Про колеса - Частина 1, аеродинаміка - Astana Cycling Team
Про колеса… Частина 1, аеродинаміка
- Filled inTech Talk 22 лютого 2011 в 8:30, author:Alexei
- Views: 31 951.
Починаємо тиждень велосипедних коліс на astanafans.com 😉
Не секрет, що колеса є однією з найважливіших деталей велосипеда.
Публікуємо переклад статті великого тестування вілсетів 2008 року: "Great wheel test 2008". Окрім практичної частини тестування, яка на даний момент частково втратила актуальність, огляд містить деякий базовий лікнеп про параметри коліс.
Мета огляду – відокремити зерна від полови, допомогти зробити правильний вибір, який ґрунтується не на маркетингу виробників чи параметрах жорсткості коліс, які не відображають повністю поведінку коліс на дорозі.
Тож поїхали. Колесо складається з кількох взаємозалежних елементів, що працюють разом.
Продуктивність на дорозі частково залежить від кожного з параметрів, взятих окремо. Аеродинаміка, інерція, тертя в підшипниках важливі також, як і поперечна жорсткість. Тим не менш, ці фактори рідко оцінюються в сукупності доступних широкої аудиторії велосипедних журналах.
Результати, подані далі, були отримані тестуванням, проведеним німецьким журналом Tour, а також французьким L'Acheteur Cycliste. Виміри проводилися за однаковою методикою, тому можна порівняти отримані результати.
Близько 60-77 вілсетів було протестовано, сподіваємося, вам сподобається отримана база даних.
Частина 1: аеродинаміка
Аеродинамічна труба дає деяке розуміння аеродинамічної продуктивності коліс. Лобовий опір повітря, виміряний ваеродинамічній трубі є справедливим індикатором повітряного сліду, що залишається за колесом. Цей лобовий опір повітря є одним з найважливіших показників. Воно фіксується вимірювачами деформації (тензометрами) встановленими на перевернутій вилці, де встановлено колесо. Ці вимірювальні прилади переводять деформацію вилки, причиною якої став аеродинамічний опір колеса, електричний опір, який і вимірюється.
Ця установка вимірює інші параметри, включаючи бічні (поперечні) сили і крутний момент. Тим не менш, ми не будемо їх аналізувати, оскільки вони не впливають на аеродинамічний опір.
Вимірювач деформації (тензометр)
Переднє колесо зафіксовано на перевернутій вилці і крутиться в повітрі, що проходить через аеродинамічні труби на відомій нам швидкості.
Лопаті турбіни, що генерують потік повітря, створюють тиск щодо коліс. Цей тиск фіксується датчиками деформації та інтерпретується комп'ютерною програмою.
Кут падіння вітру між 0° і 35°, що представляє всі умови, які можуть бути зустрінуті на дорозі. Тим не менш, кути більше 15 ° (вітер + швидкість гонщика) рідко зустрічаються на дорозі. Для прикладу, покажемо аеродинамічний опір на різних кутах падіння порівняно з Кривою Гаусою (Нормальний розподіл, Теор. вер.):
Середньозважена сила переводиться у вати, поглинені на 50 км/год. Ця величина зрештою і дає нам важливу метрику!
Задні колеса не тестуються відколи стали вміщатися за підйомом рами і ногами гонщика.
Результати
Результати розташовані за алфавітом, також можна знайти дані про висоту обода та числоспиць:
*Тести проведені на 21мм трубках та 23мм клінчерах.
Тут наведено значення в порядку аеродинамічної продуктивності:
Поглинена потужність у Ваттах на 50км/год
Пояснення
Очевидно видно, що швидше колеса велосипеда з високими обіднями та невеликою кількістю спиць. Зазначимо, що колеса з ободамиZIPP більшою мірою ефективні завдяки обідам з вигинами у профілі (ободиHybri-Toroidal відZIPP ), які змушують повітря ковзати по обіду , а не стикатися з ним. Це створює невеликий аеродинамічний опір, а отже, дозволяє зберегти трохи ватів гонщика на високих швидкостях.
Переваги тонких спиць Aero та лопатевих (Blade) спиць легко зрозуміти з малюнка: їхній аеродинамічний опір дуже низько порівняно зі стандартними широкими спицями.
Xentis TT,HED,Sonic,Mavic Cosmic,Lightweight на 16 спиць,Shimano 50mm,Campagnolo Bora та інші мають дуже хороші аеродинамічні властивості, також профіль їх обода має форму звичайного трикутника, або злегка вигнуті, як наMavic CCU.
Якщо повітряний потік швидко зупиняється, що відбувається у разі плоских обід, то виходить більша втрата потужності на високій швидкості.Mavic Ksyrium абоR-SYS погані з цієї точки зору. Поєднання плоских обід і широких спиць дає ефект парашута на високій швидкості.
Проте їх важко критикувати, оскільки вони не проектувалися з урахуванням аеродинаміки. Це також відноситься і до моделейCampagnolo Hyperon,Vento,Eurus, а такожMavic Aksium.
Також вартовідзначити два особливі випадки:
- Перший, це Shimano 7850 C24 TU з переднім ободом 28мм. Заспецований 16 аеро спицями, його аеродинамічні показники досить хороші для вілсету, який, на перший погляд, не виготовлений для аеродинаміки.
- Другий випадок, незважаючи на 24 спиці спереду, колеса Speedcomposites впоралися непогано. Тут також середньої висоти (26мм) обіддя дають невеликий опір повітря. Версія з 20 спицями має бути навіть кращою.
Для кастомного вілсетуCorima/Tune 20 DT Aerolite аеродинамічний опір також низький, трохи кращеFulcrum Racing Speed. Було б цікаво протестувати версію з 16 спицями, як більшість “фабричних” віслетів.
Залишимо інерцію, тертя у підшипниках та поперечну жорсткість на час. Високі обіддя приносять певні переваги порівняно з невисокими альтернативами. Вони особливо ефективні на рівнинних етапах і даунхілах, де найвищі швидкості.
Для гонки з роздільним стартом або для рівнинного етапу високопрофільні обіддя з невеликою кількістю спиць є найкращим вибором.
Фактично для звичайного використання на шосе це найкраще рішення. Передні колеса мають великі допуски по кутах, а також добре збалансовані, що означає високу поперечну жорсткість. Зменшення кількості спиць на передньому колесі не є проблемою!