אתה חושב שאתה מהיר, אתה יודע שאתה יכול להיות מהיר יותר, אבל מהי המהירות הכי מהירה מבחינה פיזית? אנחנו מגלים
הנה אתה, דוהר בירידה כאילו חייך תלויים בזה. כפוף מעל הסורגים, פרקי אצבע לבנים אוחזים בטיפות, אתה מסתכל למטה אל מחשב האופניים שלך ורואים את הדמות מקליקה עד 70 קמ ש. אה כן, אתה באמת עף עכשיו. אבל לפני שתוכל לעלות עוד מהירות, התמרור מסמן צומת קדימה ואתה לוחץ על הבלמים כדי לעצור אותך בבטחה.
אבל מה אם הצומת הזה לא היה שם? מה אם לא היו מכשולים או עיקולים או כלבים משוטטים אל הכביש, והמדרון היה ארוך וחלק ותלול ככל שתוכל לרצות?
כמה מהר יכולת לנסוע אז? בואו נתחיל לענות על השאלה הזו על ידי התבוננות במה מעכב אותך.
החיים נגררים
'זו תהיה מהירות סופית', מסביר רוב קיצ'ינג, מייסד התלבושת האווירודינמית המקוונת Cycling Power Lab. "במונחי רכיבה על אופניים, זו הנקודה שבה כוחות העצירה המשותפים של גרר אווירודינמי והתנגדות גלגול שווים לכוחות שמספקים כוח הכבידה והספק."
כמה השפעה יש לכבידה תלויה בחומרת השיפוע. "אם תגדיר את השיפוע לאינסוף - במילים אחרות, קיר - לא יהיה עומס על הצמיגים או על מבנה האופניים", אומר אינגמר יונגיקל, מהנדס מו"פ של Specialized.
'למעשה זה היה מיותר גם וגם אתה צונח בצניחה חופשית.'
או יותר מבחינה טכנית 'צניחה חופשית מהירה', כאשר המטרה היא להשיג ולשמור על המהירות הסופית הגבוהה ביותר האפשרית.זרוק אדם מבטן מטוס למטה והם יגיעו למהירויות של עד 200 קמ"ש; ראש ראשון ואנחנו מדברים על 250-300 קמ"ש; ראש ראשון ולבישת ביגוד מיועל של מומחה מאפשר מהירויות של עד 450 קמ"ש.
'אבל זה לא רכיבה על אופניים, אז בואו נתעלם מזה ונשתמש בכביש ממשי,' ממשיך יונגיקל. סריקת רחובות העולם, רחוב בולדווין בדנידין, ניו זילנד, זוכה לכבוד המפוקפק להיות הכביש התלול ביותר על פני כדור הארץ ב-35-38°, תלוי למי אתה מאמין.
'על השיפוע של הכביש הזה – אך הוארך מעבר למרחק של 350 מטר – בהנחה של תנאים רגועים והספק של 400 וואט, רוכב בתנוחת הכביש יכול להגיע ל-89.48 קמ"ש [144 קמ"ש],' אומר יונגיקל.
זו קצת מהירות, אבל עדיין כמעט 80 קמ"ש בהסתייגות משיא המהירות העולמי בירידה, שנקבע בשנה שעברה על ידי אריק בארון הצרפתי כשהגיע ל-223.3 קמ"ש במסלול המהירות המכוסה שלג Chabrières באלפים הצרפתיים ב-2015.
אז אולי כדי להפחית את התנגדות הגלגול המדרון שלנו צריך לכלול פלטפורמה קפואה? לא בהכרח, לדברי יונגיקל. 'במהירויות אלה, התנגדות האוויר היא בסביבות 99.5%.'
זה בהשוואה לסביבות 50% ברכיבה במהירות 12 קמ ש. התנגדות האוויר גדלה ככל שאתה רוכב מהר יותר, אז באילו שיטות על רוכב האופניים הדמיוני שלנו להשתמש כדי להגיע למהירות מרבית ולהתריס נגד התנגדות האוויר?
Keep it aero
'ברור שהמיקום חשוב', אומר יונגיקל. "אז ביצעתי חישובים עם רוכב אופטימלי במצב מבחן הזמן, ובאמצעות האנלוגיה המוארכת שלנו ברחוב בולדווין, רוכב ה-400W יכול להגיע ל-200 קמ"ש [322 קמ"ש].'
כשג'ונגניקל אומר אופטימיזציה, הוא מדבר על התפריט האווירודינמי המלא. זה אומר קסדה עם דמעות ועמדה שרואה את זנבה של הקסדה זורם באופן טבעי לגב חלק ויעיל.
חליפת עור צמודה היא גם חובה כדי להפחית את התנגדות האוויר.
'למעשה, זה חיוני', אומר רוב לואיס מהמומחה לדינמיקת נוזלים חישובית TotalSim. סוג החומר, מיקום התפרים וטיפול פני השטח, כולם עושים הבדל עצום. יכול להיות שאתה מדבר על הבדל של 12-15% בגרר בין חליפה טובה לרעה.'
לואיס גם מציע שמשיכת הגרביים שלך עד כמה שאפשר יעילה יותר מבחינה אווירודינמית ממגפיים, בעוד שאחיזה צרה בתוספות אירוביות אלה תפחית מעט את הגרר גם כן.
תרצו גם צינורות בצורת דמעה כי, כמו לעיל, זה עוזר להפחית את מקדם הגרר האווירודינמי (CdA). זה מכסה את החלקות וגודלו של חפץ בתוספת השטח הקדמי שלו.
פיזיקה אומרת שאובייקט עם מקדם גרירה של אפס לא יכול להתקיים על פני כדור הארץ - לכל דבר יש צורה כלשהי של גרירה - אבל המספרים יכולים להיות נמוכים מאוד.
כידון בצורת דמעה על אופניים בקצה העליון, למשל, יכול לרשום נתון של 0.005. זה די אווירתי.
CdA דוגמאות לאליטות המשתמשות במוטות בצורת תעופה עשויות להגיע ב-0.18-0.25, לעומת 0.25-0.30 של אתלט חובב טוב.
נתון זה הופך חשוב עוד יותר כאשר הוא מיושר עם תפוקת הכוח. כאשר המקצוען הגרמני טוני מרטין זכה באליפות העולם במבחן זמן 2011 בקופנהגן, תפוקת הכוח והגרר האווירודינמי שלו (מבוטא בוואט/מ2 CdA) חושבו כ-2, 089.
זה בהשוואה ל-1, 943 עבור בראדלי וויגינס במקום השני ו-1, 725 עבור Jakob Fuglsang במקום ה-10.
'כל הרוכבים יכולים לעבוד כדי לשפר את הנתון הזה,' אומר קיצ'ינג. "אבל גם חשוב מאוד למהירויות הגבוהות היא צפיפות האוויר, שברור שפחות ניתנת לשליטה."
עולה לשידור
בגובה פני הים וב-15°C, צפיפות האוויר היא סביב 1.225 ק"ג/מ"ר3. עם זאת, גורמים כגון טמפרטורה, לחץ ברומטרי, לחות וגובה משפיעים על צפיפות האוויר, כאשר הצפיפות פוחתת ככל שאתה נמצא גבוה יותר.
'זו הסיבה שרוכבים כמו סם וויטינגהאם מתקדמים גבוה כשהם מנסים לשבור שיאי מהירות יבשה בכוח אדם', מוסיף לואיס.
ולמה פליקס באומגרטנר ריחף לאוויר הדליל של הסטרטוספירה בעת צניחה חופשית ל-1,342 קמ ש בשנת 2012.
ויטינגהאם הקנדית הגיעה ל-132.5 קמ ש מדהימים במישור השטוח, אם כי זה עדיין ברח מהשיא העולמי במהירות מונעת על ידי אדם, שנרשם על ידי בן הארץ טוד רייכרט בספטמבר האחרון.
רייכרט השאיר את השאר בעקבותיו, תוך כדי מהירות מרבית של 137.9 קמ ש. אנחנו אומרים 'השאר' כי רייכרט רשם את המהירות הזו בתחרות המהירות העולמית האנושית בכביש 305 ממש מחוץ ל-Battle Mountain, נבדה.
זו הייתה השנה ה-16 ברציפות שהתחרות נערכה בנבאדה, וזה נובע משני גורמים מרכזיים: גובהו 1,408 מ' מעל פני הים כך שצפיפות האוויר נמוכה והמסלול מספק אזור תאוצה של 8 ק מ המוביל ל מלכודת מהירות של 200 מ'.
שניהם סייעו למהירות המרבית של רייכרט, וכך גם הרכב שלו - אופניים שכיבה עטופים ביריעות. "ערכתי חישובים נוספים ברחוב בולדווין", אומר יונגיקל, "ועם אופניים עם אופניים תקינים לחלוטין, מהירות הקצה תהיה 369 קמ"ש [594 קמ"ש].'
זה יהיה אפילו יותר גבוה אם אתה יכול לעשות משהו בנוגע לצמיגים, כאשר ג'ונגיקל קבע שהצמיגים היוצאים מהצמיגים יוצרים יותר גרר מאשר הכלי כולו.
'כמו כן, בתפוקות כוח קיצוניות, בסופו של דבר היית נתקל באחיזה המקסימלית שהצמיגים יכולים לעורר, שהיא פונקציה של כוח מטה,' הוא אומר.
'אז אתה מגיע ל-catch-22. אתה יכול להוסיף ספוילרים כדי להגביר את כוח ההורדה, שמוסיפים גרר, מה שידרוש יותר כוח שוב (וכן הלאה). מעבר לזה, אני לא מאמין שחששות מבניים כלשהם יהוו גורם, שכן אתה יכול פשוט לבנות את האופניים חזק יותר עם יותר חומר.'
הנה. כדי להגיע למהירות המקסימלית שלך של כמעט 600 קמ"ש, הזמין את Graeme Obree לבנות לך אופני Beastie אירו, פנה לניו זילנד, בקש ממועצה של דנידין להאריך את רחוב בולדווין לכ-10 ק"מ באורך וליצור תפוקת כוח דומה לטוני מרטין. פשוט…
