Jūs domājat, ka esat ātrs, zināt, ka varētu būt ātrāks, bet kāds ir lielākais fiziski iespējamais ātrums? Mēs uzzinām
Lūk, brauciet lejup, it kā no tā būtu atkarīga jūsu dzīvība. Pietupis pāri stieņiem, b alti locītavu satverot pilienus, jūs skatāties lejup savā velosipēda datorā un redzat figūru noklikšķinot līdz pat 70 kmh. Ak, jā, jūs tagad tiešām lidojat. Taču, pirms varat palielināt ātrumu, ceļa zīme signalizē par krustojumu, un jūs nospiežat bremzes, lai jūs droši apstātos.
Bet kā būtu, ja šī krustojuma tur nebūtu? Kā būtu, ja uz ceļa nebūtu nekādu šķēršļu vai līkumu vai suņu, kas klaiņotu, un nogāze būtu tik gara, gluda un stāva, cik vien iespējams?
Cik ātri jūs toreiz varējāt iet? Sāksim atbildēt uz šo jautājumu, aplūkojot to, kas jūs kavē.
Dzīve ir velka
“Tas būtu gala ātrums,” skaidro Robs Kitčings, tiešsaistes aerodinamiskā aprīkojuma Cycling Power Lab dibinātājs. “Riteņbraukšanas izteiksmē šis ir punkts, kur kopīgie aerodinamiskās pretestības un rites pretestības apturēšanas spēki ir vienādi ar gravitācijas un jaudas radītajiem spēkiem.”
Cik liela ietekme ir gravitācijai, ir atkarīgs no slīpuma smaguma pakāpes. “Ja iestatāt bezgalīgu slīpumu - citiem vārdiem sakot, sienu -, riepas vai velosipēda konstrukcija nenoslogotos,” saka Ingmārs Jungnikels, Specialized pētniecības un attīstības inženieris.
‘Tas būtu lieki, un jūs varētu lēkt ar izpletni.’
Vai tehniski “ātrlēkšana ar izpletni”, kur mērķis ir sasniegt un uzturēt augstāko iespējamo gala ātrumu. Izmetiet cilvēku no lidmašīnas vēderu uz leju, un viņš sasniegs ātrumu līdz 200 km/h; galvu pa priekšu un mēs runājam 250-300kmh; galva pa priekšu un speciāli izstrādāts, moderns apģērbs ļauj sasniegt ātrumu līdz 450 kmh.
‘Bet tā nav riteņbraukšana, tāpēc ignorēsim to un izmantosim īstu ceļu,” turpina Jungnickel. Skenējot pasaules ielas, Boldvinstrīta Danidinā, Jaunzēlandē, atkarībā no tā, kam ticat, ir apšaubāms gods būt par stāvāko ceļu uz planētas 35–38° leņķī.
'Uz šī ceļa slīpuma, kas pārsniedz 350 m attālumu, pieņemot mierīgus apstākļus un 400 vatu jaudu, braucējs uz ceļa varētu sasniegt 89,48 jūdzes stundā [144 kmh],” saka Jungnikels.
Tas ir neliels ātrums, taču joprojām ir gandrīz 80 km/h mazāk nekā pasaules nobrauciena ātruma rekordam, ko pagājušajā gadā uzstādīja francūzis Ēriks Barons, sasniedzot 223,3 kmh sniegotajā Šabrjē ātruma trasē Francijas Alpos 2015. gadā.
Tātad, iespējams, lai samazinātu rites pretestību, mūsu nogāzei vajadzētu būt ar ledainu platformu? Pēc Jungnikela domām, ne obligāti. “Šajos ātrumos gaisa pretestība ir aptuveni 99,5%.”
Tas, salīdzinot ar aptuveni 50%, braucot ar ātrumu 12 km/h. Gaisa pretestība palielinās, jo ātrāk braucat, tāpēc kādas metodes mūsu iedomātajam velosipēdistam vajadzētu izmantot, lai sasniegtu maksimālo ātrumu un izaicinātu gaisa pretestību?
Saglabājiet to aero
‘Svarīga ir nepārprotama pozīcija,” saka Jungnikels. “Tāpēc es veicu aprēķinus ar braucēju, kas optimizēts laika brauciena pozīcijā, un, izmantojot mūsu pagarināto Boldvinstrītas analoģiju, 400 W braucējs varēja sasniegt 200 jūdzes stundā [322 kmh].”
Kad Jungnikels saka “optimizēts”, viņš runā par pilnu aerodinamisko izvēlni. Tas nozīmē asaru ķiveri un pozīciju, kurā ķiveres aste dabiski ieplūst gludā, gludā mugurā.
Lai samazinātu gaisa pretestību, ir nepieciešams arī pieguļošs ādas tērps.
Patiesībā tas ir ļoti svarīgi,” saka Robs Lūiss no skaitļošanas šķidruma dinamikas speciālista TotalSim. “Materiāla veids, šuvju izvietojums un virsmas apstrāde rada milzīgas atšķirības. Varētu runāt par 12–15% pretestības atšķirību starp labu un sliktu uzvalku.’
Lūiss arī norāda, ka zeķu uzvilkšana, cik vien iespējams, ir aerodinamiski efektīvāka nekā zābaciņi, savukārt šaurs šo aerobar pagarinājumu satvēriens arī nedaudz samazinās pretestību.
Jūs vēlaties izmantot arī asaras formas caurules, jo, kā minēts iepriekš, tās palīdz samazināt aerodinamiskās pretestības (CdA) koeficientu. Tas attiecas uz objekta slīdumu un izmēru, kā arī tā frontālo laukumu.
Physics saka, ka objekts, kura pretestības koeficients ir nulle, patiesībā nevar pastāvēt uz Zemes - visam ir sava veida pretestība - bet skaitļi var būt ļoti zemi.
Piemēram, augstākās klases velosipēda asaras formas stūre var reģistrēt skaitli 0,005. Tas ir diezgan aero.
CdA elites piemēri, kas izmanto aeroformas stieņus, varētu būt 0,18–0,25, salīdzinot ar labu amatieru sportistu 0,25–0,30.
Šis skaitlis kļūst vēl svarīgāks, ja tas ir saskaņots ar izejas jaudu. Kad vāciešu profesionālis Tonijs Mārtins uzvarēja 2011. gada Pasaules čempionātā Time Trial Kopenhāgenā, viņa jauda un aerodinamiskā pretestība (izteikta kā vati/m2 CdA) tika aprēķināta kā 2 089.
Tas, salīdzinot ar 1,943 Bredlijam Viginsam otrajā vietā un 1,725 Džeikobam Fuglsangam 10. vietā.
“Visi braucēji var strādāt, lai uzlabotu šo rādītāju,” saka Kitčings. "Bet arī gaisa blīvums ir ļoti svarīgs maksimālajam ātrumam, kas nepārprotami ir mazāk kontrolējams."
Tuvojas ēterā
Jūras līmenī un 15°C gaisa blīvums ir aptuveni 1,225 kg/m3. Tomēr tādi faktori kā temperatūra, barometriskais spiediens, mitrums un augstums ietekmē gaisa blīvumu, un blīvums samazinās, jo augstāk atrodaties.
‘Tādēļ tādi braucēji kā Sems Vitingems, mēģinot pārspēt ātruma rekordus uz zemes, mēģina pārspēt cilvēku darbinātas zemes ātruma rekordus,” piebilst Lūiss.
Un kāpēc Fēlikss Baumgartners 2012. gadā, lecot ar izpletni līdz 1342 kmh, uzpeldēja stratosfēras retajā gaisā.
Kanādietis Vitingems ir sasniedzis neticami 132,5 km/h, lai gan tas joprojām ir kautrīgs no pasaules rekorda ātruma rekordam ar cilvēka spēku, ko pagājušā gada septembrī reģistrēja tautietis Tods Reiharts.
Reiharts atstāja pārējos, sasniedzot maksimālo ātrumu 137,9 kmh. Mēs sakām “pārējais”, jo Reiharts reģistrēja šo ātrumu World Human Powered Speed Challenge sacensībās State Route 305 tieši ārpus Battle Mountain, Nevada.
Tas bija 16. gads pēc kārtas, kad sacensības notika Nevadā, un tas ir saistīts ar diviem galvenajiem faktoriem: tas ir 1408 m virs jūras līmeņa, tāpēc gaisa blīvums ir zems, un trase nodrošina 8 km paātrinājuma zonu, kas ved uz 200 m ātruma slazds.
Abi palīdzēja Reihartam sasniegt maksimālo ātrumu, tāpat kā viņa transportlīdzeklis - guļus velosipēds, kas apvilkts ar apvalkiem. "Esmu veicis turpmākus Boldvina ielas aprēķinus," saka Jungnikels, "un ar pilnībā notīrītu velosipēdu gala ātrums būtu 369 jūdzes stundā [594 kmh]."
Būtu vēl labāk, ja jūs varētu kaut ko darīt ar riepām, jo Jungnickel apgalvo, ka riepām izceļoties rada lielāka pretestība nekā visam kuģim.
‘Tāpat pie ārkārtējas jaudas jūs galu galā sasniegtu maksimālo saķeri, ko riepas var radīt, kas ir piespiedu spēka funkcija,” viņš saka.
‘Pēc tam jūs sasniedzat nozveju 22. Jūs varētu pievienot spoileri, lai palielinātu piespiedējspēku, kas palielina pretestību, kas atkal prasītu lielāku jaudu (un tā tālāk). Turklāt es nedomāju, ka strukturālas problēmas varētu būt faktors, jo jūs varētu vienkārši izveidot velosipēdu izturīgāku, izmantojot vairāk materiālu.’
Šeit jums tas ir. Lai sasniegtu maksimālo ātrumu gandrīz 600 kmh, uzdodiet Greimam Obrī uzbūvēt jums aero Beastie velosipēdu, dodieties uz Jaunzēlandi, palūdziet Danedinas padomei pagarināt Boldvina ielu līdz aptuveni 10 km garumā un radīt tādu jaudu, kas līdzinās Tonijam Mārtinam. Vienkārši…
