gostota zraka, v=hitrost, Cd=koeficient upora in A=čelna površina), kar pomeni, da je razmerje med hitrostjo in uporom eksponentno.
»Sila upora je sorazmerna s kvadratom hitrosti, zato se sila močno spremeni z vsako spremembo hitrosti, « pojasnjuje Rinard.
'Pri tipični hitrosti vzpenjanja od 15 do 20 kmh je upor vetra že znatno padel, pri okoli 12 kmh pa je to točka, okoli katere je upor vetra približno enak kotalnemu uporu pnevmatik.'
Vse to pomeni, da je veliko manj prostora za varčevanje z energijo pri drsenju po klancu navzgor, ker je sila proti kolesarju toliko manjša.
'Vaša hitrost precej hitro pade, zato se zmanjšajo aerodinamične prednosti,' pravi Williams.
Doplačilo
Kakšni prihranki energije so torej na voljo v hribih? "Na ravnem lahko na primer porabite 300 vatov za premagovanje aerodinamičnih sil - in če prihranite tretjino tega z vlečenjem, je to 100 vatov manj," pravi Williams.
Toda pri 6-odstotnem naklonu se lahko kar 80 % energije porabi za upiranje gravitaciji, z le 10 % proti zračnemu uporu.
‘Če uporabljate samo 30 vatov za premagovanje aerodinamičnega upora, tudi če še vedno prihranite tretjino tega, prihranite le 10 vatov.'
Pravzaprav bi lahko bili resnični prihranki še manjši. "Težji del je navesti številke," pravi Rinard.
‘Izmerjeno je bilo, da vleka zmanjša potrebno moč za 30 % do 50 %, vendar je to pri normalnih hitrostih na ravnih tleh.
Pri plezanju je moč višja in hitrosti nižje, zato so tudi prihranki glede sile upora manjši – vendar tega ni enostavno kvantificirati.’
Kljub temu pa David Swain, profesor znanosti o telesni vadbi na Univerzi Old Dominion v Virginiji, pravi, da je vedno verjetno, da bo vlečenje prineslo nekaj učinka, pa naj bo še tako majhen.
'Tekači očitno koristijo pri hitrosti 15 milj/h, saj je bila štiriminutna milja najprej pretečena s pomočjo vleke, in zdi se, da imajo koristi celo pri maratonskem tempu,' pravi.
»Pri kolesarjenju bodo stroški energije pri hitrostih vzpenjanja nižji, dokler hrib ni tako strm, da bi zahteval tempo hoje.«
Odklop električne energije
In več skupne moči lahko vložite v sistem ali lažji ko ste, večje so prednosti – pojasnjuje, zakaj se profesionalci držijo tako blizu drug drugega v gorah.
'Za večino od nas, ki se povzpnemo po 8-odstotnem vzponu, gremo le pri 8 ali 9 kmh – in pri tej hitrosti je prednost zanemarljiva,' pravi Tony Purnell, profesor inženiringa na Univerzi v Cambridgeu in vodja tehničnega razvoja pri British Cycling.
‘Toda če se vzpenjaš kot Vicenzo Nibali, je to drugačna okoliščina. Pri 20 kmh je to otipljiva tehnična prednost.’
'Ko bo naklon presegel 5 % ali 6 %, bo prihranek majhen, a to je znesek, ki bi ga proizvajalci koles želeli prihraniti pri načrtovanju opreme – torej nikakor ni nepomemben, « doda Williams.
‘V kontekstu tritedenske etapne dirke profesionalni kolesarji iščejo vsako priložnost za varčevanje z energijo.’
Ustvarjanje dobičkov
Profesionalne ekipe si zdaj prizadevajo bolje količinsko opredeliti prednosti navijanja z merjenjem efektivne hitrosti vetra po telesu v realnem času, kar je v gorah težko predvideti.
»Kar potrebujemo in je šele zdaj na voljo, so digitalni senzorji hitrosti in smeri vetra na kolesu,« pravi Rinard.
'Mavic ima senzor za veter, ki ga uporabljajo, mi pa imamo instrument, imenovan Aerostick, ki meri navidezno hitrost zraka, smer vetra in pot voznika, izhodno moč in hitrost ter to beleži sekundo za sekundo.
'Toda ta tehnologija je relativno nova v zadnjih treh letih in večina podatkov iz nje je še vedno v zasebnih rokah.'
Vsekakor se zdi, da je nabor pot naprej – in to brez upoštevanja dodatnih taktičnih in psiholoških prednosti, ki jih prinaša možnost napada od zadaj, ali prepuščanje soigralcem, da določajo tempo.
»Prijazno kolo lahko psihološko bistveno spremeni,« pravi Purnell. "In vzponi so redko enakomerni - zato želite biti na volanu nekoga za bolj ravninske delce, kjer je res pomembna prednost."
Za nas, navadne smrtnike, obstaja morda ena točka. "Vedeti moraš, česa si sposoben, saj navijanje pomeni vztrajati pri isti hitrosti kot kolesar pred tabo," pravi Purnell.
Držite se svojega tempa
'Ljudje pogosto rečejo: "Plezajte po lastnem tempu," in to je smiselno. Morda boste dobili energijsko prednost z navijanjem, a če bo prehitro, boste šli v minus in pihali.’
Če povem v številke, pri 20-odstotnem naklonu bo povprečen 70-kilogramski kolesar, ki oddaja 300 vatov, vozil nekaj več kot 6 kmh, pri čemer je zračni upor zanemarljiv in vlekanje ni zaskrbljujoče v primerjavi s preprostim vzdrževanjem gibanja naprej.
Ampak Rinard zavzema dirkačev pogled: 'Vedno se splača pripraviti osnutek,' sklene. »In če ne pišeš, je bolje, da obstaja razlog, zakaj ne. Če obstaja ciljna črta, do katere je treba sprintati, ali napad, potem so to vsi utemeljeni razlogi.
‘Toda pisanje osnutkov pomaga, razen če nimate razloga, da tega ne storite. Tudi če gre za majhen znesek, je brezplačen, zakaj ga torej ne bi vzeli?’
