Proizvajalci se zelo potrudijo, da izdelajo aero kit, toda ali boste z njim dejansko hitrejši? Kolesar ugotovi
Če vozite kolo, veste vse o učinkih upora vetra. Pri hitri vožnji po ravnini prispeva aerodinamični upor do 90 % celotnega upora pri gibanju naprej. To je zato, ker je topa in nepravilna oblika kolesa in kolesarja sama po sebi slaba pri gladkem prehodu skozi zrak, kar pomeni, da lahko kakršne koli izboljšave aerodinamike močno vplivajo na prihranek dragocene energije in povečanje hitrosti.
Posledično proizvajalci porabijo ogromno časa in denarja za aerodinamično testiranje, pri čemer trdijo na primer, da vam lahko komplet, ki je 10 % učinkovitejši, prihrani 20 sekund na dani razdalji ali vam zagotovi prednost, enako petim vatov. Kolesar je želel preveriti, ali je te trditve mogoče utemeljiti v resničnem svetu in ne samo v vetrovniku.
Za izvedbo lastne preiskave smo prišli na kolesarsko dirkališče Hillingdon Cycle Circuit v zahodnem Londonu. Načrt je, da bo stalni preizkuševalec koles James opravil pet sej s tremi krogi z odmerjeno in dosledno močjo 300 vatov z vsakič drugačnim kosom aerodinamičnega kompleta.
V vsaki seji si vzamemo čas, da določimo aerodinamično učinkovitost vsakega predmeta, nato pa vse skupaj združimo, da ugotovimo kumulativni učinek.
Komponente, ki jih zamenjujemo, so kolesa, drogovi, čelada in obleka – z drugimi besedami, tiste, ki jih bo najverjetneje zamenjal povprečen cestni kolesar v iskanju boljše aerodinamike. Čeprav obstaja nekaj spremenljivk, ki pomenijo, da naše testiranje ni povsem znanstveno, je naš načrt vsekakor všeč Reynoldsovemu direktorju za tehnologijo in inovacije Paulu Lewu.
'Ta vrsta testiranja se ne izvaja dovolj,' pravi. 'To je odličen način za preizkušanje aerodinamike – težava je v tem, da je predrago nadzorovati spremenljivke v resničnem svetu v enaki meri, kot lahko nadzorujete bolj omejeno število spremenljivk v vetrovniku.
'Bilo bi preveč zahtevno doseči raven zanesljivosti, za katero bi večina inženirjev z veseljem dala svoje ime. Vi sicer niste inženirji, zato vam ni treba skrbeti in v tej vrsti testiranja vidim vrednost.«
Torej, s potrditvijo enega najbolj cenjenih imen v kolesarski aerodinamiki, smo dobili pokanje.
Kolesa
Jamesove prve tri kroge je opravil na kolesih Mavic R-Sys SLR, palicah Giant Contact SL, majici Pro Race Sportful in kratkih hlačah Super Total Comfort ter čeladi Giro Aeon – vsi kompleti brez aerodinamičnih zahtev.
Ti trije krogi v povprečju trajajo 2 m 33 s, kar uporabljamo kot kontrolni čas, s katerim primerjamo kroge z našimi aerodinamičnimi prilagoditvami.
Prva sprememba je prehod na globokorezna kolesa Bontrager Aeolus 5 TLR. Kolesa z globokim prerezom imajo krajše napere, ki manj motijo pretok zraka kot standardna kolesa, poleg tega pa globlja platišča spodbujajo laminaren (gladek) pretok zraka po njihovi površini.
Lew pojasnjuje, da lahko dobri zračni obroči pri določenih kotih zasuka uporabljajo veter kot jadra na čolnu in ustvarjajo potisk naprej, ki nasprotuje uporu. Jamesov povprečni čas treh krogov je 5 s hitrejši na krog (2 m 28 s) od kontrolnega časa – 3,3-odstotno izboljšanje.
To se ne zdi tako veliko, kot smo pričakovali, vendar Lew ni presenečen.
‘Učinek jadra globokih robov najbolje deluje pri doslednem bočnem vetru, na primer na progi TT navzven in nazaj. Na kratkem dirkalnem krogu ovinki preveč spremenijo kot vetra, da bi imeli tako dramatičen učinek.’
Aero bars
Naslednji korak je zamenjava tradicionalnih palic za zračne palice Enve SES z ravnim vrhom. Kammova oblika vrhov predstavlja minimalno čelno površino za veter, zato ima učinek čistega ločevanja zraka za zmanjšanje razlike v tlaku, ki povzroča tlačni upor – ključni dejavnik skupnega aerodinamičnega upora.
Povprečni čas kroga z vrsticami Enve je 6 s nižji za nadzor pri 2 m 27 s – 3,9-odstotni prihranek. To nas preseneča, saj nismo pričakovali, da bo majhna razlika v obliki palice tako vplivala na zračni upor, vendar pa izboljšanje hitrosti ni bilo vse odvisno od aerodinamičnega preseka palic.
Ozki so na vrhovih in se širijo pri padcih, tako da čeprav je skupna širina enaka, imajo vrhovi manjši sprednji del. Poleg tega oblika izpustov spodbuja kolesarja, da zavzame ožji, bolj aerodinamičen položaj.
Simon Smart, ustanovitelj aerodinamičnega podjetja Drag2zero, je pomagal razviti palice. 'Spreminjanje iz bolj pokončnega položaja v nižji položaj povzroči največje zmanjšanje upora,' pravi.
»Dodatni vati, prihranjeni zaradi dobre aerodinamike, so zlahka večji od dobička, ki bi ga dobili z najboljšim zimskim treningom, ki bi ga lahko opravili.«
čelada
Ker je voznikova glava eno izmed območij, ki je najbolj izpostavljeno pretoku zraka, proizvajalci izdelujejo čelade za aero-ceste, ki so zasnovane tako, da učinkovito usmerjajo pretok zraka, da zmanjšajo turbulenco, medtem ko imajo še vedno nekaj hladilnih odprtin.
To je vodilo do nedavnih trditev o impresivnih zračnih izboljšavah, pri čemer Giro trdi, da je njegov Air Attack 17 sekund hitrejši na 40 km od njegove čelade Aeon. S Specializedovim Evade na glavi James meri povprečne kroge 2 m 31 s – 2 s razlika glede na naš kontrolni čas. Če ekstrapoliramo, bi to lahko vodilo do prihranka približno 26 s pri 40 km vožnje.
Lew pojasnjuje, da je ta impresivna raven prihranka časa verjetno posledica Jamesove relativno visoke hitrosti. Da bi ohranil izhodno moč 300 W, je potoval s približno 38 kmh, prednosti izboljšane aerodinamike pa eksponentno naraščajo s hitrostjo.
»Če bi narisali graf z uporom na navpični osi in hitrostjo na vodoravni osi, ne bi videli ravne črte – videli bi eksponentno krivuljo navzgor,« pravi Lew. 'Upor se začne občutno povečevati nad 30 kmh, tako da se nad to hitrostjo resnično pokažejo aerodinamični dobički.'
Skinsuit
Naš zadnji kos letalskega kompleta je preobleka Santini Speed Shell. Lew in Smart se strinjata, da ker je telo največja posamezna masa, prispeva največji delež upora.
Skožna obleka odstrani površinske valove, ki jih povzročajo šivi in prekrivanja oblačil, zato pričakujemo kar velik vpliv na aerodinamiko. Kljub temu smo ugotovili le 0,8-odstotni prihranek časa, saj je James nastavil povprečne kroge na 2 m 32 s.
Čeprav je še vedno spodoben prihranek, če ga ekstrapoliramo na daljšo razdaljo, je manj koristen kot drugi predmeti v tem testu. To je mogoče pripisati dejstvu, da so imeli Jamesov standardni dres in kratke hlače dokaj živahnega kroja z minimalnim odvečnim blagom.
Druge prednosti kožnih oblek, kot je kompresija, ki jo izvajajo na mišice, dokazano zmanjšujejo utrujenost, vendar le po daljših razdaljah, kot smo jih vozili tukaj.
Končna točka, ki jo je vredno omeniti, je, da v nasprotju z drugimi komponentami, ki jih je mogoče preoblikovati, da zmanjšajo upor, lahko preobleka deluje le tako, da zmanjša tisto, kar je znano kot "neposredno trenje", in ne spremeni oblike jahačevega telesa. Neposredno trenje je sekundarna komponenta aerodinamičnega upora in je veliko manj pomembno kot čelno območje in profil.
Popolni aero
James dokonča svoje zadnje tri kroge, opremljen z vso aero opremo. Skupaj mu omogočata, da odcepi 10 s povprečja svojega kontrolnega kroga pri enaki izhodni moči, v povprečju pa 2 m 23 s.
Ta skupni prihranek v višini 6,5 % bi bil vreden pomembnih 2 m 27 s v 40 km. Predvidljivo je ta rezultat nekoliko manjši od vsote posameznih pridobitev zaradi eksponentnega povečanja upora s hitrostjo in kompleksnega načina medsebojnega delovanja več aerodinamičnih elementov.
Celoten kolesar in kolo delujeta kot sistem in ne gre zgolj za dodajanje enega elementa drugemu in pričakovanje, da se bodo vsi obnašali kot v izolaciji. Številni strokovnjaki na tem področju pravijo, da je integracija komponent tista, kjer so veliki prihodnji dobički.
Čeprav naš test ni bil tako strogo nadzorovan kot laboratorijski eksperiment, je razkril dosledne trende, ki podpirajo učinkovitost aerodinamičnega kompleta v resničnem okolju, in pokazal, da je obsedenost z aerodinamičnimi pridobitvami dobro utemeljena. Smart se strinja: "Ko svoje telo trenirate do dobre ravni, je težko najti toliko več, vendar je aero kit izvedljiv način, da postanete hitrejši."
Čeprav Smart in Lew opozarjata, da bi morali zaradi pomanjkanja ponovljivosti našega testa biti previdni pri sprejemanju konkretnih zaključkov o primerjalnih prednostih različnih delov letalske opreme, se oba strinjata, da bi bil komplet koristen.
'Ali je vaš test nadzoroval dovolj spremenljivk ali je imel dovolj velik nabor podatkov za odločitev o nakupu na podlagi rezultatov, je odločitev vaših bralcev, vendar predvidevam, da bi se splošni prikazani trendi malo spremenili, če bi nabor podatkov je bil povečan.« Vetrovnik pravite? Kdo potrebuje enega od teh?
