Статьи — Железо — Насколько Аэро является Аэро?
Задать вопрос

Насколько Аэро является Аэро?

Легко понять, что найти ответ на этот вопрос можно, другой вопрос, как это сделать, так как большинство из нас такими знаниями не обладают. К счастью, в веломире существуют такие люди как инженеры, чья работа как раз находить ответы на подобные вопросы.

Нам представилась замечательная возможность провести день в аэродинамической трубе A2 в компании инженера Specialized Марка Коти. Труба А2, младший брат AeroDYN, используется для тестирования небольших средств передвижения и велосипедов. Вдобавок, час аренды трубы стоит всего 390 долларов, а обслуживающие оборудование Майк Жиро и Дейв Салазар имеют непосредственный опыт тестирования велосипедов. И последний плюс. Собранные в трубе данные можно сразу сравнить, испытав велосипед на находящейся рядом кольцевой 2.3км трассе NASCAR Lowe?s Motor SpeedWay.

Для теста Марк пригласил Натана О?Нейла. Натан, восьмикратный чемпион Австралии в тайм-триале и опытный гонщик, выступавший по всему миру за европейские и американские команды. В настоящий момент он находится под 15месячным баном (который заканчивается 12 ноября 2008 года), за употребление аппетитного супрессанта аппетита Фентермина. Как бы там не было, его способности, опыт гонщика и работы в аэродинамических трубах делают его идеальным тестером.

Как это было

Тестирование в аэродинамической трубе является промышленным стандартом при тестировании компонентов на аэродинамику. Для идеального результата, требуется велосипедист способный сохранять постоянную аэродинамическую посадку во время педалирования. Конечно, можно тестировать велосипед и без гонщика, но здравый смысл подсказывает, что наличие спортсмена слишком сильно влияет на результат. Помимо прочего, поскольку аэродинамика сильно меняется, тестирование необходимо проводить при разных углах набегающего ветра.

К сожалению, полностью боковой ветер невозможно сымитировать в аэродинамической трубе, поскольку велосипед зафиксирован на паре роликов.

Тестирование на открытом воздухе также имеет смысл, поскольку речь идет о реальных условиях. Хотя для подобных тестов требуется учитывать значительно большее количество факторов и такая работа отнимает уйму времени. Даже если в вашем распоряжении идеально ровная дорога, точное измерительное оборудование, как система SRM и мобильная метеостанция, слишком сильный естественный ветер внесет в результаты существенные коррективы, что приводит к ошибкам.

Гонка за 70 ваттами

В конце июля Коти и его команда уже проводили серию сравнительных тестов классического шоссейного велосипеда Specialized Tarmac SL2 с колесами HED Bastogne и разделочного Specialized Transition с трехлопастными колесами HED3 Trispoke wheels и шлемом Specialized TT3.

В ходе тестирования, для точного результата, полученные в аэродинамической трубе данные сравнивались с уличными испытаниями на трассе Lowe?s Speedway и велодроме Ашвилья. В ходе испытаний гонщик несколько раз проезжал 1км и 10 мильную дистанции на постоянной скорости 40 км/ч. Тестерам исключительно повезло с погодой: общая погрешность уличных испытаний составила ничтожные 2%. Аналогичная ошибка для аэродинамической трубы не превысила 1%. Таким образом, тестирование на открытом пространстве подтвердило данные полученные в помещении.

Главный вывод уличного тестирования группы в июле. На средней скорости в 40км/ч, применение аэродинамических компонентов экономит гонщику от 60 до 70 ватт. Таким образом, когда для поддержания скорости в 40км/ч обычному велосипедисту необходима мощность в 280-290 ватт, полностью экипированный гонщик потратит всего 220 ватт. Что дает экономию в размере 22-24%. Другими словами, сев в аэродинамическую позицию на правильный велосипед, на каждом километре гонщик выигрывает дополнительные 9 секунд. 2 минуты и 14 секунд на отрезке в 16.1км. 5 минут 11 секунд в проехав 40 км. И уже совсем умопомрачительные 24 минуты и 58 секунд на зачетной дистанции Айронмэн в 180.2км. И еще одно сравнение. Замена велосипеда позволяет гонщику ехать на 4 км быстрее, при тех же энергозатратах.

В аэродинамической трубе экономия была еще более значительной: от 32 до 42%, в зависимости от угла ветра. Поскольку в реальных условиях потери велосипедиста от аэродинамического сопротивления составляют около 70%, 70% от 32-42% дают 22-29%, что весьма точно коррелирует с уличными 22-24%. Общее правило таково: чем сильнее угол лобового ветра отличается от направления гонщика, тем выше скорость. Эффект паруса в действии, если вы конечно сможете удерживать заданное направление.

Тестирование на трассе

Итак. Как нам подсчитать из чего состоит эта самая экономия 70 ватт? Что приходится на посадку, велосипед, щлем и колеса? Именно на эти вопросы мы и собирались ответить. Поскольку, на самом деле, влияние колес на скорость мы не тестировали, речь шла о делении примерно 60 ватт.

Тестирование Марк решил проводить на 5 конфигурациях:

  1. Шоссейный Tarmac SL2 | Шоссейный шлем SWorks | Обычный руль
  2. Шоссейный Tarmac SL2 | Шоссейный шлем SWorks | Обычный руль с лежаком
  3. Шоссейный Tarmac SL2 | Разделочный шлем TT2 | Обычный руль с лежаком
  4. Разделочный Transition | Шоссейный шлем SWorks | Разделочный лежак
  5. Разделочный Transition | Разделочный шлем TT2 | Разделочный лежак

Каждый раз велосипед комплектовался комплектом колес Roval, Натан ехал в облегающем костюме с короткими рукавами, теплыми перчатками с длинными пальцами и теплыми отдельными рукавами. Масса гонщика и велосипеда составляла 83 килограмма.

Все пять конфигураций тестировались на двух кругах (4.6 км) кольца Lowe?s Speedway на скорости максимально близкой к 40 км/ч. На следующий день, тест был повторен в аэродинамической трубе. В ходе каждого теста, Майк Жиро ехал по кольцу на велосипеде со скоростью 32 км/ч, с измерителем скорости и направления ветра.

Хотя это и было ясное и солнечное ноябрьское утро, погода была не самой идеальной. Мы могли учитывать влияние меняющейся температуры и влажности, но ветер вносил свои коррективы. 

Конфигурация
Коэф. сопротивления
Скорость (км/ч)
Мощность (ватт)
1  
 
0.310   4 0.1   306.6
2   0.267   40.27   268.6
3   0.256   40.38   261.0
4   0.264   40.17   262.9
5   0.230   40.05   229.0

В целом, хотя и не без ошибок, тенденция сохранялась: разница между шоссейной и полностью разделочной комплектацией составляла 77 ватт (около 25%). И как показали результаты, за половину этой экономии отвечала посадка. Что касается шлема, определить процент экономии из-за разных данных было сложнее. По нашим предварительным расчетам, разделочный велосипед с аэрошлемом должен для поддержания скорости 40 км/ч требовать 240 ватт, но не полученные в ходе тестов 263. Скорее всего, проблема была в калибрации системы SRM, чем ветре на трассе.

Тестирование в трубе

Тесты в трубе проводились под двумя углами (от 0 до 10 градусов). Приятная особенность выбранных конфигураций то, что мы имели два разных способа сравнения велосипедов и шлемов. Разница между разделочным и шоссейным шлемами составила 8.6 ватта или 9.4, в зависимости от типа прочих компонентов. Tarmac SL2 c лежаком и Transition показали 18.5 ватт и 19.3 соответственно. Применение лежака на шоссейной раме дало внушительные 29.4 ватта экономии, по сравнению с обычным рулем.

Конфигурация
 
Коэф. сопротивления Скорость при затратах 278 ватт (км/ч) Требуемая мощность для поддержания скорости в 40 км/ч (ватт)
1

 
0.3019 40.00 278.3
2  
 
0.2662   41.65   248.9
3  
 
0.2547   42.25   239.5
4  
 
0.2427   42.90   229.6
5   0.2323   43.50   221.0

В ходе тестирования мы сэкономили 60 ватт. Июльские тексты показали 70 ватт, но поскольку в ходе того тестирования в максимальной конфигурации использовались аэродинамические колеса, мы полагаем, что разница в 10 ватт была достигнута именно за счет разных аэродинамических качеств Hed 3 Trispokes и Hed Bastogne. Поскольку различия между двумя сериями тестов заключались и в модели шлема и одежды, нам стоит быть осторожными в этом выводе: разница между аэродинамическими колесами дает дополнительные 10 ватт.

Ну и последнее. Попробуем переложить полученную экономию в ваттах на стоимость компонентов. 

  Стоимость компонента в $ Стоимость 1 ватта
Лежак
100-1200 3.30-40
Аэродинамический шлем
75-230 8.30-25.50
Разделочная рама 1000-10000+ 50-500
Разделочные колеса 600-8000 60-800

Стоит ли овчинка выделки? Решать вам.

Велосипеды в Минске

Адреса наших магазинов

Новости Последние события в мире велосипедов Статьи Важные и интересные материалы прессы Выгодные предложения Акции и скидки Где купить Адреса наших магазинов Задать вопрос Спросите у наших специалистов Технологии Всё о технологиях производителей