Аэродинамика на шоссейных велосипедах

[akvalang]

полная статья здесь http://goldenbike.com.ua/stati/velospor ... elosipedah
Испытания на треке
Сетап Мидель*Сх, м2 Скорость, км/ч Затрачиваемая мощность, Вт
Шоссейный байк Шоссейный руль Шоссейный шлем 0,310 40,100 306,6
Шоссейный байк Пристегнутый аэробар Шоссейный шлем 0,267 40,270 268,6
Шоссейный байк Пристегнутый аэробар Аэрошлем 0,256 40,380 261,0
ТТ-байк Аэробар Шоссейный шлем 0,265 40,170 262,9
ТТ-байк Аэробар Аэрошлем 0,230 40,050 229,0

Испытания в аэродинамическом тоннеле
Сетап Мидель*Сх, м2 Скорость на мощности 278 Вт, км/ч Потребная мощность на 40 км/ч, Вт
Шоссейный байк Шоссейный руль Шоссейный шлем 0,302 40,000 278,3
Шоссейный байк Пристегнутый аэробар Шоссейный шлем 0,266 41,650 248,9
Шоссейный байк Пристегнутый аэробар Аэрошлем 0,255 42,250 239,5
ТТ-байк Аэробар Шоссейный шлем 0,243 42,900 229,6
ТТ-байк Аэробар Аэрошлем 0,232 43,500 221,0

Вкратце, переход от классической шоссейной аммуниции к полностью разделочной на скорости в 40 км/ч снижает энергозатраты на 25%.
Установка лежака снижает энергозатраты почти на 12,5%, шлем высвободит еще 2,5%. Результаты с протоколов испытания на треке.

Что же касается прироста скорости, но на уровне мощности в 278 Вт переход с обычного шоссера на ТТ-машину добавит 3,5 км/ч. Что это даст? Например, 30-км разделка со скредней скоростью в 40 км/ч займет ровно 45 минут. А со скоростью в 43,5 км/ч - 41,4 минуту. За лишние 3,6 минуты можно проехать 2610 метров, то есть больше чем на две километра оторваться от самого себя, только лишь за счет экипировки.

Если ТТ-байк недоступен, то можно обойтись малой кровью. Установка лежака и аэрошлем увеличат скорость на 2,5 км/ч. Тогда 30 км дистанции с повышенной до 42,5 км/ч скоростью потребуют 42,4 минуты против 45 минут со скоростью 40 км/ч. Эти 2,6 минуты равны отрыву 1,84 км.

Теперь подсчитаем. Лежак и шлем можно при желании купить за 400-500 баксов, а можно даже и дешевле (реально где-то за 200..250, если это б/у ). И тогда за 250 баксов мы получаем отрыв в 1,84 км.
Стоимость байка для ТТ меньше 3000 долларов не опустится, а скорее всего, потянет тысяч на 4,5...6 тысяч, а то и больше. Хорошо, возьмем минимум, то есть 3000 долларов (предположем, что это цена апгрейда фюзеляжа). В результате получаем отрыв в 2,6 км. Итого переплата в 12 раз увеличит ваш отрыв всего в 1,42 раза. То есть чем больше денег вы вкладываете в технику, тем медленнее растут результаты. Посему лучше больше тренируйтесь, а из оборудования достаточно лежала (самый весомый вклад) и, возможно, аэродинамичного разделочного шлема.

[yurik]

http://goo.gl/KATVd - полные данные для графика



Расчетные условия
177 см, 75 кг, +25C, 200 м над уровнем моря, каденс 90 rpm
Велосипед 9.5 кг (Top, drop, TT) и 12 кг (MTB), 18 кг (Украина)
Покрышки однотрубки 23 мм (Top, drop, TT) и 1.75" МТБ
Трение качения 0.0033 однотрубок, 0.0046 МТБ, 0.0050 Украина
КПД трансмиссии 97.5%, 97% Украина
Effective Drag Area Cd*A 0.5033 0.3478 0.2884 0.5843 0.7632м2
Методика: http://www.kreuzotter.de/english/espeed.htm

[yurik]

Делюсь фирменным исследованием о влиянии ветра на скорость велосипеда.

http://goo.gl/TMs3J - Google Docs
http://goo.gl/AQ1DG - скачать исходник MS Excel

В строках - мощность от 100 до 700 Ватт.
В столбцах - скорости ветра от 0 до 35 км/ч (до 10 м/с)

Таблички три штуки - верхняя для МТБ (на городской резине), потом разделочная экипировка и потом шоссейник с хватом за ручки вверху руля.

Методика та же что в предыдущем сообщении.

В первом зеленом столбце - скорость в штиль

Для каждого ветра даны 3 цифры - против ветра, по ветру, и средняя на круге.
В четвертом столбце дельта по сравнению со штилем, насколько из-за ветра упала средняя на круге.
Для скорости 6 м/с ещё 5-ый голубой столбец показывает проседание скорости в %.

Как видно, наличие ветра ощутимо садит среднюю скорость. Проседание тем выше, чем матраснее покатушка и чем менее аэродинамичный велосипед. На МТБ матрасников ветер действует максимально - при ветре 6 м/с скорость падает на 15-20%, а при 10 м/с на 35-45%.
На Канчелару на ITT велосипеде ветер влияет меньше - скорость падает лишь на 5% и 7% соответственно.

На сколько надо поднять мощность чтобы при ветре 6 м/с ехать так же как в штиль? Красным для примера обозначил несколько ячеек. Видно что даже +50 Ватт мощности не перекрывают ветер.

Например для обычного шоссейного велосипеда за верх руля для средней 30 км/ч надо 203 Ватта. При ветре 20 км/ч чтобы удержать среднюю 30 надо уже +68 = 271 Ватт. Если бы ветра не было, эта мощность позволила бы двигаться 33,3 км/ч
В нижнем хвате надо 150 и 195 Ватт сответственно.
Т.е. при ветре езда за нижний хват равноценна езде за верхний хват в штиль. (0.3478 м2 против 0.5033 м2, 0.1555 м2 лобовой площади компенсируют умеренный 6 м/с ветер)