Tuulitunnelitesti: miten aerodynaamiset pyörät eroavat?
Viime kuussa Bike News -tiimi suoritti testejä tuulitunnelissa tunnetussa Silverstone Sports Engineering Centerissä, jossa he testasivat WorldTour-superpyörät. He vertasivat näitä huippuluokan pyöriä muihin suorassa välienselvittelyssä. 11 superpyörän rinnalle joukkue toi myös "peruspyöränsä" - vuoden 2015 Trek Emonda ALR:n, joka oli varustettu vakiomuotoisilla neliömäisillä pyörillä, vannejarruilla, ulkoisilla vaijereilla ja pyöreällä ohjaustangolla ilman aerodynaamista optimointia.
Kuten odotettiin, peruspyörä oli hitaampi kuin superpyörät. Raakatiedoissaan, kahden ratsastaja-moottoripyörätestin (yksi päivän alussa ja uudelleen lopussa) keskiarvon jälkeen, tiimi havaitsi, että peruspyörä oli 23.06 wattia hitaampi 40 km/h:ssa kuin superpyörien keskimääräinen tulos. . Tämä tarkoittaa, että ajaakseen 40 km/h nopeudella ajajan on kulutettava 23 wattia enemmän peruspyörään verrattuna tyypilliseen superpyörään ajamiseen.
Kaikki superpyörät oli kuitenkin varustettu aerodynaamisilla syväleikkauksilla pyörillä. Joten mitä tapahtuisi, jos he vaihtaisivat peruspyörän tavalliset pyörät samanlaiseen syväleikkaukseen? Joukkue päätti ottaa asian itse selvää.
Kuinka paljon syväleikkauksellisilla pyörillä on todella vaikutusta pyöräilyn suorituskykyyn? Otetaanpa selvää!
He halusivat ymmärtää, voisiko päivittäminen syväleikkauspyöriin sulkea kokonaan pois aiemman 25 watin eron. Paraneeko suorituskyky merkittävästi? Ja kuinka syvän poikkileikkauksen pyörien kustannustehokkuus verrataan uuteen kypärään?
Jos sinulla on vanhempi lähtötason pyörä, kuten heidän Trek Emonda, onko päivittäminen aerodynaamisiin pyöriin järkevä investointi? Onko niillä todella huomattava ero, vai ovatko ne vain ulkonäön vuoksi? He päättivät selvittää tämän testin kautta.
Pyöriksi he valitsivat arvokkaan vaihtoehdon jo lakkautetulta brittiläiseltä Prime-merkiltä, erityisesti RR-50 V3 -mallin.
Näiden pyörien syvyys on 50 mm ja sisäleveys 19 mm. He myös asensivat samat 25 mm Continental GP5000 S TR -renkaat, joita käytettiin kaikissa muissa testipyörissä yhdenmukaisuuden varmistamiseksi. Ennen tuotemerkin sulkemista näiden renkaiden vähittäismyyntihinta oli noin 800 puntaa (tai 900 dollaria).
Visuaalisesti mullistava, mutta tekeekö se todella nopeampaa?
Tulokset
He testasivat jokaista pyörää seitsemässä eri kääntökulmassa, jotka viittaavat kulmaan, jossa tuuli osuu pyörään ja ajajaan. 0 asteen kääntökulma tarkoittaa, että tuuli iskee ajajaan edestä, niin sanotusti täydellinen vastatuuli. Suurempi kääntökulma tarkoittaa, että tuuli tulee sivulta.
Tässä tapauksessa testattiin -15 astetta (tuuli tulee vasemmalta) +15 asteeseen (tuuli oikealta), 5 asteen välein, yhteensä seitsemässä eri kulmassa.
Tuulitunnelin tarjoamat tiedot ovat CdA, joka tarkoittaa vetokerroin x pinta-ala. Vastuskerroin heijastaa sitä, kuinka kohteen muoto vaikuttaa siihen, kuinka helposti ilma virtaa sen ympärillä, kun taas pinta-ala viittaa yksinkertaisesti sen kokoon. Yksinkertaisesti sanottuna mitä pienempi vastuskerroin tai mitä pienempi esine, sitä helpommin se liikkuu ilmassa ja siten sitä nopeammin se kulkee samalla vaivalla.
Tämä kaavio näyttää kunkin pyörän CdA-tulokset seitsemällä eri kääntökulmalla, jotka vaihtelevat -15 astetta +15 astetta, 5 asteen välein. Mitä korkeampi CdA, sitä hitaampi pyörä.
Todella mielenkiintoista on, että syvemmät pyörät olivat itse asiassa hitaampia alemmilla kääntökulmilla. Tämä johtuu todennäköisesti siitä, että nämä pyörät ovat huomattavasti leveämpiä kuin peruspyörämme, mikä lisää pyörän etupinta-alaa.
Kuitenkin, kun tuuli tulee leveämmistä kiertokulmista, syvät pyörät tulevat todella omikseen, tuottavat enemmän "purjee" -vaikutelmaa, vangitsevat tuulen ja auttavat kuljettamaan ajajaa eteenpäin.
Tämä kaavio näyttää keskimääräiset CdA-arvot, jotka on laskettu tiedoista, jotka on kerätty seitsemässä eri kääntökulmassa. Vasemmalla on 11 superpyörämme keskimääräinen CdA, keskellä vertailupyörämme ja oikealla referenssipyörä aerodynaamisilla pyörillä.
Laskemalla raaka-CdA-tietojen keskiarvoa he havaitsivat, että kun syvemmät pyörät oli asennettu, kuljettajan pyörän CdA oli 0.3640. Tämä on 0.0062 pienempi (ja siksi nopeampi) kuin viitearvo.
Tiimi laski tehon, joka tarvitaan 40 km/h nopeuden ylläpitämiseen jokaisella pyöräkokoonpanollaan. Vasemmalla on 11 superpyörän keskiteho, keskellä on peruspyörä ja oikealla on peruspyörä, johon on asennettu aerodynaamiset pyörät.
Laskemalla CdA-arvot tiimi alkoi ymmärtää konfiguraatioiden välisiä todellisia eroja.
Tiedot osoittavat, että superpyörät vaativat keskimäärin 282.41 wattia ylläpitääkseen 40 km/h nopeutta. Peruspyörä, kuten aiemmin mainittiin, kuluttaa 23.06 wattia. Vaikka aerodynaamiset pyörät oli asennettu, tehoero ei juurikaan pienentynyt. Virhemarginaalia huomioimatta aerodynaamiset pyörät säästivät vain 5.89 wattia.
Käytännössä tämä tarkoittaa 25 sekunnin ajan säästöä yli 40 kilometrillä, jos ajetaan 250 watin teholla, tai nopeuden lisäystä noin 0.24 km/h samalla vaivalla. Jos nostat tehosi 350 wattiin, nopeus nousee 0.27 km/h.
On kuitenkin tärkeää huomata, että kun otetaan huomioon virhemarginaali, ero syväleikkauspyörien ja tavallisten pyörien välillä ei välttämättä ole yhtä merkittävä. Joukkueen testin virhemarginaaliksi laskettiin 3.91 wattia, mikä tarkoittaa, että joissain tapauksissa tavalliset pyörät voivat itse asiassa olla nopeampia kuin syväleikkauspyörät.
Kuten yllä olevista kahdesta pylväskaaviosta näkyy, molempien asiaankuuluvien tietojoukkojen virhepalkit menevät päällekkäin, mikä tarkoittaa, että parhaassa tapauksessa peruspyörä voisi olla nopeampi kuin syväosainen pyörä. Kääntöpuolella, pahimmassa tapauksessa syväleikkauspyörät voivat olla jopa 13.7 wattia nopeampia kuin peruspyörä 40 km/h nopeudella.
Yhteenveto
Tilastollisesta näkökulmasta, kun otetaan huomioon virhemarginaali, tiimi ei voi lopullisesti päätellä, että syväleikkauspyörät ovat nopeampia kuin matalat pyörät.
Tarkastelemalla raakadataa ja käyttämällä käytännön harkintaa, tiimi uskoo kuitenkin perustellusti, että syväleikkauspyörät tarjoavat joitain suorituskykyetuja.
Wattikohtaisella hinnalla mitattuna, kun otetaan huomioon syvän poikkileikkauksen pyörien korkea hinta, suorituskyvyn lisäys on minimaalinen. Raakatietojen perusteella syvän poikkileikkauksen pyörien tehosäästö on alle kuusi wattia, mikä 800 punnan (900 dollarin) vähittäismyyntihinnalla vastaa noin 133.33 puntaa (150 dollaria) per säästetty watti.
Vuonna 2022 tiimi vei valikoiman pyöriä tuulitunneliin testattavaksi. Tulokset osoittivat, että ero parhaiden ja huonoimpien aerodynaamisten pyörien välillä oli vain 3.87 wattia, eikä hinnan ja suorituskyvyn välillä ollut suoraa yhteyttä. Tämä viittaa siihen, että päivittäminen premium-aerodynaamiseen pyöräsarjaan tuo rajallisia lisäsäästöjä budjettivaihtoehtoihin verrattuna.
Mielenkiintoista on, että suurin ero syvien ja matalien pyörien välillä tulee havaittavaksi vain suuremmilla kääntökulmilla, jotka ovat suhteellisen harvinaisia, mikä tarkoittaa, että todellinen suorituskyvyn lisäys voi olla vielä pienempi.
Aerodynamiikka ei tietenkään ole ainoa syy ostaa nykyaikaisia pyöriä. Monet nykyaikaiset pyörät ovat kevyempiä, leveämpiä ja tarjoavat paremman ajettavuuden. Kuitenkin, jos ainoa syy, miksi harkitset syviä pyöriä, on aerodynaaminen tehostus, sinun kannattaa harkita kahdesti ennen kuin sijoitat kaikki rahat... vaikka ne näyttävätkin siistiltä.
Suositeltua lukemista:
- Miten että Valita Ishayoiden opettaman Oikea sisä- Pyörä varastointi Teline
- Mitä olemme Ishayoiden opettaman Erot Välillä cyclocross ja sora Pyörät?
- Matala Profiili vs Korkea Profiili Pyöräkerrat: Mikä Pitäisi I Valita?
- Pitäisi Voit Pyörä soveltuu Käyttäminen Perhonen Ohjaustanko?
- Miten että luoda an Tehokas Pyöräily koulutus Suunnitelma