Các nhà sản xuất đã nỗ lực rất nhiều để tạo ra bộ aero kit, nhưng liệu nó có thực sự giúp bạn nhanh hơn không? Người đi xe đạp phát hiện ra
Nếu bạn đi xe đạp, bạn sẽ biết tất cả về tác dụng của lực cản gió. Khi lái xe ở tốc độ trên mặt phẳng, lực cản khí động học đóng góp tới 90% lực cản tổng thể đối với chuyển động về phía trước. Đó là vì hình dạng cùn và không đều của xe đạp và người lái vốn dĩ không tốt trong việc di chuyển êm ái trong không khí, có nghĩa là bất kỳ cải tiến nào về khí động học có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong việc tiết kiệm năng lượng quý giá và tăng tốc độ.
Do đó, các nhà sản xuất dành rất nhiều thời gian và tiền bạc để kiểm tra khí động học, tuyên bố rằng bộ dụng cụ hiệu quả hơn 10%, có thể giúp bạn tiết kiệm 20 giây trong một khoảng cách nhất định hoặc mang lại cho bạn lợi thế tương đương với năm watt. Người đi xe đạp muốn xem liệu những tuyên bố này có thể được chứng minh trong thế giới thực chứ không chỉ trong đường hầm gió.
Để thực hiện cuộc điều tra của riêng mình, chúng tôi đã đến Đường đua xe đạp Hillingdon ở Tây London. Kế hoạch này là dành cho người thử nghiệm xe đạp thường trú James để hoàn thành năm phiên trong ba vòng với nỗ lực được đo lường và nhất quán là 300 watt bằng cách sử dụng một bộ khí động học khác nhau mỗi lần.
Chúng tôi dành thời gian của mỗi phiên để xác định hiệu quả khí động học của từng hạng mục, sau đó gộp tất cả chúng lại với nhau để xác định chắc chắn hiệu quả tích lũy.
Các thành phần chúng tôi sẽ hoán đổi là bánh xe, thanh, mũ bảo hiểm và bộ quần áo - nói cách khác là những thành phần có nhiều khả năng được thay đổi bởi một người lái xe đường trường trung bình để tìm kiếm khí động học tốt hơn. Mặc dù có một số biến số có nghĩa là thử nghiệm của chúng tôi không hoàn toàn mang tính khoa học, nhưng kế hoạch của chúng tôi chắc chắn thu hút sự chú ý của giám đốc công nghệ và đổi mới của Reynolds, Paul Lew.
"Loại thử nghiệm này không xảy ra đủ", anh ấy nói. 'Đó là một cách tuyệt vời để kiểm tra khí động học - vấn đề là việc kiểm soát các biến số trong thế giới thực quá tốn kém đến mức bạn có thể kiểm soát số lượng biến số hạn chế hơn trong đường hầm gió.
'Sẽ là quá khó khăn để đạt được mức độ tin cậy mà hầu hết các kỹ sư cũng cảm thấy thoải mái khi đặt tên của họ. Mặc dù vậy, các bạn không phải là kỹ sư nên không cần lo lắng và tôi thấy giá trị của loại thử nghiệm này. '
Vì vậy, với sự xác nhận của một trong những tên tuổi được kính trọng nhất trong môn khí động học đi xe đạp, chúng tôi nhận được sự cố.
Bánh xe
James hoàn thành ba vòng đua đầu tiên trên bánh xe Mavic R-Sys SLR, thanh Giant Contact SL, áo đua Pro Race của Sportful và quần yếm Super Total Comfort và mũ bảo hiểm Giro Aeon - tất cả đều là bộ đồ nghề không có thiết kế khí động học.
Ba vòng này trung bình 2m 33 giây, chúng tôi sử dụng làm thời gian kiểm soát để so sánh các vòng với các điều chỉnh khí động học của chúng tôi.
Thay đổi đầu tiên là chuyển sang bánh xe tiết diện sâu Bontrager Aeolus 5 TLR. Bánh xe tiết diện sâu có nan hoa ngắn hơn làm nhiễu loạn luồng không khí ít hơn bánh xe tiêu chuẩn, ngoài ra, vành xe sâu hơn cũng khuyến khích luồng không khí nhiều lớp (mịn) trên bề mặt của chúng.
Lew giải thích rằng ở một số góc nghiêng nhất định, vành aero tốt có thể sử dụng sức gió giống như cánh buồm trên thuyền, tạo ra lực đẩy về phía trước chống lại lực cản. Thời gian trung bình của James cho ba vòng chạy nhanh hơn 5 vòng mỗi vòng (2 phút 28 giây) so với thời gian kiểm soát - cải thiện 3,3%.
Điều này có vẻ không lớn như chúng tôi mong đợi, nhưng Lew không ngạc nhiên.
‘Hiệu ứng cánh buồm của vành sâu hoạt động tốt nhất với các luồng gió bên nhất quán, ví dụ như trên đường đua TT xa và lùi. Trên một đường đua ngắn, các góc cua thay đổi góc gió quá nhiều để có thể tạo ra hiệu ứng ấn tượng như vậy. '
thanh Aero
Bước tiếp theo là hoán đổi các thanh truyền thống sang các thanh đường phẳng Enve SES aero. Hình dạng đuôi Kamm của phần đầu thể hiện diện tích phía trước tối thiểu đối với gió, do đó có tác dụng tách không khí gọn gàng để giảm chênh lệch áp suất gây ra lực cản - một yếu tố quan trọng trong tổng lực cản khí động học.
Thời gian vòng chạy trung bình với thanh Enve là 6 giây trên điều khiển ở 2m 27 giây - tiết kiệm 3,9%. Điều này làm chúng tôi ngạc nhiên, vì chúng tôi không ngờ rằng sự khác biệt nhỏ về hình dạng của thanh lại có tác động như vậy đến lực cản khí động học, nhưng sự cải thiện về tốc độ không hoàn toàn do tiết diện khí động học của thanh.
Chúng hẹp dọc theo phần ngọn và loe ra ở các giọt, vì vậy trong khi chiều rộng tổng thể là như nhau, phần ngọn có diện tích phía trước nhỏ hơn. Thêm vào đó, hình dạng của giọt nước khuyến khích người lái áp dụng vị trí hẹp hơn, khí động học hơn.
Simon Smart, người sáng lập công ty khí động học Drag2zero, đã giúp phát triển các thanh. Ông nói: “Thay đổi từ vị trí thẳng đứng hơn sang vị trí thấp hơn sẽ giúp giảm lực cản nhiều nhất.
‘Lượng watt tăng thêm tiết kiệm được từ khí động học tốt dễ dàng lớn hơn lợi ích mà bạn nhận được từ khóa huấn luyện mùa đông tốt nhất mà bạn có thể làm.’
Mũ bảo hiểm
Vì đầu của người lái là một trong những khu vực tiếp xúc nhiều nhất với luồng không khí, các nhà sản xuất sản xuất mũ bảo hiểm chạy đường trường được thiết kế để hướng luồng không khí hiệu quả nhằm giảm thiểu sự nhiễu loạn trong khi vẫn có một vài lỗ thông hơi làm mát.
Điều này đã dẫn đến những tuyên bố gần đây về mức tăng aero ấn tượng, với Giro tuyên bố Air Attack của nó nhanh hơn 17 giây trên 40km so với mũ bảo hiểm Aeon của nó. Với Professional’s Evade trên đầu, James đo các vòng trung bình là 2m 31 giây - chênh lệch 2 giây so với thời gian kiểm soát của chúng tôi. Khi ngoại suy, điều này có thể dẫn đến việc tiết kiệm được khoảng 26 giây cho một chuyến đi 40km.
Lew giải thích mức độ tiết kiệm thời gian ấn tượng này có thể là do tốc độ tương đối cao của James. Để duy trì công suất 300 watt, anh ấy đã di chuyển với tốc độ khoảng 38kmh và lợi ích của việc cải thiện khí động học sẽ tăng theo cấp số nhân với tốc độ.
‘Nếu bạn vẽ một biểu đồ với lực cản trên trục tung và vận tốc trên trục hoành, bạn sẽ không thấy một đường thẳng - bạn sẽ thấy một đường cong hàm mũ hướng lên,” Lew nói. ‘Lực kéo bắt đầu tăng đáng kể trên 30kmh, vì vậy trên đó mức tăng khí động học vận tốc thực sự thể hiện.’
Skinsuit
Phần cuối cùng của bộ đồ nghề hàng không của chúng tôi là bộ quần áo da Santini Speed Shell. Lew và Smart đồng ý rằng vì cơ thể là khối kỳ dị lớn nhất nên nó đóng góp phần lớn nhất cho lực cản.
Một bộ quần áo da sẽ loại bỏ các gợn sóng trên bề mặt do các đường may và quần áo chồng chéo lên nhau, vì vậy chúng tôi đang mong đợi một hiệu ứng khá lớn đối với khí động học. Tuy nhiên, chúng tôi thấy chỉ tiết kiệm được 0,8% thời gian, với việc James thiết lập số vòng trung bình là 2 phút 32 giây.
Mặc dù vẫn còn tiết kiệm đáng kể khi ngoại suy ra một khoảng cách xa hơn, nhưng nó lại ít có lợi hơn so với các mục khác trong thử nghiệm này. Điều này có thể do thực tế là áo sơ mi và quần yếm tiêu chuẩn của James có đường cắt khá đẹp với lượng vải thừa tối thiểu.
Các lợi ích khác của bộ đồ da, chẳng hạn như lực nén mà chúng tác động lên cơ bắp, đã được chứng minh là làm giảm mệt mỏi nhưng chỉ sau những quãng đường dài hơn chúng tôi đã cưỡi ở đây.
Điểm cuối cùng đáng nói là trái ngược với các thành phần khác có thể thay đổi hình dạng để giảm thiểu lực cản, bộ đồ da chỉ có thể làm giảm những gì được gọi là 'ma sát trực tiếp' và không làm thay đổi hình dạng của cơ thể người lái. Ma sát trực tiếp là thành phần phụ của lực cản khí động học và ít đáng kể hơn nhiều so với diện tích và mặt cắt phía trước.
Hàng không đầy đủ
James hoàn thành ba vòng đua cuối cùng của mình với tất cả các thiết bị hàng không. Cùng với nhau, chúng cho phép anh ta giảm 10 giây so với mức trung bình vòng điều khiển của mình ở cùng một công suất đầu ra, đạt mức trung bình 2m 23 giây.
Tổng số tiền tiết kiệm 6,5% này sẽ có giá trị đáng kể trong 2m 27 trên 40km. Có thể dự đoán kết quả này hơi ít hơn so với tổng các lợi ích riêng lẻ do lực cản tăng theo cấp số nhân với tốc độ, cộng với cách thức phức tạp trong đó nhiều yếu tố khí động học tương tác.
Toàn bộ người lái và xe đạp hoạt động như một hệ thống và nó không chỉ đơn giản là trường hợp thêm một yếu tố vào yếu tố tiếp theo và mong đợi tất cả chúng hoạt động như thể tách biệt. Nhiều chuyên gia trong lĩnh vực này nói rằng tích hợp thành phần là nơi tạo ra lợi ích lớn trong tương lai.
Mặc dù thử nghiệm của chúng tôi không được kiểm soát chặt chẽ như thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhưng nó đã tiết lộ các xu hướng nhất quán hỗ trợ hiệu quả của bộ khí động học trong môi trường thực tế và cho thấy nỗi ám ảnh về mức tăng khí động học là có cơ sở. Smart đồng ý: "Một khi bạn đã rèn luyện cơ thể đến mức tốt thì khó có thể tìm được nhiều hơn thế, nhưng bộ dụng cụ thể dục nhịp điệu là một cách khả thi để nhanh hơn."
Mặc dù Smart và Lew cảnh báo rằng việc thiếu tính lặp lại trong thử nghiệm của chúng tôi nên khiến chúng tôi thận trọng khi đưa ra kết luận cụ thể về giá trị so sánh của các phần thiết bị aero khác nhau, cả hai đều đồng ý rằng bộ dụng cụ này sẽ có lợi.
'Việc thử nghiệm của bạn có kiểm soát đủ biến số hay có tập dữ liệu đủ lớn để đưa ra quyết định mua dựa trên kết quả hay không là quyết định của độc giả, nhưng tôi dự đoán rằng xu hướng tổng thể được hiển thị sẽ thay đổi ít nếu tập dữ liệu bạn nói một đường hầm gió? Ai cần một trong những cái đó?
