Yol sıldırımlı olduqda, su çəkmənin aerodinamik effektləri yox olur? Velosipedçi araşdırır…
Ssenariyi təsəvvür etmək çətin deyil: siz Alpe d'Huez-in yarısındasınız, öndəki təkərlə əlaqə saxlamağa çalışırsınız. Ağciyərlər yanır, ürək döyüntüləri yüksəlir, vücudunuz möhlət üçün qışqırır.
Deməli, dırmaşma zamanı layihə hazırlayarkən ən kiçik faydaları əldə edə bildiyiniz zaman dayanmağa dəyərmi?
Mənzildə dizaynın enerjiyə qənaət effektləri yaxşı məlumdur, lakin dırmaşmaqda atlıların arxasında olmağın kəmiyyət faydaları nisbətən az bildirilir.
“Bu barədə çox obyektiv məlumat yoxdur, çünki layihənin təsirlərini öyrənmək çətindir” deyə Cervélo-da baş velosiped texnoloqu Damon Rinard izah edir.
‘Fərdi atlılar üzərində aerodragı öyrənmək üçün külək tunellərimiz və komanda təqibində cızmaqarı ölçmək üçün velodrom tədqiqatlarımız var – lakin bunu dağlara tətbiq etmək çətindir.'
Əsaslara qayıt
Əsaslara qayıtmağın vaxtıdır. Nəticə odur ki, aerodinamik üstünlüklər sürətdən asılıdır - siz yoxuşa çıxanda sürətlə azalır.
“Velosiped sürmədə dəf edilməli olan üç qüvvə hava müqaviməti, yuvarlanma müqaviməti və cazibə qüvvəsidir” deyə McLaren Applied Technologies-in aerodinamika mütəxəssisi Matt Williams izah edir.
'Düz yerdə bütün güc sürüklənmə və yuvarlanma müqavimətini dəf etməyə gedir – lakin siz yoxuşa qalxmağa başlayanda, hərəkətə müqavimət göstərən çəki qüvvəsi olduqca sürətlə artır, 'deyir.
‘Müəyyən bir səy üçün siz daha yavaş gedirsiniz, çünki siz cazibə qüvvəsinin öhdəsindən gəlmək üçün bu səydən daha çox istifadə edirsiniz, daha az isə irəliyə doğru gedirsiniz.'
Və sürət azaldıqca hava müqaviməti də azalır. Bunu aşağıdakı kimi ifadə etmək olar: Fd=½ rv2CdA (burada r=hava sıxlığı, v=sürət, Cd=sürtünmə əmsalı və A=cəbhə sahəsi), yəni sürət və sürtünmə arasındakı əlaqə eksponensialdır.
‘Sürükləmə qüvvəsi sürətin kvadratına mütənasibdir, buna görə də sürətdəki hər hansı dəyişikliklə qüvvə çox dəyişir,” Rinard izah edir.
'15 ilə 20km/saat arasında olan tipik dırmaşma sürətlərində küləyin müqaviməti artıq əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşüb və təxminən 12kmsaatda bu, küləyin müqavimətinin təkərlərin yuvarlanma müqavimətinə təxminən bərabər olduğu nöqtədir.'
Bütün bunlar o deməkdir ki, təpəyə sürüşərək enerjiyə qənaət etmək üçün imkanlar çox azdır, çünki sürücüyə qarşı güc daha azdır.
“Sürətiniz olduqca tez düşür, ona görə də havanın faydaları azalır,” Williams deyir.
Yaldırmaq
Bəs təpələrdə hansı enerji qənaəti mümkündür? “Mənzildə, məsələn, aerodinamik qüvvələrin öhdəsindən gəlmək üçün 300 vattdan istifadə edə bilərsiniz – və bunun üçdə birinə su çəkmə yolu ilə qənaət etsəniz, bu, 100 vat daha az olacaq” Williams deyir.
Lakin 6% qradiyentdə enerjinin 80%-ə qədəri cazibə qüvvəsinə qarşı, yalnız 10%-i hava müqavimətinə qarşı istifadə edilə bilər.
‘Aerodinamik sürtünməni aradan qaldırmaq üçün yalnız 30 vatt istifadə edirsinizsə, bunun üçdə birinə qənaət etsəniz belə, yalnız 10 vata qənaət etmiş olursunuz.'
Əslində, real qənaət daha da kiçik ola bilər. Rinard deyir ki, 'Rəqəmlərin yazılması çətin hissədir'.
‘Çəkmənin tələb olunan gücü 30%-dən 50%-ə qədər az altdığı ölçüldü, lakin bu, normal, düz yer sürətlərindədir.
Dırmanma üçün güc daha yüksəkdir və sürətlər aşağıdır, buna görə də sürtünmə qüvvəsi baxımından qənaət də azdır – lakin bunu kəmiyyətlə müəyyən etmək asan deyil.’
Bununla belə, Virciniyadakı Old Dominion Universitetinin məşq elmləri üzrə professoru David Swain deyir ki, hər nə qədər kiçik olsa da, layihənin müəyyən təsiri ola bilər.
‘Qaçışçılar 15 mil/saat sürətlə faydalanırlar, çünki dörd dəqiqəlik mil ilk dəfə qaralamanın köməyi ilə qırılıb və onlar hətta marafon tempində də fayda verirlər” deyir.
‘Velosiped sürərkən dırmaşma sürətində enerji xərcləri azalacaq, təpə yerimə sürətini məcbur edəcək qədər dik olmadığı müddətcə.'
Enerji kəsilir
Və sistemə nə qədər çox ümumi güc qoya bilsəniz və ya nə qədər yüngül olsanız, bir o qədər üstünlüklər əldə edəcəksiniz – bu, peşəkarların dağlarda niyə bir-birinə bu qədər yaxın olduğunu izah edir.
'Bir çoxumuz 8% dırmaşmaqla yalnız 8 və ya 9 km/saat sürətlə gedirik və bu sürətdə üstünlük cüzidir, - Kembric Universitetinin mühəndis professoru Tony Purnell deyir. British Cycling-də texniki inkişaf rəhbəri.
‘Ancaq Viçenzo Nibali kimi yuxarı qalxırsınızsa, bu, başqa bir vəziyyətdir. 20 km/saatda bu, nəzərəçarpacaq texniki üstünlükdür.'
'Qradiyent 5% və ya 6%-dən yuxarı qalxdıqca, onların qənaət edəcəkləri azdır, lakin bu, velosiped istehsalçılarının avadanlığın dizaynında qənaət etməyə çalışacaqları məbləğdir – buna görə də heç bir əhəmiyyət kəsb etmir, ' Williams əlavə edir.
‘Üç həftəlik mərhələ yarışı çərçivəsində peşəkar sürücülər enerjiyə qənaət etmək üçün hər fürsəti axtarırlar.’
Qazanc əldə etmək
Pro komandaları indi real vaxtda bədən boyu effektiv küləyin sürətini ölçməklə layihənin faydalarını daha yaxşı qiymətləndirməyə çalışırlar ki, bu da dağlarda bunu proqnozlaşdırmaq çətin ola bilər.
“Velosipeddə havanın rəqəmsal sürəti və küləyin istiqaməti sensorları lazım olan və indicə əlçatandır,” Rinard deyir.
'Mavic-də onların istifadə etdiyi külək sensoru var və bizdə Aerostick adlı alətimiz var ki, o, görünən hava sürəti sürətini, küləyin istiqamətini və sürücünün trayektoriyasını, gücü və sürətini ölçən və saniyə saniyə qeyd edir..
‘Lakin bu texnologiya son üç ildə nisbətən yenidir və ondan əldə edilən məlumatların əksəriyyəti hələ də şəxsi əllərdədir.’
Şübhəsiz ki, layihə hazırlamaq irəliyə doğru yoldur – və bu, arxadan hücuma keçmək və ya komanda yoldaşlarınıza tempi təyin etmək imkanının əlavə taktiki və psixoloji faydalarını nəzərə almadandır.
“Dost təkərinə sahib olmaq psixoloji cəhətdən əsas fərq yarada bilər,” Purnell deyir. 'Və dırmaşmalar nadir hallarda sabit qradiyent olur - ona görə də siz həqiqətən əhəmiyyətli bir üstünlük olan daha y altaqlar üçün kiminsə sükanında olmaq istəyirsiniz.'
Biz sadəcə fanilər üçün bir məsələ ola bilər. Purnell deyir: “Nəyə qadir olduğunuzu bilməlisiniz, çünki rəsm çəkmək, qarşınızdakı atlı ilə eyni sürətlə hərəkət etmək deməkdir”.
Öz sürətinizə sadiq qalın
‘İnsanlar tez-tez “Öz sürətinizlə dırmaşın” deyirlər və bu məntiqlidir. Qaralama çəkərək enerji üstünlüyü əldə edə bilərsiniz, lakin çox sürətli olarsa, qırmızıya keçəcək və zərbə alacaqsınız.'
Rəqəmlərlə ifadə etsək, 20% qradiyentdə, 300 vatt gücündə olan orta hesabla 70 kq-lıq bir sürücü 6 km/saatdan bir qədər çox sürətlə hərəkət edəcək, bu zaman hava müqaviməti əhəmiyyətsizdir və sadəcə irəliyə doğru hərəkəti saxlamaqla müqayisədə su çəkmə çox az narahatlıq doğurur.
Lakin Rinard yarışçının fikrini qəbul edir: 'Hər zaman rəsm çəkməyə dəyər' deyə yekunlaşdırır. 'Əgər layihə hazırlamırsınızsa, niyə etməməyiniz üçün bir səbəb daha yaxşı olar. Sprint üçün finiş xətti və ya ediləcək hücum varsa, bunların hamısı etibarlı səbəblərdir.
‘Lakin etməmək üçün səbəbiniz olmasa, layihə hazırlamaq kömək edir. Kiçik bir məbləğ olsa belə, pulsuzdur, niyə götürməyək?’
