Mokri uvjeti mogu biti posljednja stvar koju želite kada planirate svoju vožnju, ali ako vam je krajnja brzina cilj, možda i nije tako loše
Postoji mnogo razumnih razloga za izbjegavanje vožnje kada prognoza kaže kišu. Podmuklo je, može biti samo malo jadno i vaš bicikl bude prekriven cestom. Ali ako postižete maksimalnu brzinu tijekom sportske utrke ili postavljate PB značajke na kronometar, možda biste željeli isplanirati svoj napad točno za vrijeme kada su oblaci najveća prijetnja.
Postoje razne teorije o tome koja vam kombinacija atmosferskih uvjeta omogućuje najbrže pedaliranje vašeg stroja, a postoje i dokazi da je vrijeme za maksimalne brzine kada je mokro ili će uskoro biti mokro. Ali oni koji nikad nisu samo sjedili i spokojno to prihvatili, Biciklist je odlučio da je vrijeme da dobije neku znanstvenu potvrdu kako bi dodao pretpostavku.
Neizbježno kada je brzina na biciklu u pitanju, stvari ovise o aerodinamici, au ovom slučaju o tome kako atmosferski uvjeti utječu na to koliko lako možete rezati kroz zrak.
Andy Ruina, profesor strojarstva i aerosvemirskog inženjerstva na Sveučilištu Cornell, objašnjava: 'Znamo da je sila otpora zraka najveća kočnica za vozača bicikla. Otprilike je proporcionalna gustoći zraka i kvadratu brzine. Gustoća zraka manja je pri nižem tlaku [zato se ljudski rekordi brzine bilježe na velikoj nadmorskoj visini] te pri višoj vlažnosti i višoj temperaturi. Uzgon aviona ima sličnu skalu pa avioni trebaju dulje piste tijekom vrućih vlažnih dana.’
Bez ozbiljnog uređenja krajolika, malo toga možete učiniti oko podizanja nadmorske visine vaše privatne TT staze za nekoliko tisuća metara, ali barometarski tlak, vlažnost i temperatura variraju, a ako tražite optimalnu kombinaciju niskog tlaka, visoke vlažnosti i visoke temperature – poklapaju se kada je u zraku oluja.
Chris Yu, inženjer aerodinamike i istraživanja i razvoja u Specializedu, nastavlja priču: 'Sila otpora na vozača bit će manja s povećanom vlagom i niskim barometarskim tlakom, ali učinci su mali. Međutim, u ekstremnim uvjetima, kao nakon oluje, mogu biti dovoljno velike ukupno da pokažu primjetnu razliku.’ Pitanje je: koliko?
Znanost
Iskopajte svoje stare školske knjige i možda ćete pronaći ovu jednadžbu: gustoća zraka (rho)=tlak / (plinska konstanta x temperatura). Drugim riječima, gustoća zraka proporcionalna je tlaku zraka i obrnuto proporcionalna temperaturi. Dakle, da biste imali koristi od niske gustoće zraka (i minimalnog otpora), trebate nizak tlak i visoke temperature. Osim toga, visoka razina vlage (vodene pare) u zraku smanjuje njegovu gustoću jer su molekule vode (sačinjene od vodika i kisika) lakše od molekula kisika i dušika koje čine većinu volumena zraka.(Prethodna jednadžba i dalje vrijedi za vlažan zrak, pri čemu je plinska konstanta veća – smanjuje se gustoća zraka.)
Za izračun brzine (v) za vozača koji pedalira konstantnom snagom (P), s konstantom otpora c, u zraku s gustoćom rho, jednadžba je: v=3√(P/(c x rho)). Budući da je pritisak na dnu razlomka, ako ga smanjite, brzina se povećava, kao što bismo i očekivali. Ali što to znači na cesti?
Ruina kaže: 'Otprilike, ako smanjite rho [tlak zraka] za 10%, možete povećati prosječnu brzinu za oko 3%. Time se, naravno, zanemaruje da jahač možda nema na raspolaganju istu snagu (P) pri nižem tlaku, višoj temperaturi i višoj vlažnosti. Osim toga, na otpor kotrljanja može utjecati i vlažnost kolnika.’
Zaista. Niski barometarski tlakovi često se podudaraju s nestabilnim ili olujnim vremenom i donose dodatne komplikacije s vodom. Dok aerodinamički otpor čini 80-90% otpora vozaču koji brzo putuje, otpor kotrljanja uzrokovan prolaskom bicikla preko tla također smanjuje energiju i brzinu. Intuitivno bi se moglo pretpostaviti da voda stvara više trenja i usporava vas. Nije tako kaže Wolf vorm Walde iz Continental guma.
‘Ako je površina samo impregnirana tankim vodenim slojem – budući da se voda ne diže iznad vrhova asf altnog granulata – otpor kotrljanja treba smanjiti,’ kaže. ‘Otpor kotrljanja uglavnom je gubitak energije uslijed deformacije materijala – energija potrebna da se guma zgnječi dok se kotrlja po tlu.
'Međutim postoji i otpor kotrljanja zbog prianjanja, ljepljivosti gume na površini,' dodaje. 'Sile lijepljenja puno su manje od gubitka od deformacije. Ipak, guma i cesta povezuju se na molekularnoj razini u kontaktnoj površini. Veza je jača što je vrijeme zadržavanja dulje – to znači da što se sporije vozi, prianjanje je jače. Ovaj dio otpora kotrljanja smanjuje se ako postoji sredstvo za odvajanje [voda] između gume i ceste. Mokra guma manje je ljepljiva. Voda ometa spajanje u kontaktnoj površini.'
Čini se da vlažna cesta stvara manji otpor kotrljanja, što vas čini bržima. Ali čekaj malo…
'Postoji još jedan učinak vode na cesti', kaže vorm Walde. 'Sve navedeno vrijedi samo za iste temperature. U praksi, voda hladi gumu i cestu. Hladnija guma ima veći otpor kotrljanja. Time se sprječava učinak manjeg otpora kotrljanja zbog manjeg prianjanja. Treba uzeti u obzir još jedan čimbenik – ako je sloj vode dovoljno gust da prekrije asf alt, guma mora istisnuti vodu. U ovom slučaju otpor je veći.’
Pronalaženje slatkog mjesta
Na cesti, jedan poznati hronometar ne sumnja u najbolje uvjete. Graeme Obree je dva puta bio svjetski prvak u pojedinačnoj potjeri i dva puta držao rekord jednosatne udaljenosti, a poznat je po svom analitičkom pristupu. 'Kad čekate pljusak i mirno je - to je slatka točka', kaže. 'Tri savršena uvjeta su visoka temperatura, visoka vlažnost i nizak atmosferski tlak. Vlažne ljetne večeri su brže, kada gotovo možete osjetiti miris vode u zraku. Takve uvjete nemate često, a kada se spoje to je kao "wow", dobijete svoju najbolju formu sezone. To je noć kada biste trebali koristiti svoje najbrže kotače.’
Naravno, nitko vam neće zamjeriti ako vas olujna prognoza spriječi da vozite bicikl, ali opet, možda se ipak isplati otići na brzu vožnju.
