Mislite da ste brzi, znate da biste mogli biti brži, ali koja je najveća fizički moguća brzina? Saznajemo
Tu ste, jurite nizbrdo kao da vam život ovisi o tome. Čučeći iznad šipki, bijelih zglobova prstiju stežući kapljice, gledate dolje u svoje biciklističko računalo i vidite da figura klikće do 70 kmh. O da, sad stvarno letiš. Ali prije nego što dobijete još brzinu, prometni znak signalizira raskrižje ispred vas i stisnete kočnice da biste se sigurno zaustavili.
Ali što ako tog spoja nema? Što ako nema prepreka ili zavoja ili pasa koji zalutaju na cestu, a kosina je duga, glatka i strma koliko god možete poželjeti?
Koliko brzo si tada mogao? Počnimo odgovoriti na to pitanje gledajući što vas sputava.
Život je težak
'To bi bila krajnja brzina', objašnjava Rob Kitching, osnivač online aerodinamičke tvrtke Cycling Power Lab. 'U biciklističkim terminima, ovo je točka u kojoj su zajedničke sile zaustavljanja aerodinamičkog otpora i otpora kotrljanja jednake silama gravitacije i snage.'
Koliki utjecaj ima gravitacija ovisi o jačini nagiba. 'Ako postavite nagib na beskonačan - drugim riječima, zid - ne bi bilo opterećenja na gumama ili strukturi bicikla,' kaže Ingmar Jungnickel, inženjer za istraživanje i razvoj za Specialized.
'U stvari, to bi oboje učinilo suvišnim, a vi biste skakali padobranom.'
Ili tehnički "brzinski skok padobranom", gdje je cilj postići i održati najveću moguću brzinu na terminalu. Ispustite čovjeka iz aviona trbuhom prema dolje i postići će brzinu do 200 kmh; glavom naprijed i govorimo o 250-300kmh; glavom naprijed i nošenje specijalizirane moderne odjeće omogućuje brzine do 450 kmh.
‘Ali to nije vožnja biciklom, pa zanemarimo to i koristimo pravu cestu,’ nastavlja Jungnickel. Skenirajući ulice svijeta, Baldwin Street u Dunedinu na Novom Zelandu ima sumnjivu čast da bude najstrmija cesta na planetu s 35-38°, ovisno o tome kome vjerujete.
'Na nagibu ove ceste – ali produženoj preko 350 m udaljenosti – pod pretpostavkom mirnih uvjeta i izlazne snage od 400 vata, vozač u položaju na cesti može postići 89,48 mph [144 kmh],' kaže Jungnickel.
To je neka brzina, ali još uvijek je gotovo 80 kmh manje od svjetskog rekorda u brzini spusta, koji je prošle godine postavio Francuz Éric Barone kada je 2015. postigao 223,3 kmh na snijegom prekrivenoj stazi Chabrières u francuskim Alpama.
Dakle, možda bi za smanjenje otpora kotrljanja naša padina trebala imati ledenu platformu? Ne nužno, prema Jungnickel-u. 'Pri ovim brzinama, otpor zraka je oko 99,5%.'
To je u usporedbi s oko 50% pri vožnji brzinom od 12 km/h. Otpor zraka se povećava što brže vozite, pa koje bi metode naš zamišljeni biciklist trebao koristiti da postigne maksimalnu brzinu i prkosi otporu zraka?
Neka bude aero
'Jasno je da je pozicija važna,' kaže Jungnickel. 'Stoga sam izvršio izračune s vozačem optimiziranim za vremensku vožnju i, koristeći našu produljenu analogiju s Baldwin Streetom, vozač od 400 W mogao je postići 200 mph [322 kmh].'
Kada Jungnickel kaže optimizirano, on govori o cijelom aerodinamičkom izborniku. To znači kacigu u obliku suze i položaj u kojem se rep kacige prirodno ulijeva u glatku, aerodinamičnu pozadinu.
Usko pripijeno kožno odijelo također je neophodno za smanjenje otpora zraka.
'Zapravo, ovo je od vitalnog značaja', kaže Rob Lewis iz TotalSima, stručnjaka za računsku dinamiku fluida. 'Vrsta materijala, položaj šavova i obrada površine čine veliku razliku. Mogli biste govoriti o 12-15% razlike u otporu između dobrog i lošeg odijela.’
Lewis također sugerira da je povlačenje čarapa što je više moguće aerodinamički učinkovitije od čizama, dok će uzak stisak na tim produžecima aerobara također malo smanjiti otpor.
Također biste željeli cijev u obliku suze jer, kao i gore, pomaže smanjiti koeficijent aerodinamičkog otpora (CdA). Ovo pokriva skliskost i veličinu objekta plus njegovo prednje područje.
Fizika kaže da objekt s koeficijentom otpora nule zapravo ne može postojati na Zemlji – sve ima neki oblik otpora – ali brojevi mogu biti vrlo niski.
Upravljač u obliku suze na vrhunskom biciklu, na primjer, može zabilježiti brojku od 0,005. To je prilično aero.
CdA primjeri elite koji koriste šipke u obliku zraka mogli bi biti 0,18-0,25, u usporedbi s 0,25-0,30 dobrih sportaša amatera.
Ova brojka postaje još važnija kada se uskladi s izlaznom snagom. Kada je njemački profesionalac Tony Martin osvojio Svjetsko prvenstvo u vožnji na hronometar 2011. u Kopenhagenu, njegova snaga i aerodinamički otpor (izraženi kao vati/m2 CdA) izračunati su kao 2, 089.
Ovo u usporedbi s 1943 za Bradleya Wigginsa na drugom i 1725 za Jakoba Fuglsanga na 10.
'Svi vozači mogu raditi na poboljšanju ove brojke,' kaže Kitching. 'Ali također je iznimno važna za najveće brzine gustoća zraka, koju je očito manje moguće kontrolirati.'
Stiže u zrak
Na razini mora i na 15°C, gustoća zraka je oko 1,225 kg/m3. Međutim, čimbenici kao što su temperatura, barometarski tlak, vlažnost i nadmorska visina utječu na gustoću zraka, pri čemu se gustoća smanjuje što se više nalazite.
'Zato vozači poput Sama Whittinghama dižu glavu kada pokušavaju oboriti kopnene brzinske rekorde na ljudski pogon', dodaje Lewis.
I zašto je Felix Baumgartner lebdio do razrijeđenog zraka stratosfere kada je 2012. skočio padobranom do 1342 kmh.
Kanađanin Whittingham postigao je nevjerojatnih 132,5 kmh na ravnom terenu, iako je to još uvijek manje od svjetskog rekorda za brzinu na ljudski pogon, koji je zabilježio zemljak Todd Reichart prošlog rujna.
Reichart je ostavio ostatak za sobom, postigavši najveću brzinu od 137,9 kmh. Kažemo 'ostalo' jer je Reichart registrirao tu brzinu na World Human Powered Speed Challengeu na državnoj cesti 305 nedaleko od Battle Mountaina u Nevadi.
Bila je to 16. uzastopna godina da se natjecanje održava u Nevadi, a to se svodi na dva ključna čimbenika: nalazi se na 1408 m nadmorske visine pa je gustoća zraka niska i staza pruža zonu ubrzanja od 8 km koja vodi do brzinski radar od 200m.
Obojica su pomogli Reichartu da postigne maksimalnu brzinu, kao i njegovo vozilo – ležeći bicikl obavijen oklopima. 'Poduzeo sam daljnje izračune Baldwin Streeta', kaže Jungnickel, 'i s potpuno obloženim biciklom, krajnja brzina bila bi 369 mph [594 kmh].'
Bilo bi čak i više kada biste mogli nešto poduzeti u vezi s gumama, a Jungnickel tvrdi da veći otpor stvaraju gume koje strše van nego cijelo plovilo.
'Također, pri ekstremnoj izlaznoj snazi, na kraju biste naletjeli na maksimalno prianjanje koje gume mogu izazvati, što je funkcija potisne sile,' kaže on.
‘Tada dolazite do kvake 22. Mogli biste dodati spojlere za povećanje potisne sile, koji povećavaju otpor, što bi opet zahtijevalo više snage (i tako dalje). Osim toga, ne vjerujem da bi ikakvi problemi oko konstrukcije mogli biti faktor jer biste jednostavno mogli napraviti čvršći bicikl s više materijala.’
Eto ga. Da postignete maksimalnu brzinu od gotovo 600 kmh, naručite Graemea Obreeja da vam napravi aero Beastie bicikl, uputite se na Novi Zeland, zatražite od vijeća Dunedina da produži Baldwin Street na oko 10 km i generira izlaznu snagu sličnu Tonyju Martinu. Jednostavno…
