Riteņu diski kļūst resnāki, un šķiet, ka tas ir pretrunā to paātrināšanai, tāpēc kas notiek?
Logic liecina, ka, ja vēlaties, lai kaut kas ātri izgrieztu gaisu, padariet to plānu un asu, piemēram, Concorde. Tai bija šautriņas forma, kamēr citas pasažieru lidmašīnas bija sīpolainas, un rezultātā tā varēja šķērsot Atlantijas okeānu mazāk nekā trīs stundās. Līdzīga domāšana bija arī agrīnās dziļās sekciju aeroriteņu paaudzēs: plānas, dziļas V veida daļas sašaurinājās līdz asai malai, kas radīja iespaidu, ka ar maksimālu efektivitāti griežas gaisā. Tam bija intuitīva jēga, taču laiki ir mainījušies.
Riteņu dizaina progresīvākā mala tagad ir mazāk griezīga un neasāka. Malas ir mīkstinātas un diski ir paplašināti tādā mērā, kā mums tagad tiek teikts, ka resni, noapaļoti loka profili ir vislabākā pretvēja forma vispusīgai veiktspējai. Kas tad ir noticis?
Hed winds
Sākotnējais plašākas loka formas piekritējs bija Heds Wheels, un tā dibinātājs, nelaiķis Stīvs Heds, 80. gados virzīja lielāko daļu domāšanas. Kad Heds 2000. gadu vidū laida klajā savu apaļo, plata profila alumīnija sakausējuma Ardennes riteņpāru, iesakot to savienot pārī ar 25 mm riepām, nevis ar visuresošajām 23 mm riepām, daudzi izteica neticību, ka tā varētu būt ātrāka uzstādīšana. Tolaik tehniskās detaļas bija ieskicētas. Šķita, ka Heds meklē labāku riepu stabilitāti, lai iegūtu lielāku kontroli līkumos, kā arī samazinātu iespēju saspiesties nelīdzenā reljefā, tomēr sākotnējie pētījumi 80. gados arī parādīja, ka platāki diski varētu būt ātrāki aerodinamiski. Pēc tam, kad 2009. gadā Hed patents bija spēkā, tika atvērtas durvis inovāciju vilnim.
Maikls Hols, riteņu ražotāja Zipp progresīvās izstrādes direktors, saka: "Gadiem ilgi nozare ir centusies sasniegt vispārējo pretestības efektivitāti [visātrākie rezultāti vēja tuneļa pārbaudēs], neņemot vērā to, cik labi šie komponenti darbojas apakšējos optimālās, reālās pasaules dienas. Reālajā pasaulē braucējiem ir jātiek galā ar visu, ko viņu vide viņiem izmet. Mūsu Firecrest riteņiem, kas tika laisti klajā 2010. gadā, mēs mainījām savu fokusu, un rezultātā radītie produkti centās būt stabilāki un prognozējamāki jebkurā vēja virzienā nekā mūsu iepriekšējās paaudzes.’
Kevins Kvans, Knight Composites inženierzinātņu direktors, iedziļinās sīkāk: "Mēs projektējam no aizmugures malas, kas nozīmē riteņa aizmugurējo pusi." Tas varētu šķist pretrunā, ņemot vērā, ka tā ir riepa un vadošā puse. loka mala, kas vispirms skar vēju, bet Kvans saka: "Mūsu pētījumi liecina, ka tad, kad vējš riepai ietriecas slīpā leņķī [jebkurā leņķī, izņemot taisnu], tā atdalīsies [zaudē savu vienmērīgo plūsmu pār loku], tāpēc aerodinamiskajai formai loka priekšpusē nav lielas nozīmes - tā gandrīz vienmēr ir apstājusies.” Citiem vārdiem sakot, nav jēgas piešķirt prioritāti aerodinamiskai formai priekšpusē.
Aero priekšrocības
Lai saprastu, kā platāks loks var uzlabot aerodinamiku, nevis palielināt pretestību, mums jāņem vērā fakts, ka gaiss, kurā mēs braucam, nedarbojas konsekventi. Pat mierīgā dienā gaiss ir virpuļojošs, sarežģīts haoss. Aerodinamikas zinātne ir sapratusi, ka optimālā šķidruma dinamika - veids, kā gaiss mijiedarbojas ar formām un virsmas faktūrām, ar kurām tas saskaras, - samazina berzi.
Runājot par gaisa plūsmu, ir trīs plašas kategorijas. Pirmā kategorija ir “laminārā” gaisa plūsma. Šis ir vēlamākais stāvoklis zemiem berzes zudumiem, un tas attiecas uz gaisa kustību gludās, taisnās vai izliektās līnijās. Kad tas sastopas ar kustīgu objektu, laminārā gaisa plūsma atdalās, slīd ap objektu un pēc tam atsāk plūsmu otrā pusē ar minimālu satraukumu.
Otrais stāvoklis ir “turbulents”. Kā norāda nosaukums, tas attiecas uz neskaidru gaisu, kas ir tālu no vienmērīgas plūsmas, lai gan tajā var būt gan “lamināra”, gan “aizstāvēta” gaisa elementi. Turbulencei var būt daudz iemeslu: iespējams, ir vējaina diena, vai jūs cieši sekojat citam braucējam, vai arī garām brauc automašīnas un kravas automašīnas. Šos neoptimālos apstākļus dažreiz sauc par “netīro” gaisu, un tas ir visizplatītākais stāvoklis, kādā mēs braucam.
Trešais nosacījums ir “apstājies”. Tas ir tad, kad gaiss vairs neplūst, bet virpuļo dažādos virzienos vienlaikus. Šis stāvoklis rada vislielāko berzi, un tādējādi tam ir vislielākā ietekme uz braucēja palēnināšanos.
Tas viss nozīmē to, ka, lai gan ir lieliski, ja riteņu un riepu kombinācija labi darbojas laminārajā plūsmā, kad jūs nokļūstat vēja tunelī, kas ir izdevīgāks reālos scenārijos. ir riteņi un riepas, kas labi darbojas turbulentā gaisā. Veiksmīgāko mūsdienu dizainu mērķis ir uzņemt nemierīgu gaisu un samazināt tā pretestību – attīrīt netīro gaisu. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc plānās, asās riteņu diski tiek aizstāti ar platākiem, apaļākiem diskiem - jaunie dizaini vienkārši spēj ātrāk pārvarēt netīro gaisu, ar kuru braucēji sastopas lielākajā daļā reālo braucienu. Taču ir vēl viens būtisks iemesls, kāpēc diski kļūst platāki, proti, rites pretestība.
Sazinieties ar sporta veidu
Pāreja uz platākiem diskiem daļēji ir rezultāts vienlaicīgai pārejai uz platākām riepām. Tur, kur agrāk bija 23 mm riepas, vairāk braucēju un ražotāju izvēlas 25 mm, bet dažkārt pat platākas.
'Continental pētījumi liecina, ka 25c riepām ir par 10-15% mazāka rites pretestība nekā 23c riepām, saka Quan. “Continental parādīja, ka, ja jums ir lielāka riepa, kontakta laukums tā vietā, lai augtu garāks, kļūst īsāks, bet platāks, tāpēc faktiskais virsmas laukums uz ceļa paliek nemainīgs pie tāda paša spiediena.”
To apstiprina riepu ražotāja Schwalbe atklājumi. Produktu menedžeris Markuss Hahmeijers saka: “Ja salīdzina riepas ar dažādu platumu, bet identiskām specifikācijām – vienādu sastāvu, profilu un gaisa spiedienu – rites pretestības ziņā platāks ir ātrāks. Ja iedomājaties, ka jūsu velosipēds un braucējs novietoti stāvēšanai uz stikla loksnes un skatāties uz augšu no apakšas vietā, kur riepa saskaras ar stiklu, jūs redzētu divas izteikti atšķirīgas formas. Uz šauras riepas forma būtu gara un plāna, ovāla. Uz platākas riepas šis kontakta laukums būtu īsāks un resnāks, vairāk aplis, un tādā veidā jebkurā brīdī tiek izmantots mazāk vītņu, kas veido sānu sienu un palīdz radīt rites pretestību, un ir mazāka berze.
Tas viss ir ļoti labi, bet kāpēc gan šauriem diskiem vienkārši nepielikt platākas riepas? Ja loks ir šaurs, riepa veido “spuldzītes” formu, skatoties no profila - tā ir saspiesta vietā, kur tā ieķeras lokā, un sīpolaina prom no loka. Izmantojot platāku iekšējo loku, riepa vairāk veido apgrieztu “U” formu, kas palīdz izveidot apaļāku saskares vietu ar ceļu un attiecīgi mazāku rites pretestību.
Ceļa riteņu loku iekšējais platums - attālums starp diviem āķa atlokiem, kas novieto riepas bortu – vēl nesen ir bijis aptuveni 14 mm. Pirmo platāku disku platums palielinājās līdz 16 mm, un tagad ražotāji tos atkal padara plašākus. Bontrager jaunākais Aeolus TLR D3 klāsts, kas tika laists klajā šī gada sākumā, paplašināja platumu no iepriekšējā D3 līdz 17.5 mm līdz masīvam 19,5 mm, kas ir būtisks pieaugums procentos. Tomēr brīdinājuma vārds nāk no riteņu ražotāja Mavic Michel Lethenet. “Ideālā gadījumā abiem elementiem [riepa un disks] jābūt izstrādātiem tā, lai tie ideāli atbilstu, lai uzlabotu sistēmu. Ja nē, nav jēgas ar augošo inerci, rotējošo svaru un gaisa pretestību vienkārši izmantot platāku riepu. Turklāt ir jāpadomā par drošības aspektu, ja domājat pretējo scenāriju – šauru riepu izmanto uz pārāk plata loka. Tas var radīt lielu risku, ka riepa nepareizi nosēdīsies un var nopūsties.’
Drošība ar kaut ko tik būtisku kā riepas ir vissvarīgākā, un Quan piebilst: "Šobrīd 17–18 mm [iekšējais loka pamatnes platums] šķiet labi, taču jebkurš platāks, teiksim, līdz 20 mm, un mēs sākam neapzīmēta teritorija. Pašlaik mēs neesam redzējuši nekādu nelabvēlīgu ietekmi, taču tā vēl īsti nav novērota galvenajā plūsmā.’
Rokturis Mesija
Lai pierādītu, ka riteņi, iespējams, ir vissarežģītākās problēmas, kas inženieriem jārisina, dizaina īsumā ir vēl viens svarīgs apsvērums: vadāmība.
“Tas ir ļoti svarīgs faktors,” saka Saimons Smarts, Smart Aero Technology tehniskais direktors un Enve Composites aeroriteņu sistēmas (Enve SES) dizainers. Ja mēs atgrieztos septiņus gadus atpakaļ, sportisti nonāktu vēja tunelī un mēs noteiktu viņiem ātrāko riteņpāru. Bet mēs atklājām, ka bieži reālajā pasaulē riteņi bija lēnāki. Tas nebija tāpēc, ka vēja tunelis bija nepareizs, tas bija vienkārši tāpēc, ka braucēji nevarēja noturēt taisnu līniju sacīkstēs, jo riteņiem trūka stabilitātes.’
Daļa no ātras braukšanas ir spēja saglabāt kontroli, tādēļ, ja ritenis nav stabils sānvējā vai nemierīgā gaisā, tiek zaudēta pārliecība braukt ātri un neizbēgami tiek traucēta veiktspēja. "Manuprāt, braukšanas stabilitāte bija vissvarīgākā lieta, kas trūka riteņu veiktspējai, un es zināju, ka, ja mēs spēsim izveidot stabilāku priekšējo riteni, tad pat tad, ja tas izrādītos nedaudz lēnāks vēja tunelī, es zināju, ka tas būs ātrāks reālajā pasaulē. ' saka Smart."Tāpēc es sāku izstrādāt attīstības programmu ar Enve, kuras prioritāte ir numur viens."
Tas viss norāda uz faktu, ka ritenim un riepai ir jādarbojas kopā kā pilnīgai paketei optimālam risinājumam ne tikai aerodinamikas, bet arī ātruma stabilitātes, paredzamas vadāmības un zemākas rites pretestības ziņā. Ņemot to vērā, vai mēs redzēsim, ka riteņu ražotāji turpmāk sadarbosies ciešāk ar riepu ražotājiem?
Bontrager gadījumā tie jau ir viens un tas pats. Rejs Hanšteins, Bontrager riteņu produktu menedžeris, saka: “Mūsu riteņu un riepu inženieri tiek uzskatīti par vienādiem. Riteņi un riepas ir tik ļoti savstarpēji saistīti, ka jūs nevarat attīstīt vienu līdz tā potenciālam, ja jums nav intīmas izpratnes par otru. Šie puiši strādā vienā telpā, brauc kopā, pusdieno kopā.” Līdzīgs stāsts ir arī Mavic un Zipp, kas paši ražo gan riepas, gan riteņus, tādējādi var radīt precīzi savienotus produktus. Lielais jautājums, uz kuru jāatbild, ir: vai esam sasnieguši virsotni? Smart saka: “Disku projektēšana ir diezgan liels izaicinājums, taču aizraujošs. Pēdējo piecu gadu laikā rāmju dizains ir nedaudz mainījies, un tādas lietas kā platākas riepas ir devušas mums brīvību izpētīt vēl platākus diskus. Tāpat kā lielākajai daļai lietu, atdeve var samazināties, taču es domāju, ka mēs vēl neesam sasnieguši maksimumu.’
Galu galā plašākas riepas un attiecīgi plati riteņu profili ir virziens, kādā nozare virzās, un tā ir pareizā izvēle braucējiem, ja vēlaties iegūt maksimālu labumu tādos apstākļos, kādos mēs visi ikdienā piedzīvojam, ar paredzamu vadāmību līdz bagāžniekam.. Zinātne to atbalsta, tāpēc, iespējams, ir pienācis laiks atteikties no šaurā skatījuma un doties plašāk.
