Šlapios sąlygos gali būti paskutinis dalykas, kurio norite planuojant važiavimą, bet jei jūsų tikslas yra didžiausias greitis, tai gali būti ne taip ir blogai
Yra daug pagrįstų priežasčių vengti joti, kai prognozuojama lietus. Tai klastingas, gali būti šiek tiek apgailėtinas, o jūsų dviratis bus padengtas kelio nešvarumais. Tačiau jei pasiekiate maksimalų greitį sportuojant arba į savo darbotvarkę įtraukėte laiko bandymo PB funkcijas, galbūt norėsite suplanuoti savo puolimą tiksliai tuo metu, kai debesys kelia didžiausią grėsmę.
Egzistuoja įvairios teorijos apie tai, kuris atmosferos sąlygų derinys leidžia pačiam sparčiausiai spausti mašinos pedalus, ir yra įrodymų, kad kai jis šlapias arba netrukus bus šlapias, geriausias laikas pasiekti didžiausią greitį. Tačiau dviratininkas nusprendė, kad atėjo laikas gauti mokslinį patvirtinimą, kuris papildytų spėjimą.
Neišvengiamai kalbant apie greitį važiuojant dviračiu, viskas priklauso nuo aerodinamikos, o šiuo atveju nuo atmosferos sąlygų įtakos, kaip lengvai galite važiuoti oru.
Andy Ruina, Kornelio universiteto mechanikos ir kosmoso inžinerijos profesorius, paaiškina: „Žinome, kad oro pasipriešinimo jėga yra didžiausia dviratininko jėga. Jis yra maždaug proporcingas oro tankiui ir greičio kvadratui. Oro tankis yra mažesnis esant žemesniam slėgiui [todėl žmogaus varomi greičio rekordai daromi dideliame aukštyje] ir esant didesnei drėgmei bei aukštesnei temperatūrai. Lėktuvo keltuvo mastelis panašus, todėl karštomis drėgnomis dienomis lėktuvams reikia ilgesnių kilimo ir tūpimo takų.’
Nr. žemas slėgis, didelė drėgmė ir aukšta temperatūra – jie sutampa, kai ore tvyro audra.
Chris Yu, „Specialized“aerodinamikos ir MTTP inžinierius, pasakoja: „Didėjant drėgmei ir žemam barometriniam slėgiui motociklininko pasipriešinimo jėga bus mažesnė, tačiau poveikis nedidelis. Tačiau ekstremaliomis sąlygomis, pavyzdžiui, po audros, jų bendras dydis gali būti pakankamai didelis, kad būtų pastebimas skirtumas.“Kyla klausimas: kiek?
Mokslas
Išsitraukite senas mokyklines knygas ir galite rasti tokią lygtį: oro tankis (rho)=slėgis / (dujų konstanta x temperatūra). Kitaip tariant, oro tankis yra proporcingas oro slėgiui ir atvirkščiai proporcingas temperatūrai. Taigi, norėdami gauti naudos iš mažo oro tankio (ir minimalaus pasipriešinimo), jums reikia žemo slėgio ir aukštos temperatūros. Be to, didelis oro drėgnumas (vandens garai) sumažina jo tankį, nes vandens molekulės (sudarytos iš vandenilio ir deguonies) yra lengvesnės už deguonies ir azoto molekules, kurios sudaro didžiąją oro tūrio dalį.(Ankstesnė lygtis vis dar galioja drėgnam orui, o dujų konstanta yra didesnė – sumažėja oro tankis.)
Norint apskaičiuoti greitį (v) motociklininkui, minančiam pedalus pastovia galia (P), kai pasipriešinimo konstanta c, ore, kurio tankis rho, lygtis yra tokia: v=3√(P/(c x rho))). Kadangi slėgis yra frakcijos apačioje, jei jį sumažinsite, greitis padidės, kaip ir tikėjomės. Bet ką tai reiškia kelyje?
Ruina sako: „Apytiksliai, jei sumažinsite rho [oro slėgį] 10%, vidutinį greitį galite padidinti maždaug 3%. Žinoma, neatsižvelgiama į tai, kad motociklininkas gali neturėti tokios pat galios (P) esant mažesniam slėgiui, aukštesnei temperatūrai ir didesnei drėgmei. Be to, pasipriešinimą riedėjimui gali paveikti dangos drėgnumas.’
Iš tiesų. Žemas barometrinis slėgis dažnai sutampa su neramiais ar audringais orais ir sukelia vandens komplikacijų. Nors aerodinaminis pasipriešinimas greitai važiuojančiam motociklininkui sudaro 80–90 % pasipriešinimo, pasipriešinimas riedėjimui, kurį sukelia dviračio važiavimas per žemę, taip pat mažina energiją ir greitį. Intuityviai galima daryti prielaidą, kad vanduo sukuria daugiau trinties ir sulėtina jus. Ne taip sako Wolf vorm Walde iš Continental padangų.
„Jei paviršius tiesiog impregnuotas plona vandens plėvele – nes vanduo nekyla virš asf alto granulių smailių – pasipriešinimas riedėjimui turėtų būti sumažintas“, – sako jis. „Pasipriešinimas riedėjimui dažniausiai yra energijos praradimas dėl medžiagos deformacijos – energijos, reikalingos padangai suspausti jai riedant.
„Tačiau taip pat yra pasipriešinimo riedėjimui dėl sukibimo ir gumos lipnumo ant paviršiaus“, – priduria jis. „Sukibimo jėgos yra daug mažesnės nei nuostoliai dėl deformacijos. Vis dėlto guma ir kelias susilieja molekuliniu lygmeniu kontaktiniame pleistre. Sukibimas stipresnis, kuo ilgesnis išlikimo laikas – tai reiškia, kad kuo lėčiau važiuojama, tuo stipresnis sukibimas. Ši pasipriešinimo riedėjimui dalis sumažėja, jei tarp padangos ir kelio yra atpalaiduojančios medžiagos [vanduo]. Šlapia padanga yra mažiau lipni. Vanduo trukdo sukibti kontaktinėje vietoje.'
Todėl atrodo, kad drėgnas kelias sumažina pasipriešinimą riedėjimui, todėl galite greičiau. Bet palaukite…
„Kelyje yra dar vienas vandens poveikis“, – sako vorm Walde. „Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, galioja tik toms pačioms temperatūroms. Praktiškai vanduo atvėsina padangą ir kelią žemyn. Vėsesnė padanga turi didesnį pasipriešinimą riedėjimui. Tai atsveria mažesnio pasipriešinimo riedėjimui efektą dėl mažesnio sukibimo. Reikia atsižvelgti į kitą veiksnį – jei vandens plėvelė pakankamai stora, kad padengtų asf altą, padanga turi išstumti vandenį. Šiuo atveju pasipriešinimas yra didesnis.’
Rasti mielą vietą
Kelyje vienas garsus laiko lenktynininkas neabejoja dėl geriausių sąlygų. Graeme'as Obree du kartus buvo individualaus persekiojimo pasaulio čempionas ir du kartus vienos valandos distancijos rekordo savininkas, be to, yra žmogus, žinomas dėl savo analitinio požiūrio. „Kai lauki liūties ir būna ramu – tai mieliausia vieta“, – sako jis. „Trys tobulos sąlygos yra aukšta temperatūra, didelė drėgmė ir žemas atmosferos slėgis. Drėgni vasaros vakarai būna greitesni, kai beveik jauti vandens kvapą ore. Nedažnai susiduri su tokiomis sąlygomis, o kai jos susilieja, tai tarsi „vau“, įgauni geriausią sezono formą. Tai naktis, kai turėtumėte naudoti greičiausius ratus.’
Žinoma, niekas jūsų nek altins, jei audringos prognozės neleis jums važiuoti dviračiu, bet vėlgi, galbūt verta greitai pasivažinėti.
