Optimaalisen pyöräilysuorituskyvyn tavoittelu riippuu pyörän suunnittelua koskevasta perusfilosofisesta kysymyksestä. Kummalla tekijällä, kevyellä vai aerodynaamisella, on suurempi merkitys?

Insinöörit ja pyöräilijät kamppailevat tämän ikivanhan hämmennyksen kanssa neuvotellessaan hienosta tasapainosta rinteiden pudotuksen ja pyörän ja ajajan mahdollisimman liukastumisen välillä, jotta aerodynamiikka olisi etusijalla tasaisella alustalla.

Aerodynamiikan merkitys kasvaa, kun liikkuu nopeammin. Sitä vastoin jyrkempi kaltevuus johtaa merkittävämpään painonpudotukseen nousun aikana.

Näin ollen näiden kahden välillä on kääntöpisteen nopeus tai gradientti, jossa tasapaino siirtyy yhdestä toiseen.

Yleensä kokeneille ajajille tämä käännekohta on noin 7.5 prosentin kaltevuus. Amatöörit pyöräilevät hitaammin, joten käännekohta on myös matalampi – yleensä noin 4.5 %.

Aerodynamiikasta on tullut painoa tärkeämpää useimmissa pyöräilyolosuhteissa.

Tämä on hieno yksinkertaistus, mutta on paljon opittavaa, kuinka priorisoida nämä kaksi elementtiä ajotyyliisi sopivaksi ja jopa tukea strategiaasi pyöräkilpailussa varustevalinnan avulla. Tässä oppaassa tutkimme seuraavia aiheita.

Kevyt Vs Aero tasaisessa maastossa

Kokenut aerodynamiikka ja insinööri Jean-Paul Ballard oli yksi Swiss Siden perustajista vietettyään yli 14 vuotta Formula XNUMX:ssä. Hän antaa runsaasti aerodynaamisia tietoja pyöräilyyn.


Jo 9 km/h nopeuksista lähtien aerodynaaminen vastus on suurin este, jonka pyöräilijä kohtaa, Ballard huomauttaa.


Yleisesti ottaen kevyemmät varusteet tarjoavat eniten hyötyä vuoristomatkoilla.

Mutta entä jos ajettaisiin keskimäärin 16 km/h Gran Fondolla tai mäkisellä urheiluautolla? Kummalla tekijällä, painolla vai aerodynamiikalla, on suurempi merkitys?

Sanoen: "16 km/h nopeudella aerodynamiikka ylittää selvästi painon", Ballard korostaa aerodynamiikan ylivaltaa tällä nopeudella. Kehittyneet simulaatiomme Swiss Siden alueella voivat osoittaa tämän.

Ballard tarjoaa erityisen tapaustutkimuksen väitteensä tueksi:

Ajettaessa keskinopeudella 16 mph (25 km/h), harkitse 75 mailin (120 km) matkan simulaatiota 3,280 1,000 jalan (80 8 metrin) korkeudella. 150-kiloinen pyöräilijä XNUMX-kiloisella pyörällä tuottaa tyypillisesti noin XNUMX wattia.

"Verrataan 5 prosentin aerodynaamisen parannuksen vaikutusta pyörän 5 prosentin painonpudotukseen. Tämä on kuin päättäisit aero-pyöräsarjan ja kevyen kiipeilypyöräsarjan välillä.

Kumpi vaihtoehto säästää tässä tapauksessa enemmän aikaa?

Painon vähentäminen samalla prosentilla säästää vain 20 sekuntia; aerodynaamisen vastuksen vähentäminen 5 % vähentää aikaa 3 minuuttia ja 30 sekuntia.

Toisin sanoen aerodynamiikka on paljon tärkeämpää pyöräilijöille yleensä tasaisella alustalla kuin painonpudotukset.

Kevyt Vs Aero On Climbs

Vuorenhuippujen maalien tai ylämäkeen aika-ajoja lukuun ottamatta aerodynaaminen pyörä on lähes aina nopein valinta koko radalla.

Tämä pätee myös pelotonin suojassa ajettaessa, sillä vastuksen väheneminen on silti merkittävää arvoa.

Ammattipyöräilijän näkökulmasta Ballard huomauttaa, että nousuissa, joiden keskimääräinen kaltevuus on 7.5 %, kääntöpiste, jolloin pyörän painosta tulee tärkeämpi kuin aerodynamiikka.

Koska amatööriratsastajilla on yleensä hitaampi nopeutensa, kynnys on matalampi - noin 4.5%.

Nämä paljastukset ovat kuitenkin vain yleistyksiä. Yksilöt vaihtelevat erityisissä gradienteissa, joissa paino hallitsee aerodynamiikkaa.

Kokonaistiedot kuitenkin osoittavat, että kevyestä, vähemmän aerodynaamisesta pyörästä on hyötyä vain ylämäkeen suoritettavissa aika-ajoissa tai kilpailuissa, jotka päättyvät vuorelle.

Pyörän painon merkitys on erityisen tärkeä kiihdytyksen aikana ja jyrkissä rinteissä. Maantiellä ajaminen liioittelee sen vaikutuksia usein.

Miksi tämä on tällainen tapaus? Yksi konkreettinen huomio on paino. Pyörällä ajaminen tekee sen painon selväksi. Monet ratsastajat pitävät tätä säännöllisenä kokemuksena.

Sitä vastoin aerodynaamisen pyörän havaitseminen on vaikeampaa. Aerodynaamisen tehokkuuden arviointi vaatii kehittyneempiä tekniikoita, mukaan lukien CFD-ohjelmisto tai tuulitunnelitestaus.

Toisin kuin paino, aerodynamiikkaa ei voida arvioida nopeasti vain ottamalla kaverin pyörä kiinni ennen ajoa.

Mitä Aero Bikes ovat?

SystemSix on Cannondalen lippulaiva maantiepyörä. Luotto: Cannondale

Aerodynaamiset pyörät antavat minimituulenvastuksen etusijalle. Koska 85 % pyöräilijän kohtaamasta vastustuksesta on hänen oma kehonsa, he haluavat olla mahdollisimman tehokkaita.

Aerodynaamisissa pyörissä voi olla lyhyempi pääputki etuprofiilin minimoimiseksi ja siten vastuksen helpottamiseksi.

Aerodynaamisissa pyörissä on tyypillisesti pidempi rungon ulottuma, joka ilmaistaan ​​vaakatasossa alakannattimen akselin keskikohdasta pääputkeen lyhyemmän pääputken lisäksi. Tämä ulottuvuus tarjoaa ymmärrystä pyörän käyttötarkoituksesta.

Rungon ulottuvuuden erottaminen ajajan ulottuvuudesta on ehdottoman tärkeää. Ratsastajan ulottuvuuden säätäminen – etäisyys satulan kärjestä ohjaustangon keskelle – vaatii joko pidemmän varren tai enemmän satulan takaiskua.

Aerodynaamisten pyörien aggressiivinen geometria voi olla vaikeaa ajajille ilman ydinvoimaa tai joustavuutta, jota tarvitaan ihanteellisen asennon säilyttämiseen.

Ilman kykyä saavuttaa tämä alentunut asento varovasti, aerodynaamiset edut häviävät ja loukkaantumisriski kasvaa.

Aerodynaamiset pyörät uhmaavat myös UCI:n sääntöjä, ja niiden putkiprofiilit noudattavat suhdetta 3:1 – jokaista syvyyssyvyyttä kohti ne voivat olla jopa kolme senttimetriä pitkiä.

Nämä putket kapeneva etureuna ja muotoiltu häntä on tarkoitettu leikkaamaan tuulen yli. Putken "häntä" katkaisee toisinaan, jäljitellen muotoiltua häntää eri tuulen kulmissa.

Näissä pyörissä on selkeät, kulmikkaat ja aggressiiviset runkomuodot. Aerodynaamisissa pyörissä on toisinaan suorat, litteät yläputket, toisin kuin kevyissä ja kestävyyspyörissä kaltevissa yläputkissa mukavuuden parantamiseksi.

Tämä muotoilu alentaa etuprofiilia ja lisää jäykkyyttä leikkaamalla etäisyyttä istuinputken liitännästä istuimeen.

Huolimatta samasta geometriasta ja tekniset tiedot, näiden aerodynaamisten mallien tarvittava lisämateriaali tekee näistä pyöristä tyypillisesti raskaampia kuin kevyet vastineensa.

Vaikka aika-ajopyörät ovat sallittuja vain aika-ajoa varten eivätkä tavallisessa kilpailussa, aika-ajopyörät ovat kaikista aerodynaamisimpia.

Pyöräilyn harrastajat voivat löytää kaikkein graafisimman kuvan jyrkistä aika-ajokokeista, kuten vuoden 16 Tour de Francen vaihe 2023.

Aloittaessaan vaiheen aika-ajopyörällä Tadej Pogačar teki sitten kiihkeän, ennalta suunnitellun vaihdon kevyeen maantiepyörään kilpailun noustessa merkittävää mäkeä.

Tästä huolimatta Pogačar hämmästyi Vingegaardista lavalla, vaikka tanskalainen ratsastaja pysyi aika-ajopyörällään!

Mitä ovat kevyet pyörät?

- Flyee Road Bike on ICANin kevyt maantiepyörä

Kevyet moottoripyörät pyrkivät olemaan mahdollisimman kevyitä ja säilyttävät suorituskyvyn tasapainon.

Yleensä yleisluokituksen ajajien ja joukkueen johtajien valitsemat kevyet pyörät tasapainottavat aero- ja kestävyyspyörien ainutlaatuiset ominaisuudet mukavuuden, jäykkyyden ja ajettavuuden suhteen.

Vaikka ne eivät ole yhtä mukavia kuin kestävyyspyörät, ne tarjoavat yleensä paremman mukavuuden kuin aeropyörät.

Huolimatta painostaan, joka tekee niistä ketterämpiä, niiden käsittely on samanlainen kuin aeropyörien.

Kevyet pyörämallit keskittyvät ohuisiin putkiprofiileihin, jotka tekevät kompromissin kestävyyden ja jäykkyyden välillä lisäämättä kohtuutonta painoa. Tämä hoikka vaimentaa tien tärinää ja tekee ajosta saumattomampaa ja mahdollistaa jonkin verran joustavuutta.

Tiettyjen hiilityyppien tai ylimääräisten kuitukerrosten ansiosta näillä pyörillä on yleensä parempi jäykkyys tärkeissä paikoissa, kuten alakiinnike, istuinputki, pääputki ja ketjutuet, mikä optimoi tasapainon keveyden ja lujuuden välillä.

Vaikka niiden jäykkyys-painosuhde on edullisempi, kevyet pyörät eivät välttämättä ole yhtä jäykkiä kuin aeropolkupyörät.

Suuremman letkun ansiosta aeropyörät ovat raskaampia mutta jäykempiä. Melko pienemmällä painolla kevyet pyörät onnistuvat tarjoamaan samanlaisen jäykkyyden.

Mallivalikoimastaan ​​riippuen kevyiden moottoripyörien valmistajat vaihtelevat geometrialtaan.

Jotkut, joilla on selkeät linjat aero-, kestävyys- ja kevytpyörille, voivat nojata aggressiivisemmin kevyisiin malleihinsa. Toiset voivat tarjota rentomman geometrian, varsinkin jos heidän valinnastaan ​​puuttuu tietty kestävyyspyörä.

Kevyiden pyörien geometria, mukaan lukien nykyiset yleispyörät, voi vaihdella suuresti.

Mitä ammattilaiset valitsevat?

Cervélon sponsoroimat ammattipyöräilijät, kuten Jumbo-Visman Vingegaard, hyötyvät siitä, että he valitsevat varusteensa kilpailuvaiheen perusteella.

Vingegaard korosti keskittymistään tehokkaaseen tuulen leikkaamiseen ja ajoi tämän vuoden Tour de Francen alussa Cervélo S5:llä, aerodynaamisesti suunnitellulla maantiepyörällä, jonka ominaisuudet muistuttavat Cervélo P5 -aikaajopyörää.

Korkean vuoren vaiheissa Vingegaard vaihtoi kuitenkin kevyeen kiipeilypyörään, Cervélo R5:een.

Tämä pyörä suuntautuu kohti klassisempaa muotoilua, painottaen keveyttä ja erinomaista jäykkyyttä, mikä takaa paremman suorituskyvyn pitkissä nousuissa, vaikka siinä on edelleen aerodynaamisia komponentteja.

Vaikka lava kokonaisuudessaan saattaa suosia aeropyörää, strategisten huolenaiheiden vuoksi ammattipyöräilijä voi valita kevyen kiipeilyasetuksen.

Tämä johtuu siitä, että erityisesti niiden jyrkimmillä osilla kilpailun tärkeimmät hetket tapahtuvat todennäköisesti nousuissa. Näin ollen he voivat valita työkalunsa antaakseen suorituskyvyn tietyissä kilpailun keskeisissä hetkissä etusijalle koko lavan sijaan.

Jos kilpailuun sisältyy huippumaali, se tapahtuu todennäköisesti enimmäkseen tasaisella lavalla, jossa on merkittävä nousu (tai useita nousuja) kohti loppua.

Pyörän pyörien paino vs aerodynamiikka