Điều kiện ẩm ướt có thể là điều cuối cùng bạn muốn khi lên kế hoạch cho chuyến đi của mình, nhưng nếu tốc độ tối đa là mục tiêu của bạn, mọi chuyện có thể không tệ như vậy
Có rất nhiều lý do hợp lý để tránh đi xe khi dự báo có mưa. Thật nguy hiểm, có thể chỉ là một chút đau khổ và chiếc xe đạp của bạn dính đầy rác trên đường. Nhưng nếu đạt tốc độ cao nhất trong một cuộc thi thể thao hoặc thiết lập các tính năng PB dùng thử thời gian trong chương trình làm việc của mình, bạn có thể muốn lên kế hoạch tấn công chính xác vào thời điểm các đám mây đe dọa nhất.
Có nhiều giả thuyết về sự kết hợp của các điều kiện khí quyển cho phép bạn đạp máy nhanh nhất và có bằng chứng cho thấy rằng khi máy ướt hoặc sắp ướt là thời điểm chính để đạt tốc độ tối đa. Nhưng không bao giờ là những người chỉ ngồi lại và nhẹ nhàng chấp nhận nó, Cyclist quyết định đã đến lúc cần có một số xác minh khoa học để thêm vào phỏng đoán.
Không thể tránh khỏi khi liên quan đến vận tốc trên xe đạp, mọi thứ phụ thuộc vào khí động học và trong trường hợp này, điều kiện khí quyển ảnh hưởng như thế nào đến việc bạn có thể dễ dàng lướt qua không khí.
Andy Ruina, giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không tại Đại học Cornell, giải thích: “Chúng tôi biết rằng lực cản không khí là lực cản chính đối với người lái xe đạp. Nó gần đúng tỷ lệ với mật độ không khí và bình phương tốc độ. Mật độ không khí ít hơn ở áp suất thấp hơn [do đó, tại sao các bản ghi tốc độ do con người thực hiện được thực hiện ở độ cao] và ở độ ẩm cao hơn và ở nhiệt độ cao hơn. Thang máy bay có quy mô tương tự, vì vậy máy bay cần đường băng dài hơn vào những ngày nóng ẩm.’
Nếu không có một số cảnh quan nghiêm túc, bạn có thể làm rất ít việc nâng cao độ cao của mạch TT riêng của mình thêm vài nghìn mét, nhưng áp suất khí quyển, độ ẩm và nhiệt độ luôn dao động, và nếu bạn đang tìm kiếm sự kết hợp tối ưu áp suất thấp, độ ẩm cao và nhiệt độ cao - chúng trùng hợp khi có bão trong không khí.
Chris Yu, kỹ sư khí động học và nghiên cứu và phát triển tại Professional, kể lại câu chuyện: ‘Lực cản tác động lên người lái sẽ thấp hơn khi độ ẩm tăng và áp suất khí quyển thấp, nhưng tác động là nhỏ. Tuy nhiên, trong những điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như sau một cơn bão, tổng thể chúng có thể đủ lớn để thể hiện sự khác biệt đáng chú ý. Câu hỏi đặt ra là: bao nhiêu?
Khoa học
Đọc sách cũ của bạn và bạn có thể tìm thấy phương trình này: mật độ không khí (rho)=áp suất / (hằng số khí x nhiệt độ). Nói cách khác, mật độ không khí tỷ lệ thuận với áp suất không khí và tỷ lệ nghịch với nhiệt độ. Vì vậy, để được hưởng lợi từ mật độ không khí thấp (và lực cản tối thiểu), bạn muốn áp suất thấp và nhiệt độ cao. Ngoài ra, độ ẩm cao (hơi nước) trong không khí làm giảm mật độ của nó vì các phân tử nước (được tạo thành từ hydro và oxy) nhẹ hơn các phân tử oxy và nitơ tạo nên phần lớn thể tích của không khí.(Phương trình trước đây vẫn áp dụng cho không khí ẩm, với hằng số khí lớn hơn - làm giảm mật độ không khí.)
Để tính tốc độ (v) cho người lái đạp với công suất không đổi (P), với hằng số cản là c, trong không khí có mật độ rho, phương trình là: v=3√ (P / (c x rho)). Bởi vì áp suất ở dưới cùng của phần, nếu bạn giảm nó, tốc độ sẽ tăng, như chúng tôi mong đợi. Nhưng điều đó có nghĩa là gì trên đường?
Ruina nói, ‘Đại khái, nếu bạn giảm rho [áp suất không khí] xuống 10%, bạn có thể tăng tốc độ trung bình lên khoảng 3%. Tất nhiên, điều này bỏ qua rằng một người lái có thể không có sẵn công suất tương tự (P) ở áp suất thấp hơn, nhiệt độ cao hơn và độ ẩm cao hơn. Ngoài ra, lực cản lăn có thể bị ảnh hưởng bởi độ ẩm của mặt đường.’
Thật vậy. Áp suất khí quyển thấp thường trùng với thời tiết bất ổn hoặc mưa bão và làm cho nước thêm phức tạp. Trong khi lực cản khí động học chiếm 80-90% lực cản đối với người lái đang di chuyển nhanh, lực cản lăn do xe đạp di chuyển trên mặt đất cũng tiêu hao năng lượng và tốc độ. Theo trực giác, người ta có thể cho rằng nước tạo ra nhiều ma sát hơn và làm bạn chậm lại. Không phải như vậy nói Wolf vorm Walde từ lốp xe Continental.
‘Nếu bề mặt chỉ được tẩm một lớp màng nước mỏng - như trong nước không dâng lên trên các đỉnh của hạt nhựa đường - thì lực cản lăn sẽ giảm xuống,” ông nói. ‘Lực cản khi lăn phần lớn là mất năng lượng do biến dạng vật liệu - năng lượng cần thiết để làm lốp xe lăn khi lăn trên mặt đất.
‘Tuy nhiên cũng có khả năng chống lăn do độ bám dính, độ dính của cao su trên bề mặt,” ông nói thêm. ‘Lực kết dính nhỏ hơn nhiều so với tổn thất do biến dạng. Tuy nhiên, cao su và đường liên kết ở cấp độ phân tử trong miếng dán tiếp xúc. Liên kết càng mạnh thì thời gian lưu lại càng lâu - điều này có nghĩa là xe đạp càng chậm, độ bám dính càng mạnh. Phần này của lực cản lăn sẽ giảm nếu có chất giải phóng [nước] giữa lốp và đường. Lốp ướt ít dính hơn. Nước cản trở sự liên kết trong miếng dán tiếp xúc.’
Vì vậy, có vẻ như đường ẩm ít tạo ra lực cản lăn hơn, khiến bạn nhanh hơn. Nhưng chờ một chút…
‘Nước có tác dụng khác trên đường’, vorm Walde nói. ‘Tất cả những điều trên chỉ đúng với các nhiệt độ giống nhau. Trong thực tế, nước làm mát lốp và đường xuống. Lốp xe mát hơn có khả năng chống lăn cao hơn. Điều này làm giảm ảnh hưởng của lực cản lăn do ít bám dính hơn. Có một yếu tố khác cần xem xét - nếu màng nước đủ dày để bao phủ nhựa đường, lốp xe phải chuyển nước. Trong trường hợp này, mức kháng cự cao hơn.’
Tìm điểm ngọt ngào
Trên đường, một danh sách thử thời gian nổi tiếng không nghi ngờ gì về điều kiện tốt nhất. Graeme Obree từng hai lần vô địch thế giới theo đuổi cá nhân và hai lần giữ kỷ lục cự ly một giờ, và là một người nổi tiếng với phương pháp phân tích. "Khi bạn đang chờ một trận mưa như trút nước và trời yên bình - đó là điểm tuyệt vời", anh ấy nói. ‘Ba điều kiện hoàn hảo là nhiệt độ cao, độ ẩm cao và áp suất khí quyển thấp. Buổi tối mùa hè ẩm ướt có xu hướng đến nhanh hơn, khi bạn gần như có thể ngửi thấy mùi nước trong không khí. Bạn không thường xuyên nhận được những điều kiện đó và khi chúng kết hợp với nhau, điều đó giống như "wow", bạn sẽ có được phong độ tốt nhất trong mùa giải. Đó là đêm mà bạn nên sử dụng bánh xe nhanh nhất của mình.’
Tất nhiên, không ai trách bạn nếu dự báo có bão khiến bạn không thể đạp xe, nhưng dù sao thì cũng nên đi nhanh.
