Mokri pogoji so morda zadnja stvar, ki si jo želite, ko načrtujete svojo vožnjo, a če je vaš cilj končna hitrost, morda le ni tako slabo
Obstaja veliko razumnih razlogov, da se izognete vožnji, ko napoveduje dež. To je zahrbtno, lahko je le malo bedno in vaše kolo se prekrije s cestno umazanijo. Toda če dosegate najvišjo hitrost med športnim tekmovanjem ali nastavite funkcije PB za kronometer, boste morda želeli svoj napad načrtovati točno za čas, ko bodo oblaki najbolj grozeči.
Obstajajo različne teorije o tem, katera kombinacija atmosferskih pogojev vam omogoča najhitreje vrtenje pedal na vašem stroju, in obstajajo dokazi, da je mokro ali tik pred tem, ko bo mokro, najboljši čas za največje hitrosti. Toda nikoli tisti, ki bi le sedel križem rok in tega mirno sprejel, se je Cyclist odločil, da je čas, da pridobi nekaj znanstvenih dokazov, ki bi dodali domnevo.
Kar zadeva hitrost na kolesu, so stvari neizogibno odvisne od aerodinamike in v tem primeru od tega, kako atmosferske razmere vplivajo na to, kako enostavno lahko režete po zraku.
Andy Ruina, profesor strojništva in vesoljskega inženiringa na univerzi Cornell, pojasnjuje: "Vemo, da je sila zračnega upora glavni upor pri kolesarju. Je približno sorazmeren z gostoto zraka in kvadratom hitrosti. Gostota zraka je manjša pri nižjem tlaku [zato se hitrostni rekordi s človeškim pogonom izvajajo na veliki nadmorski višini] ter pri višji vlažnosti in višji temperaturi. Vzgon letala ima podobno velikost, zato potrebujejo letala daljše vzletno-pristajalne steze v vročih vlažnih dneh.’
Brez resnega urejanja okolice lahko le malo naredite, da bi dvignili svojo zasebno TT vezjo za nekaj tisoč metrov, vendar zračni tlak, vlažnost in temperatura nihajo in če iščete optimalno kombinacijo nizkega tlaka, visoke vlažnosti in visoke temperature – sovpadajo, ko je v zraku nevihta.
Chris Yu, inženir za aerodinamiko in raziskave in razvoj pri Specializedu, prevzame zgodbo: »Sila upora na kolesarja bo manjša s povečano vlažnostjo in nizkim zračnim tlakom, vendar so učinki majhni. V ekstremnih razmerah, na primer po nevihti, pa so lahko skupaj dovolj velike, da pokažejo opazno razliko.« Vprašanje je: koliko?
Znanost
Pobrskajte po svojih starih šolskih knjigah in morda boste našli to enačbo: gostota zraka (rho)=tlak / (plinska konstanta x temperatura). Z drugimi besedami, gostota zraka je sorazmerna z zračnim tlakom in obratno sorazmerna s temperaturo. Če želite izkoristiti nizko gostoto zraka (in minimalen upor), potrebujete nizek tlak in visoke temperature. Poleg tega visoka vlažnost (vodna para) v zraku zmanjša njegovo gostoto, ker so molekule vode (iz vodika in kisika) lažje od molekul kisika in dušika, ki predstavljajo večino prostornine zraka.(Prejšnja enačba še vedno velja za vlažen zrak, pri čemer je plinska konstanta večja – zmanjša gostoto zraka.)
Za izračun hitrosti (v) za kolesarja, ki poganja pedala s konstantno močjo (P), s konstanto upora c, v zraku z gostoto rho, je enačba: v=3√(P/(c x rho)). Ker je pritisk na dnu frakcije, se hitrost, kot bi pričakovali, poveča, če ga zmanjšate. Toda kaj to pomeni na cesti?
Ruina pravi: 'Če v grobem zmanjšate rho [zračni tlak] za 10 %, lahko povečate povprečno hitrost za približno 3 %. To seveda zanemarja, da kolesar morda nima na voljo enake moči (P) pri nižjem tlaku, višji temperaturi in višji vlažnosti. Poleg tega lahko na kotalni upor vpliva tudi vlažnost pločnika.’
Res. Nizek zračni tlak pogosto sovpada z nestanovitnim ali nevihtnim vremenom in povzroči dodatne zaplete z vodo. Medtem ko aerodinamični upor predstavlja 80–90 % upora za hitro potujočega kolesarja, kotalni upor, ki ga povzroči prehod kolesa čez podlago, prav tako jema energijo in hitrost. Intuitivno bi lahko domnevali, da voda ustvarja več trenja in vas upočasni. Ne tako pravi Wolf vorm Walde iz Continentalovih pnevmatik.
‘Če je površina samo impregnirana s tankim vodnim filmom – ker se voda ne dviga nad vrhove asf altnega granulata – je treba zmanjšati kotalni upor,’ pravi. „Kotalni upor je večinoma izguba energije zaradi deformacije materiala – energija, ki je potrebna za zmečkanje pnevmatike, ko se kotali po tleh.
'Vendar obstaja tudi kotalni upor zaradi oprijema, lepljivosti gume na površini,' dodaja. Adhezivne sile so veliko manjše od izgube zaradi deformacije. Kljub temu se guma in cesta povežeta na molekularni ravni v kontaktni zaplati. Vezava je močnejša, čim daljši je čas zadrževanja – to pomeni, da počasneje ko vozimo, močnejši je oprijem. Ta del kotalnega upora se zmanjša, če je med pnevmatiko in cestiščem ločilno sredstvo [voda]. Mokra pnevmatika je manj lepljiva. Voda ovira lepljenje v kontaktni zaplati.'
Zdi se torej, da vlažna cesta ustvarja manjši kotalni upor, zaradi česar ste hitrejši. Toda počakajte malo …
»Obstaja še en učinek vode na cesto,« pravi vorm Walde. Vse zgoraj navedeno velja samo za enake temperature. V praksi voda hladi pnevmatiko in cesto. Hladnejša pnevmatika ima večji kotalni upor. To prepreči učinek manjšega kotalnega upora zaradi manjšega oprijema. Upoštevati je treba še en dejavnik – če je vodni film dovolj debel, da prekrije asf alt, mora pnevmatika izpodrivati vodo. V tem primeru je odpornost večja.’
Iskanje sladke točke
En slavni kronometer na cesti ne dvomi o najboljših pogojih. Graeme Obree je bil dvakratni svetovni prvak v posamičnem zasledovanju in dvakratni imetnik rekorda na enourni razdalji ter je človek, znan po svojem analitičnem pristopu. "Ko čakaš na naliv in je mirno - to je najboljša točka," pravi. Trije popolni pogoji so visoka temperatura, visoka vlažnost in nizek atmosferski tlak. Vlažni poletni večeri so ponavadi hitrejši, ko lahko skoraj zavohaš vodo v zraku. Teh pogojev ne dobiš prav pogosto, in ko se združijo, je kot "vau", dobiš svojo najboljšo formo v sezoni. To je noč, ko bi morali uporabiti svoja najhitrejša kolesa.’
Seveda vam nihče ne bo zameril, če vas nevihtna napoved odvrne od kolesa, a spet se morda vseeno splača odpraviti na hitro vožnjo.
