Отримайте більше такого вмісту на своєму WhatsApp негайно і не витрачаючи час на пошук.

Його називають "аеродинамічним опором", силою, яка протистоїть просуванню тіла по повітрю. Цей опір завжди в протилежному до швидкості напрямку.

Кожен, хто хоч раз їздив на велосипеді, знає, що невеликий вітер протидії означає збільшення зусиль, намагаючись підтримувати однакову швидкість. Це відбувається так само, навіть якщо у нас немає зустрічного вітру: опір вітру - це найбільша сила, яку велосипедист повинен подолати, їдучи «по рівнині». З цієї причини оптимізація аеродинаміки має бути пріоритетом для будь-якого конкурента.

Аеродинамічні основи

Опір, який надає мотоцикліст, крутячи педалі проти вітру, називається аеродинамічною силою опору. (FA) (перетягування англійською мовою) FA коефіцієнта велосипедиста обчислюється за такою математичною формулою: FA = 0,5 x p x S x Cx x V2. «Р» дорівнює густині повітря. "S" - передня область велосипедного + велосипедного набору. "Cx" - коефіцієнт аеродинамічного опору, який визначає, як форми водія або велосипеда впливають на опір повітря. "V2" - це швидкість у квадраті, тобто FA по відношенню до швидкості має експоненціальну залежність. Це означає, що швидкість руху від 30 до 35 км/год - це не те саме, що швидкість руху від 35 до 40 км/год.

Що стосується щільності повітря, просто зауважте, що вона зменшується із висотою, тому, коли випробування проводяться на більшій висоті, аеродинамічні умови будуть більш сприятливими. Ця перевага є відносною, оскільки фізичні вправи на висоті знижують спортивні показники у фізіологічному відношенні, і тому необхідно оцінювати обидві обставини разом.

Фронтальна площа велосипедиста плюс велосипед є одним із факторів, який найбільше впливає на аеродинамічний опір. Очевидно, що найефективніший спосіб зменшити фронтальну площу велосипедиста - це розташування багажника в горизонтальному положенні, а також зведення ліктів разом, тобто те, що шукається у часовій пробі або триатлоні. Що стосується велосипеда, то виробники все частіше намагаються виготовити рами та компоненти, які пропонують меншу фронтальну площу.

aerodynamic

Рисунок 1- Зображення циркуляції повітря через велосипедиста та утвореної турбулентності

“Cx” (коефіцієнт аеродинамічного опору) гонщика можна покращити головним чином із застосуванням аеродинамічного матеріалу:

  • Високопрофільні або лінзоподібні колеса
  • Аеродинамічні шоломи
  • Аеродинамічний одяг для велосипедистів і
  • Дизайн рами для велосипеда

АЕРОДИНАМІЧНА ОЦІНКА

Існує кілька методів кількісної оцінки аеродинамічної сили опору. Серед них той, що проводиться у аеродинамічній трубі (рис. 1), - це той, який насправді пропонує найнадійніші вимірювання положення велосипедиста та найшвидших матеріалів (малюнок 2). В аеродинамічній трубі слід врахувати два недоліки. По-перше, доступ до нього обмежений високою вартістю. Другий полягає в тому, що найбільш аеродинамічні положення, які можна вивчити у аеродинамічній трубі, не повинні бути найбільш корисними на дорозі, а враховуються метаболічні та постуральні наслідки, які ці позиції можуть створити.

Настає момент, коли найбільш аеродинамічне положення не витримується велосипедистом з точки зору комфорту, особливо якщо говорити про триатлетів середньої (90 км) та великої (180 км) дистанції. З точки зору метаболізму, занадто велике форсування аеродинамічного положення (занадто низький кут багажника, занадто близькі лікті та більш витягнуті руки) може зменшити здатність велосипедиста генерувати вати на педалях і терпіти втому. З цієї причини найшвидше положення на велосипеді повинно визначатись на основі взаємозв'язку між аеродинамікою та стійкістю положення. У цьому сенсі наприкінці терміну ми представимо нещодавно опубліковану наукову роботу.

Рисунок 2 - Аеродинамічний тунель

Коли у вас немає доступу до аеродинамічної труби, можна зробити аеродинамічні оцінки за допомогою лічильника потужності та зовнішніх обставин, які є настільки стабільними, наскільки це можливо (для отримання додаткової інформації ми рекомендуємо прочитати роботу De Debraux et al., 2011). Без необхідності робити багато обчислень та складних математичних оцінок, головна ідея полягає у порівнянні даних швидкості та потужності на основі положення, яке прийнято на велосипеді, або використовуваних матеріалів. Для цього єдиною важливою вимогою, яка необхідна для того, щоб дані мали необхідну точність і надійність, є те, що умови вітру є повністю стабільними.

Рисунок 3 - Часовий тест на критому Велодромі

Як логічно, цього можна досягти лише на критому велодромі, як ми бачимо в Малюнок 3. Гарсія-Лопес, Огета-Алдей, Ларразабал та Родрігес-Марройо (2014) вже продемонстрували, що тести на велодром були надійними, дійсними та чутливими методами для виявлення незначних змін аеродинамічного опору навіть для професійних велосипедистів.

Рисунок 4 - Коридор Euskaltel, що вдосконалює положення на велосипеді для покращення коефіцієнта аеродинамічного опору (витягнуто з www.arueda.com)

Якщо у вас не було доступу до критого, ці тести можна було б також провести на відкритому велодромі, якщо умови вітру були оптимальними. Це можна зробити навіть на рівній відкритій дорозі та контролюючи, що вітрові умови є абсолютно стабільними. Щодо вимірювача потужності, який слід використовувати, і SRM, і PowerTap мають достатню валідність і відтворюваність, щоб мати можливість використовувати їх для точного вимірювання потужності, розробленої велосипедистом. До цих добре відомих лічильників потужності ми повинні додати новий продукт, який дозволяє оцінювати аеродинамічний опір під час будь-якого тренування: бренд iBike iAero (http://www.ibikesports.com/). Цей виріб, який тестується членами персоналу «Оптимальної підготовки», оцінює аеродинамічний опір за допомогою математичного розрахунку в будь-який час і дозволяє тестувати різні пози або матеріали.

Рисунок 5 - iAero для безпосередньої оцінки аеродинамічного опору

АКТУАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ

Хоча аеродинамічний опір є фактором, який вивчався протягом тривалого часу і мав великий вплив на певні спортивні події, такі як "Рекорд години", над ним продовжують проводити дуже цікаві дослідження. Таким чином, для завершення цього терміну ми будемо посилатися на недавню роботу Фінтельмана, Стерлінга, Хеміди та Лі (2014), в якій аналізується оптимальне положення тіла та досягається найменший аеродинамічний опір та найвищі характеристики. Ці автори виявили, що ідеальний кут нахилу стовбура під час експерименту залежав від швидкості руху. Найважливіші висновки можна побачити в Малюнок 6.

Рисунок 6 - Плакат, на якому робота Fintelman та співавт. (2014). Найбільший інтерес представляє “Висновки та рекомендації”.

Згідно з цією роботою, для подій на витривалість, таких як хронометраж, в якому швидкість перевищує 32 км/год, тулуб повинен бути нахилений якомога більше, але без досягнення кута 0º або повністю горизонтальний (позначений як "не оптимальний "власними авторами). Це дозволило б мотоциклісту зменшити аеродинамічний опір та мінімізувати енергію, необхідну для руху, покращуючи тим самим кінцеві характеристики.

АВТОРИ

ПОВ'ЯЗАНІ НАВЧАННЯ

ВЕБ-ВІНАРИ

БІБЛІОГРАФІЯ

Debraux, P., Grappe, F., Manolova, A. V., & Bertucci, W. (2011). Аеродинамічний опір у велосипеді: методи оцінки. Спортивна біомеханіка/Міжнародне товариство біомеханіки у спорті, 10(3), 197–218.

Скажімо, прамперо П.Е., Кортіллі. G, Mognoni.P, &, Saibene.J . (1979). Вплив постави та використання шолома на аеродинамічний опір велосипедиста. Архів спортивної медицини, XIX, 209-220. 2002. Остання консультація 22.05.2014 за адресою http://femede.es/documentos/Influencia_postura_casco_209_89.pdf

Fintelman, D. M., Sterling, M., Hemida, H., & Li, F.-X. (2014). Моделі позиційного оптимального циклічного випробування на час: Аеродинаміка проти вихідної потужності та метаболічної енергії. Журнал біомеханіки. doi: 10.1016/j.jbiomech.2014.02.029

Гарсія-Лопес, J., Ogueta-Alday, A., Larrazabal, J., та Rodríguez-Marroyo, J. A. (2014). Використання велодромових тестів для оцінки аеродинамічного опору у професійних велосипедистів. Міжнародний журнал спортивної медицини, 35(5), 451–455. doi: 10.1055/s-0033-1355352

Вам сподобався цей вміст? Отримуйте пропозиції щодо нових і нових статей у вашому WhatsApp безпосередньо та одним клацанням миші.

опублікував

Карлос Санчіс Санц, доктор філософії Міжнародна група витривалості 22 травня 2014 року