Gamintojai deda daug pastangų, kad sukurtų aviacijos rinkinį, bet ar tai tikrai padės jums greičiau? Dviratininkas sužino
Jei važiuojate dviračiu, žinote viską apie vėjo pasipriešinimo poveikį. Važiuojant dideliu greičiu lygumose, aerodinaminis pasipriešinimas sudaro iki 90% viso pasipriešinimo judėjimui į priekį. Taip yra todėl, kad buka ir netaisyklinga dviračio ir motociklininko forma iš prigimties blogai sklandžiai važiuoja oru, o tai reiškia, kad bet koks aerodinamikos patobulinimas gali labai padėti sutaupyti brangios energijos ir padidinti greitį.
Todėl gamintojai išleidžia daug laiko ir pinigų aerodinaminiams bandymams, pavyzdžiui, tvirtindami, kad rinkinys, kuris yra 10 % efektyvesnis, gali sutaupyti 20 sekundžių tam tikru atstumu arba suteikti pranašumą, prilygstantį penkiems. vatų. Dviratininkas norėjo sužinoti, ar šie teiginiai gali būti pagrįsti realiame pasaulyje, o ne tik vėjo tunelyje.
Norėdami atlikti savo tyrimą, atvykome į Hillingdon Cycle Circuit Vakarų Londone. Planuojama, kad nuolatinis dviračių bandytojas Jamesas įveiktų penkias sesijas po tris ratus su išmatuota ir pastovia 300 vatų galia, kiekvieną kartą naudodamas skirtingą aerodinaminio rinkinio dalį.
Kiekvienos sesijos metu nustatome kiekvieno elemento aerodinaminį efektyvumą, o tada sujungiame juos, kad išsiaiškintume bendrą poveikį.
Sudedamosios dalys, kurias keičiame, yra ratai, strypai, šalmas ir kostiumas – kitaip tariant, tuos, kuriuos greičiausiai pakeis vidutinis vairuotojas, ieškodamas geresnės aerodinamikos. Nors kai kurie kintamieji reiškia, kad mūsų bandymai nėra visiškai moksliniai, mūsų planas tikrai patinka Reynoldso technologijų ir inovacijų direktoriui Paului Lew.
„Tokio tipo bandymai atliekami nepakankamai“, – sako jis. „Tai puikus būdas išbandyti aerodinamiką – problema ta, kad realiame pasaulyje valdyti kintamuosius taip pat yra per brangu, kad būtų galima valdyti ribotą skaičių kintamųjų vėjo tunelyje.
'Būtų per daug sudėtinga pasiekti tokį patikimumo lygį, kad daugumai inžinierių taip pat būtų patogu nurodyti savo vardą. Jūs, vaikinai, nesate inžinieriai, todėl nereikia jaudintis, ir aš matau tokio tipo bandymų vertę.'
Taigi, patvirtinus vieną iš labiausiai gerbiamų dviračių aerodinamikos vardų, atsiranda įtrūkimų.
Ratai
Pirmus tris Jameso ratus įveikė „Mavic R-Sys SLR“ratai, „Giant Contact SL“strypai, „Sportful's Pro Race“marškinėliai ir „Super Total Comfort“šortai bei „Giro Aeon“šalmas – visa tai be aerodinaminių reikalavimų.
Šie trys ratai vidutiniškai trunka 2 m 33 sek.
Pirmasis pakeitimas – pereiti prie Bontrager Aeolus 5 TLR gilaus pjūvio ratų. Gilios pjūvio ratai turi trumpesnius stipinus, kurie mažiau trikdo oro srautą nei standartiniai ratai, o gilesni ratlankiai taip pat skatina laminarinį (lygų) oro srautą jų paviršiuje.
Lew paaiškina, kad tam tikrais posūkio kampais geri aeroriniai ratlankiai gali panaudoti vėją kaip burė v altyje, sukurdami trauką į priekį, kuri prieštarauja pasipriešinimui. Jameso vidutinis trijų ratų laikas yra 5 s greitesnis per ratą (2 m 28 s) nei kontrolinis laikas – pagerėjimas 3,3 %.
Tai neatrodo tokia didelė, kaip tikėjomės, bet Lew nesistebi.
‘Gilių ratlankių burės efektas geriausiai veikia esant pastoviems šoniniams vėjams, pavyzdžiui, TT trasoje į priekį ir atgal. Trumpoje lenktynių trasoje posūkiai per daug pakeičia vėjo kampą, kad jie turėtų tokį dramatišką poveikį.’
Aero barai
Kitas žingsnis – tradicinius strypus pakeisti plokščiais Enve SES aviacinės juostos. Viršūnių „Kamm“uodegos forma suteikia minimalų priekinį plotą vėjui, todėl oras puikiai pasiskirsto ir sumažina slėgio skirtumą, dėl kurio atsiranda slėgio pasipriešinimas – pagrindinis bendro aerodinaminio pasipriešinimo veiksnys.
Vidutinis rato laikas su Enve juostomis yra 6 s mažesnis nei kontrolinis 2 m 27 s – sutaupoma 3,9 %. Tai mus stebina, nes nesitikėjome, kad nedidelis strypo formos skirtumas turės tokį poveikį oro pasipriešinimui, tačiau greitis pagerėjo ne tik dėl strypų aerodinaminio skerspjūvio.
Jos siauros išilgai viršūnių ir išsiskleidžia ties kritimo taškais, taigi, nors bendras plotis yra toks pat, viršūnės turi mažesnę priekinę sritį. Be to, lašelių forma skatina vairuotoją užimti siauresnę, aerodinamiškesnę padėtį.
Simonas Smartas, aerodinamikos bendrovės Drag2zero įkūrėjas, padėjo sukurti strypus. „Pakeitus stačiau padėtį į žemesnę, pasipriešinimas labiausiai sumažėja“, – sako jis.
„Papildomi vatai, sutaupyti dėl geros aerodinamikos, yra lengvai didesni nei pelnas, kurį gautumėte iš geriausių žiemos treniruočių.“
šalmas
Kadangi vairuotojo galva yra viena iš labiausiai oro srauto veikiamų sričių, gamintojai gamina aviacinius šalmus, skirtus efektyviai nukreipti oro srautą, kad būtų sumažinta turbulencija, tačiau vis dar yra keletas aušinimo angų.
Tai lėmė pastaruoju metu teigiamus pranešimus apie įspūdingą aerodinaminį pranašumą, o „Giro“tvirtina, kad „Air Attack“yra 17 sekundžių greitesnis 40 km atstumu nei „Aeon“šalmas. Su Specialized's Evade ant galvos Jamesas vidutiniškai nuvažiuoja 2 m 31 s – 2 s skirtumas nuo mūsų kontrolinio laiko. Ekstrapoliuojant tai gali padėti sutaupyti maždaug 26 sekundes nuvažiavus 40 km.
Lew paaiškina, kad tokį įspūdingą laiko taupymo lygį greičiausiai lemia gana didelis Jameso greitis. Norėdamas išlaikyti 300 vatų galią, jis važiavo maždaug 38 km/h greičiu, o geresnės aerodinamikos pranašumai didėja didėjant greičiui.
„Jei nubraižytumėte grafiką su tempimu vertikalioje ašyje ir greičiu horizontalioje ašyje, nematytumėte tiesios linijos – matytumėte eksponentinę kreivę aukštyn“, – sako Lew. „Vilkojimas pradeda žymiai didėti važiuojant 30 km/h, todėl virš šio greičio aerodinaminis padidėjimas tikrai akivaizdus.“
Skinsuit
Paskutinė mūsų aviacijos rinkinio dalis yra „Santini Speed Shell“kostiumas. Lew ir Smart sutaria, kad kadangi kūnas yra didžiausia atskira masė, jis sudaro didžiausią pasipriešinimo dalį.
Skino kostiumas pašalina paviršiaus raibuliavimą, atsirandantį dėl siūlių ir drabužių persidengimų, todėl tikimės gana didelio poveikio aerodinamikai. Tačiau mes sutaupome tik 0,8 % laiko, nes Jamesas nustatė vidutinį ratą 2 m 32 s.
Nors vis dar pakankamai sutaupoma, kai ekstrapoliuojama į ilgesnį atstumą, tai yra mažiau naudinga nei kiti šio testo elementai. Tai galėjo būti siejama su tuo, kad Jameso standartiniai megztiniai ir šortai buvo gana ryškaus kirpimo su minimaliu audinio pertekliumi.
Įrodyta, kad kiti odos kostiumų privalumai, pvz., raumenų suspaudimas, sumažina nuovargį, tačiau tik nuvažiavus ilgesnes distancijas, nei važiavome čia.
Pabaigoje verta paminėti, kad, priešingai nei kiti komponentai, kuriuos galima pertvarkyti, kad būtų sumažintas pasipriešinimas, odos kostiumas gali tik sumažinti vadinamąją „tiesioginę trintį“ir nekeičia motociklininko kūno formos.. Tiesioginė trintis yra antrinė aerodinaminio pasipriešinimo sudedamoji dalis ir yra daug mažesnė nei priekinė sritis ir profilis.
Visa aviacija
Jamesas įveikė tris paskutinius savo ratus naudodamas visą aviacinę įrangą. Kartu jie leidžia jam 10 s nukrypti nuo kontrolinio rato vidurkio, esant tokiai pat galiai, vidutiniškai 2 m 23 s.
Šis bendras 6,5 % sutaupymas būtų vertas reikšmingų 2 mln. 27 sekundžių per 40 km. Nuspėjama, kad šis rezultatas yra šiek tiek mažesnis už individualų pelno sumą, atsirandančią dėl eksponentinio greičio padidėjimo pasipriešinimo ir sudėtingo kelių aerodinaminių elementų sąveikos būdo.
Visas motociklininkas ir dviratis veikia kaip sistema, ir tai nėra tiesiog atvejis, kai reikia pridėti vieną elementą prie kito ir tikėtis, kad jie visi elgsis tarsi atskirai. Daugelis šios srities ekspertų teigia, kad komponentų integravimas yra ta vieta, kur slypi dideli ateities pranašumai.
Nors mūsų bandymas nebuvo taip griežtai kontroliuojamas kaip laboratorinis eksperimentas, jis atskleidė nuoseklias tendencijas, patvirtinančias aerodinaminio rinkinio veiksmingumą realioje aplinkoje, ir parodė, kad aerodinaminių pranašumų manija yra pagrįsta. Smart sutinka: „Išlavinę savo kūną iki gero lygio, sunku rasti tiek daugiau, bet aerobinis rinkinys yra tinkamas būdas tapti greitesniu.“
Nors Smart ir Lew įspėja, kad dėl mūsų bandymo pakartojamumo trūkumo turime būti atsargūs darydami konkrečias išvadas dėl įvairių aviacijos įrangos dalių lyginamųjų privalumų, abu sutinka, kad rinkinys būtų naudingas.
'Ar jūsų testas kontroliavo pakankamai kintamųjų, ar turėjo pakankamai didelį duomenų rinkinį, kad pagal rezultatus priimtų sprendimą pirkti, nuspręs jūsų skaitytojai, bet prognozuoju, kad bendros rodomos tendencijos mažai pasikeistų, jei duomenų rinkinys buvo padidintas.“Sakai, vėjo tunelis? Kam reikalingas vienas iš jų?
