Kolesna platišča postajajo debelejša, kar se zdi protislovno, da bi jih naredili hitrejše, kaj se torej dogaja?
Logika pravi, da če želite, da nekaj hitro zareže skozi zrak, naredite to tanko in ostro – kot Concorde. Oblikovano je bilo kot puščica, medtem ko so bila druga potniška letala izbočena, zato je lahko preletelo Atlantik v manj kot treh urah. Približno enako razmišljanje je veljalo za zgodnje generacije zračnih koles z globokim presekom: tanki, globoki V-predeli, zoženi do ostrega roba, kar je dajalo vtis, da režejo zrak z največjo učinkovitostjo. Bilo je intuitivno smiselno, vendar so se časi spremenili.
Najboljša zasnova koles je zdaj manj rezka in bolj topa. Robovi so bili zmehčani in platišča razširjena do te mere, da nam zdaj pravijo, da so debeli, zaobljeni profili platišč najboljša oblika proti vetru za vsestransko zmogljivost. Kaj se je torej zgodilo?
Hed vetrovi
Prvi zagovornik širše oblike platišča je bil Hed Wheels, njegov ustanovitelj, pokojni Steve Hed, pa je vodil večino razmišljanj v osemdesetih. Ko je Hed sredi leta 2000 lansiral svojo debelo kolesno dvojico Ardennes iz aluminijeve zlitine s širokim profilom in priporočal, da jo kombinirate s 25 mm pnevmatikami namesto z vseprisotnimi 23 mm, so mnogi izrazili nezaupanje, da bi bila to lahko hitrejša nastavitev. Takrat so bile tehnične podrobnosti pomanjkljive. Zdelo se je, kot da Hed išče boljšo stabilnost pnevmatike za večjo kontrolo v ovinkih, skupaj z zmanjšanjem možnosti uščipnitve na neravnem terenu, vendar so začetne raziskave v 80. letih tudi pokazale, da so lahko širša platišča aerodinamično hitrejša. Potem, ko je bil leta 2009 patent Hed, so se odprla vrata za val inovacij.
Michael Hall, direktor naprednega razvoja pri proizvajalcu koles Zipp, pravi: 'Industrija je leta lovila splošno učinkovitost zračnega upora [najhitrejše rezultate pri testiranju v vetrovniku], pri čemer se je malo oziralo na to, kako dobro so te komponente delovale na pod- optimalni dnevi v realnem svetu. V resničnem svetu se morajo kolesarji soočiti z vsem, kar jim okolica vrže. Za naša kolesa Firecrest, ki so bila predstavljena leta 2010, smo se osredotočili in nastali izdelki so želeli biti bolj stabilni in predvidljivi v kateri koli smeri vetra kot pri naših prejšnjih generacijah.’
Kevin Quan, direktor inženiringa pri Knight Composites, gre v podrobnosti: »Načrtujemo od zadnjega roba, kar pomeni zadnjo polovico kolesa.« To bi se morda slišalo protislovno, glede na to, da gre za pnevmatiko in vodilo rob platišča, ki najprej udari v veter, vendar Quan pravi: 'Naše raziskave kažejo, da ko veter udari v pnevmatiko pod kotom nagiba [po katerem koli kotu, razen naravnost], se bo le-ta ločila [izgubila gladek pretok čez platišče], tako da aerodinamična oblika na sprednjem delu platišča ne pomaga veliko – skoraj vedno se zatakne.« Z drugimi besedami, nima smisla dajati prednosti aerodinamični obliki na sprednjem delu.
Aero ugodnosti
Da bi razumeli, kako lahko širši rob izboljša aerodinamiko namesto povečanja upora, moramo upoštevati dejstvo, da se zrak, v katerem se vozimo, ne obnaša enakomerno. Tudi na miren dan je zrak vrtinčasta, zapletena zmešnjava. Aerodinamična znanost je spoznala, da se optimalna dinamika tekočin – način interakcije zraka z oblikami in površinskimi teksturami, s katerimi pride v stik – zmanjša na zmanjševanje trenja.
Ko gre za pretok zraka, obstajajo tri široke kategorije. Prva kategorija je "laminarni" pretok zraka. To je najbolj zaželeno stanje za majhne izgube zaradi trenja in se nanaša na zrak, ki se giblje v gladkih, ravnih ali ukrivljenih linijah. Ko naleti na premikajoči se predmet, se laminarni zračni tok loči, zdrsne okoli predmeta, nato pa nadaljuje svoj tok na drugi strani z minimalnim hrupom.
Drugo stanje je "turbulentno". Kot že ime pove, se nanaša na zmeden zrak, ki še zdaleč ne teče gladko, čeprav ima lahko v sebi elemente tako "laminarnega" kot "zastalega" zraka. Razlogov za turbulenco je lahko več: morda je vetroven dan ali pozorno sledite drugemu kolesarju ali pa mimo vozijo avtomobili in tovornjaki. Te neoptimalne pogoje včasih imenujemo "umazan" zrak in to je najpogostejše stanje, v katerem se vozimo.
Tretji pogoj je "zastoj". Takrat zrak ne teče več, ampak se vrtinči v različne smeri hkrati. To stanje povzroča največjo količino trenja in kot tako ima največji učinek na upočasnitev kolesarja.
Vse to pomeni, da čeprav je odlično imeti kombinacijo platišča in pnevmatike, ki dobro deluje v laminarnem toku, ko se čelno znajdete v vetrovniku, je to bolj koristno v resničnih scenarijih so kolesa in pnevmatike, ki dobro delujejo v turbulentnem zraku. Najuspešnejši sodobni dizajni dejansko ciljajo na to, da vzamejo zrak, ki je turbulenten, in zmanjšajo njegov upor – očistijo umazan zrak. To je eden od razlogov, zakaj tanke, ostre kolesne obroče zamenjujejo širši, bolj okrogli obroči – novi dizajni so preprosto hitrejši pri rezanju skozi neurejen zrak, s katerim se vozniki srečujejo na večini voženj v resničnem svetu. Obstaja pa še en pomemben razlog, zakaj se platišča širijo, to je kotalni upor.
Stik s športom
Prehod na širša platišča je delno posledica hkratnega prehoda na širše pnevmatike. Če so bile 23-milimetrske pnevmatike običajne, se več voznikov in proizvajalcev namesto tega odloča za 25-milimetrske in občasno celo širše.
'Continentalova raziskava kaže, da ima pnevmatika 25c 10-15 % manjši kotalni upor kot pnevmatika 23c,' pravi Quan. "Continental je pokazal, da če imate večjo pnevmatiko, naležna ploskev, namesto da bi se podaljšala, postane krajša, a širša, tako da dejanska površina na cestišču ostane enaka pri enakih tlakih."
To potrjujejo ugotovitve proizvajalca pnevmatik Schwalbe. Produktni vodja Marcus Hachmeyer pravi: »Če primerjate pnevmatike z različnimi širinami, vendar enakimi specifikacijami – enako zmesjo, profilom in polnilnim tlakom –, kar zadeva kotalni upor, je širša hitrejša. Če si predstavljate, da sta vaše kolo in kolesar parkirana na stekleni plošči in da gledate od spodaj navzgor, kjer se pnevmatika sreča s steklom, bi videli dve izrazito različni obliki. Na ozki pnevmatiki bi bila oblika dolga in tanka, ovalna. Pri širši pnevmatiki bi bila ta naležna ploskev krajša in debelejša, bolj krog, in na ta način bi bilo v danem trenutku uporabljenih manj niti, ki sestavljajo stransko steno in pomagajo ustvarjati kotalni upor, in trenje je manjše.«
To je vse zelo dobro, ampak zakaj ne bi preprosto namestili širših pnevmatik na ozka platišča? Ko je platišče ozko, ima pnevmatika obliko "žarnice", gledano iz profila - stisnjena tam, kjer se zatakne za platišče, in izbočena stran od platišča. S širšim notranjim platiščem ima pnevmatika bolj obliko obrnjenega "U", kar pomaga ustvariti bolj okrogel kontakt s cesto in posledično manjši kotalni upor.
Notranja širina platišč cestnih koles – razdalja med obema kljukastima prirobnicama, ki nalegata na rob pnevmatike – je bila do nedavnega približno 14 mm. Pri prvem pridelku širših platišč je ta prostor narasel na približno 16 mm, zdaj pa jih proizvajalci spet širijo. Bontragerjeva najnovejša serija Aeolus TLR D3, ki je bila predstavljena v začetku tega leta, je razširila to širino s prejšnje D3 na 17.5 mm na ogromnih 19,5 mm, kar je precejšnje povečanje v odstotkih. Vendar prihaja opozorilo Michela Letheneta iz proizvajalca koles Mavic. „V idealnem primeru morata biti oba elementa [pnevmatika in platišče] zasnovana tako, da se popolnoma ujemata, da izboljšamo sistem. V nasprotnem primeru nima smisla zaradi naraščajoče vztrajnosti, vrtljive teže in zračnega upora uporabljati širšo pnevmatiko. Poleg tega je treba razmisliti o varnostnem vidiku, če razmišljate o nasprotnem scenariju – ozki pnevmatiki, ki se uporablja na pretirano širokem platišču. To lahko pomeni veliko tveganje, da pnevmatika ne bo pravilno nameščena in jo bo morda odpihnilo.’
Varnost pri nečem tako bistvenem, kot so pnevmatike, je najpomembnejša in Quan dodaja: 'Trenutno se zdi 17-18 mm [notranja širina platišča] v redu, vendar če je širše, recimo do 20 mm, se že spuščamo neznano ozemlje. Trenutno nismo opazili nobenih neželenih učinkov, vendar še ni bilo zares opaziti v glavnem toku.'
Handlov Mesija
Da bi dokazali, da so kolesa morda najbolj zapletena težava, s katero se morajo ukvarjati inženirji, obstaja še en bistven premislek v navodilih za načrtovanje: rokovanje.
'To je zelo pomemben dejavnik,' pravi Simon Smart, tehnični direktor Smart Aero Technology in oblikovalec sistema zračnih koles Enve Composites (Enve SES). »Če se vrnemo sedem let nazaj, bi športniki prišli v vetrovnik in zanje bi poiskali najhitrejšo kolesno dvojico. Toda ugotovili smo, da so bila kolesa v resničnem svetu pogosto počasnejša. To ni bilo zato, ker je bil vetrovnik napačen, ampak preprosto zato, ker kolesarji med dirkanjem niso mogli držati ravne črte, ker kolesa niso bila stabilna.'
Del hitre vožnje je sposobnost ohranjanja nadzora, tako da če kolo nima stabilnosti v bočnem vetru ali turbulentnem zraku, je rezultat izguba zaupanja v hitro vožnjo in zmogljivost neizogibno trpi. „Zame je bila stabilnost pri vožnji največja stvar, ki manjka pri zmogljivosti kolesa, in vedel sem, da če bi lahko razvili stabilnejše sprednje kolo, sem vedel, da bo v resničnem svetu hitrejše, tudi če bi se v vetrovniku izkazalo za nekoliko počasnejše. « pravi Smart."Zato sem se lotil razvojnega programa z Envejem, pri čemer je bilo upravljanje prednostna naloga številka ena."
Vse to kaže na dejstvo, da morata kolo in pnevmatika delovati skupaj kot celoten paket za optimalno rešitev, ne samo v aerodinamiki, ampak tudi v stabilnosti pri hitrosti, predvidljivem vodljivosti in nižjem kotalnem uporu. Bomo v luči tega v prihodnosti videli tesnejše sodelovanje proizvajalcev platišč s proizvajalci pnevmatik?
V primeru Bontragerja sta že eno in isto. Ray Hanstein, produktni vodja platišč pri Bontragerju, pravi: »Naši inženirji za platišča in pnevmatike veljajo za iste. Kolesa in pnevmatike so tako prepletene, da enega ne morete razviti do njegovega potenciala, ne da bi dobro razumeli drugega. Ti fantje delajo v isti sobi, skupaj se vozijo, skupaj jedo kosilo.« Podobna zgodba je pri Mavicu in Zippu, ki izdelujeta svoje pnevmatike in platišča, tako da lahko ustvarita natančno seznanjene izdelke. Veliko vprašanje, na katerega je treba odgovoriti, je: ali smo dosegli vrh? Smart pravi: »Oblikovanje platišč je velik izziv, a razburljivo. V zadnjih petih letih so se zasnove okvirjev precej spremenile in stvari, kot je omogočanje širših pnevmatik, so nam dale svobodo pri raziskovanju še širših platišč. Kot pri večini stvari, obstaja točka zmanjševanja donosov, vendar mislim, da še nismo dosegli vrhunca.'
Navsezadnje so širše pnevmatike in temu primerno široki profili koles smer, na katero se giblje industrija, in prava izbira za kolesarje, če želite največjo prednost v pogojih, ki jih vsi doživljamo vsak dan, s predvidljivim upravljanjem za povrhu. Znanost to podpira, zato je morda čas, da zavrnete ozek pogled in greste širše.
