Moderní kola jsou navržena tak, aby fungovala nejlépe při konkrétních úhlech větru, ale jak výrobci vědí, odkud vítr vane?
Aerorámy a kola jsou navrženy tak, aby optimalizovaly skluznost vašeho kola ve vzduchu. Problém je, že vzduch to neví. Neustále se mění rychlost a směr vzhledem k vám na vašem kole, což znamená, že jeden významný faktor aerodynamiky je zřídkakdy stabilní po velmi dlouhou dobu – úhel vybočení.
Výrobci však tvrdí, že optimalizovali své produkty pro konkrétní rozsahy úhlů vybočení, přičemž někteří dokonce tvrdí, že vytvořili tvary trubek a ráfků, které fungují jako plachty a pohánějí kolo vpřed, když na něj ze správného úhlu narazí vítr. Ale když je rychlost a směr větru i jezdce nekonečně variabilní, jak může existovat ‚optimální‘úhel vybočení, a co je důležitější, co to je?
Nejprve pochopme vybočit. Představte si, že si na sedlovku přivážete hedvábnou nit a pak se vydáte na virtuální projížďku směrem na sever. Za předpokladu, že je naprosto klidný den bez větru, vlákno bude probíhat přímo za vámi a bude směřovat na jih, v linii s vaším zadním kolem.
Ale představte si, že se počasí náhle změní a od západu se ozve vítr. Tato nová síla bude působit na hedvábnou nit, tlačí ji na východ a otevírá úhel mezi nití a na jih směřující linii zadního kola.
Toto je úhel vybočení. Je to výsledek síly přirozeného větru v kombinaci se silou protivětru, kterou si vytváříte jízdou vpřed.
Zúžení úhlů
Z toho nyní můžete vidět, že i když na vás vítr fouká v pravém úhlu, představa čistého bočního větru je pouhý horký vzduch.
Váš pohyb vpřed vždy vytvoří průvan a tato síla bude ve větší či menší míře v závislosti na rychlosti, kterou cestujete, proti směru větru, tlačí vlákno a účinně uzavírá úhel vybočení z hypotetického pravý úhel k něčemu výrazně menšímu.
Proto profesionální týmy nikdy nemusejí jezdit bok po boku, aby se navzájem chránily, když je silný boční vítr. Místo toho tvoří diagonální vrstvu pro úkryt.
Samozřejmě, že vítr, vaše rychlost a relativní směr jednoho k druhému se během jízdy neustále mění. Například o několik mil po silnici při vaší hypotetické jízdě by se mohl západní vítr náhle zvedat a tlačit ještě dále na východ, aby se úhel vybočení otevřel širší.
To ale není všechno. Představte si, že začínáte dolů z prudkého klesání, kde vaše zvýšená rychlost také zvyšuje efektivní protivítr, který si vytváříte. Tato nyní silnější síla tlačí nit zpět blíže k příslušné jižní linii zadního kola a zmenšuje úhel natočení. Rychlost tedy ovlivňuje i úhel stáčení: jděte rychleji a úhel stáčení se zmenšuje.
Takže naše fiktivní jízda je u konce, ale stále zůstává otázka síly vichřice: protože rychlost a směr jezdců a vítr, se kterým se setkávají, jsou nekonečně variabilní, jak mohou výrobci říci, jaké úhly vybočení mají? je vybrána pro optimalizaci aero tvaru jejich rámů a kol ta správná? Je čas vystřelit vítr s odborníky.
Práce s úhly
„Strávili jsme spoustu času testováním různých sportovců – od příležitostných jezdců po profesionály – v různých disciplínách a je zajímavé, jak různorodá je nabídka,“říká Chris Yu, vedoucí skupiny Applied Technology společnosti Specialized.
‘Pokud se podíváte na sprintera WorldTour sjíždějícího z kola na posledních 200 m závodu, efektivní vybočení je mimořádně nízké – téměř 0°. Je to proto, že jedou opravdu rychle, více než 60 km/h, a cílové rovinky jsou obvykle dobře chráněny bariérami a davy, které brání případnému bočnímu větru.
'Na druhou stranu, pokud pojedete na Mistrovství světa v Kona Ironman, jezdí se po havajském pobřeží a vítr fouká přes vodu, takže pro věkové skupiny v Koně jsou efektivní úhly vybočení hitem. až do rozsahu 15°, pokud je poryv. Profesionálové budou o něco rychlejší, takže uvidí úhly vybočení až 10° nebo tak nějak – možná mladší dospívající,“říká Yu.
Na cestě
Tato čísla nejsou jen dohady, jsou výsledkem montáže přístrojů na skutečná kola a přimět skutečné cyklisty, aby dělali to, co umí nejlépe – jezdili po silnicích.
Mio Suzuki z Treku říká: „Na kolo namontujeme tlakovou sondu, která vyčnívá hodně daleko, aby se zabránilo jakémukoli „špinavému“vzduchu z kola nebo jezdce. Odebrali jsme vzorky vzduchu v okolí našeho ústředí ve Wisconsinu a tým se také vydal do Arizony a do Kony na Ironmana.’
Tyto snahy o shromažďování dat umožňují výrobcům vypočítat pravděpodobnost, že se cyklista setká se specifickými úhly vybočení, což následně informuje proces návrhu pomocí výpočetního softwaru pro dynamiku tekutin a testů ve větrném tunelu.
‘Snažíme se to zúžit pomocí experimentů a měření. Pro tento rozumný úhel vybočení je rozsah mezi 5° až 15°,“říká Leonard Wong, aerodynamik ve společnosti Giant.
Suzuki vypráví podobný příběh: ‚Ve skutečném světě jsou 2,5° až 12,5° nejčastějšími úhly vybočení, se kterými se jezdci setkávají.‘
Yu ze Specialized dodává: ‚Pro průměrného cyklistu, pokud nejezdíte v extrémně větrných podmínkách, jsou typické úhly menší než 10°.‘
Tento nepatrný rozdíl ve výsledcích je důvodem, proč jedno aero kolo nevypadá stejně jako druhé. Specialized navrhl Venge ViAS na základě své vize dokonalého rozsahu vybočení, zatímco Trek navrhl Madone tak, aby vyhovoval jinému rozsahu.
Zdá se tedy, že pokud jste Peter Sagan a jedete peloton rychlostí 50 km/h, chcete kolo optimalizované pro úhly vybočení kolem 3°-7°, zatímco my ostatní chceme kolo navržené zvládá vybočení až o 10°-12°.
Zvýšení výkonu
A co tato myšlenka, že některé konstrukce mohou využít boční vítr k vytvoření tahu vpřed, jako když jachta natáčí do větru? Jason Fowler ve společnosti Zipp Wheels je kategorický: ‚Nevěříme,‘říká.
Xavier Disley, jehož poradenská společnost AeroCoach měří aerodynamiku trati pro týmy WorldTour a výrobce, je stejně odmítavý: „Kdykoli lidé v minulosti nacházeli tah, měl tendenci to být prostřednictvím komponentů, jako jsou kotoučová kola. Ale jako součást celého systému kola a jezdce by byl jakýkoli efekt nepatrný.‘
Cyklistická věda Maxe Glaskina nyní vychází v brožované vazbě. Na Twitteru pokrývá všechny úhly pohledu jako @cyclingscience1
