Сцена найлітніша: скупчення бідних нещасників, часто трьох-чотирьох, проїжджає по товстих і худих у пошуках мізерної перемоги на сцені, яка прикрашає їх стриманий рекорд. Ззаду звивистий і барвистий звір більше сотні велосипедистів воно поглинає хвилини та кілометри між позіханням та явним і незрозумілим розслабленням. Годинник працює, одометр також працює: деякі з’їдають їх зі швидкістю 40 кілометрів на годину. Інші, 50.

пояснює

Чому? Факт сам по собі не загадковий: усі велосипедисти-аматори та всі професійні велосипедисти повністю усвідомлюють переваги їзди в пелотоні. Дозвіл попереднього сценарію майже завжди незмінний, особливо в перший тиждень: із наближенням прибуття загін набирає темп, вишиковується в чергу і пожирає колись гігантську перевагу втікачів. Це перший тиждень туру, і глядач-початківець, мабуть, вражений сієстою, ось-ось задумається про спринт.

У процесі, вирішеному внаслідок бойової боротьби між жменькою прибулих Гераклеїв, поєднуються різні фактори. Але одна з них чітко виділяється: повітря.

Це, принаймні, одержимість Берт Блокен, Професор Технічного університету Ейндговена та Католицького університету Лювена. Блокен прославився кілька років тому, коли проаналізував дивовижну позицію Кріса Фрума щодо (ключового) спуску Тур де Франс. Британець присів на кермі, перекинувся на стійці, щоб отримати кілька секунд попереду Найро Кінтану та інших переслідувачів. Того дня він не тільки вийде на сцену (зоряним шляхом і на спуску, щось безпрецедентне), але і жовту майку.

Скай, команда чотириразового чемпіона, швидко побігла запропонувати технічне пояснення явища. З моменту свого існування загін Дейва Брейлсфорда мав нібито революційне бачення вченого, яке високо цінувалося серед громадської думки. Невеликі деталі та апріорні аспекти, маргіналізовані іншими командами (і традиційною велосипедною мудрістю), що дозволить велосипедистам Sky покращитися бахрома аспекти ("граничні вигоди"), щоб переважати ваших суперників. Таким чином, спуск Фрума перейшов від потворної ексцентричності до наукової вірджирії.

Блокен, відомий фахівець з питань взаємодії опору повітря та руху велосипедистів, підняв брову зі свого кабінету. Він проаналізував відеоролики Фрума і написав статтю, зрештою вірусну, розшифровуючи таємницю. Для цього він використовував складні алгоритмічні моделі та різні моделювання, які дуже детально пояснювали діапазон ідеальних положень, щоб заощадити час під час спуску. За словами Блокена, Фрума був досить посереднім.

Повітря та велосипедисти: вирішальне питання

Зображення, складені Блокеном, підкріплені поставами, що демонструються різними велосипедистами під час офіційних змагань, об'їхали велосипедні форуми мережі як порох. Його класифікація була успішною, і протягом багатьох років Фрум виправляв свою позицію щодо спусків (як це видно на його тотемічній стадії останнього Джиро д'Італія), щоб наблизити її до такої, як Пітер Саган та інші велосипедисти, зазначені Блокеном. як найбільш аеродинамічний.

На той час Блокен вже мав певну репутацію в спортивних колах за свої цікаві експерименти та знахідки. Спочатку робота бельгійського дослідника була зосереджена на аеродинамічних відносинах між будь-якими двома велосипедистами. Здавна було відомо, що вершник, що крутить педалі перед іншим, приймає на себе більшу частину притискної сили, вкладаючи більше зусиль (потужності) для досягнення тієї ж швидкості. Той, хто слідує за ним, використовує його похід, захищений від зіткнення з вітром.

Блокен не тільки поставив науку там, де раніше існувала лише усна традиція, але він також виявив щось цікаве: велосипедист також позаду сприяв освітленню тягар зусиль свого відданого супутника. При ударі лобовим вітром маса тіла першого вершника генерувала мішки з дуже високим тиском спереду та дуже низьким тиском ззаду. Якщо вершник, який стояв за його кермом, максимально закрив відстань, він штовхав мішок низького тиску, допомагаючи зменшити притискну силу.

Іншими словами, якщо Алехандро Вальверде потягне Найро Кінтану, щоб зловити Кріса Фрума, присутність Кінтани, навіть якщо це суто акомпанемент, дає дуету Movistar певну перевагу.

Тема представляла для нього такий інтерес, що Блокен продовжував розслідувати. Наступна його робота досліджувала аеродинамічні відносини між велосипедистами та автомобілями. Звичайно, мати мотоцикл перед собою (не кажучи вже про машину) - це величезна допомога для будь-якого велосипедиста (саме тому це заборонено). Але виявляється, що, дотримуючись тієї самої логіки, викладеної раніше, наявність його позаду також допомагає. Автомобіль занадто близько закриває напірні кишені, фактично штовхаючи бігун. Отже, реанімаційне відділення перемістило відстань між ними в IRC.

Робота бельгійського дослідника мала певний досвід роботи з професійним пелотоном і сприяла викликанню зацікавленості різних команд у його моделях, щоб розшифрувати, які пози або які формації в гонці сприяли зменшенню аеродинамічного удару. Тож його наступний крок був відносно передбачуваним: загалом вивчаючи, що відбувається, коли взвод котиться до блокування. Хто з велосипедистів докладає найбільше зусиль, а хто з них отримує вигоду.

Тут зіграли участь інші традиційні партнери Blocken., Ansys Y Крей. Беручи до уваги масштаби та технічні можливості своїх досліджень, Блокен вимагав глибоких та кручених імітаційних моделей, щоб спроектувати можливі рішення його фізичних дилем та великих обчислень, які відповідали на нескінченні ймовірності, що виникають під час моделювання. Ansys, присвячений десятиліттями і виключно забезпеченню систем моделювання, забезпечить перше; Крей, у своєму європейському варіанті, секунди.

"Я хотів дослідити, що відбувається всередині пелотону, - пояснює Блокен, - щоб знати, що найкращий аеродинамічний момент - розташування жовтої майки". Це не тривіальне питання: незважаючи на очевидну незначимість плоских сцен, засуджених десятиліттями на ритуал сієсти, основні групи працюють дуже важкі битви у пошуках найбільш оптимального положення. Їх лідери повинні бути захищені і піддані мінімуму, але також у передових позиціях, щоб уникнути нещасних випадків.

У посібниках та теоріях про зменшення притискної сили завдяки позиціонуванню часто зазначається, що їзда на колесі зменшує 50% зусиль, необхідних для отримання будь-якої потужності. Блокен визнав дані недостатніми. "Якщо ви запитаєте професійних велосипедистів про те, як це циркулювати в пелотоні, вони скажуть вам, що вам навряд чи доведеться крутити педалі", - говорить він. Користь має бути набагато більшою, але чому і наскільки більше?

Скільки ви заробляєте на колесі?

Перший проект його команди складався з моделі чотирьох вершників. Це правда, що наука забезпечила підтвердження популярних знань: велосипедисти, що посіли третю та четверту позиції, отримали зниження зусиль від 50% до 54%. Але фізична динаміка, породжена взаємодією людських тіл і повітря, різко змінюється, оскільки група потроху збільшується в розмірах. Майже всі моделювання, що виконувались на сьогоднішній день, були невеликими. Якби Блокен хотів розгадати свою таємницю, йому знадобилося б набагато більше.

Для цього команда з Ейндговенського університету використовувала два способи: з одного боку, копію пелотону. Вони обрали одного з дослідників, посадили його на велосипед і витягли в невеликому масштабі форму Тія ван Друненена, докторанта університету. Потім вони помножили його на 121 і отримали прекрасний взвод велосипедистів-клонів, здатних проникнути в аеродинамічну трубу. Там вони обирали експерименти, змінюючи форму взводу.

З іншого боку, Блокен розробив систему моделювання, що складається з більш ніж 3000 мільйонів клітин, на базі Ansys. Взвод, отриманий з форми, буде переведений у 3D-дизайн, на якому будуть зніматися різні імітації. "Кожна частина вашого тіла актуальна, коли мова йде про боротьбу з опором, якому протистоїть повітря", - вказує він, тому модель повинна була бути дуже детальною. Намалюйте та врахуйте кожен вигин носа, кожен кут рами, кожну щілину шолома.

В обох випадках дослідницька група отримала дуже схожі результати: проходження до хвоста пелотону та в середніх рядах зменшило зусилля, необхідні велосипедисту для циркуляції зі швидкістю 54 кілометри на годину, на 5–10%. Тобто, Найро Кінтана, зігнувшись і захищений всередині великої маси велосипедистів, яка щоліта перетинає французькі дороги, вкладе у своє переміщення лише одну десяту частини того, що його розгорнула Даніелла Беннаті, його очільниця, на чолі пелотону.

На віртуальному рівні, додає Блокен, зусилля, докладені велосипедистами, розташованими в найвигідніших положеннях пелотона, були б "еквівалентом педалей" 12 або 17 кілометрів за годину ". Тобто, основна частина різнокольорової змії, приблизно 40% бігунів, що її складають, насолоджувалася б подорожжю більше 50 кілометрів на годину за ту саму ціну, яку ви платите, коли їдете на роботу в Вони б не крутили педалі, не втомлювались, але літали.

Дані Блокена розриваються з традиційними прогнозами знань про велосипед. "Це одна з чудових причин, чому сьогоднішні відпустки не так сильно досягають фінішу", - пояснює він. Команди часто детально планують точну точку, в якій атака, швидше за все, буде успішною чи ні: вони використовують всілякі дані і точно налаштовують ефективність руху своїх велосипедистів до деталей, як мінімум, як форма шолома. Кожен тисячний має значення у спорті, що характеризується високою конкурентоспроможністю. І все ж, на думку Блокена, вони використовуватимуть неправильні дані у своїх прогнозах.

Докази бельгійсько-голландського розслідування величезна перевага загону, коли справа доходить до зйомки перерв Перевага, певною мірою, недооцінена в класичних розрахунках, що закликало б команди рухатися занадто рано, прирікаючи зусилля, необхідні (Х ват на Y хвилини) для здобуття перемоги.

Проект Блокена відточує інші аспекти позиціонування взводу. Наприклад, передні чоловіки вони також виграють зйомки в групі. Вони з'їдають високий тиск, що виникає внаслідок зіткнення з повітряною масою, з якою їм доводиться постійно боротися, але вони отримують вигоду від віртуального імпульсу, породженого їхніми колегами по черзі на навчання, що отримують вигоду від дуже низького тиску. Тобто аеродинамічний ефект є глобальним. Навіть якби один бігун, за яким слідували 120, переслідував іншого, він біг би з перевагою: його аеродинамічний опір був би меншим.

Тоді найкращий варіант для лідерів? Там немає новин: "Передні позиції, але центральні", вказує бельгієць, вказуючи на велосипедистів, яким для руху з однаковою швидкістю потрібно 14% або 20% енергії. Попереду, запобігаючи можливі атаки, порізи або падіння, але все одно захищений. Ті, хто докладає лише 5% зусиль, втомлюються набагато менше ("навіть я міг би там бігти", жартує Блокен), але вони піддаються іншим непередбачуваним подіям.

Окрім моделі та зображень, дослідницька група підготувала детальний науковий документ, де вони враховують свої відкриття. Як вони повідомляють, професійних робочих місць, зосереджених на цій справі, досі не існувало, тож ви можете відкрити їх нові способи до слідства. Корисні шляхи, якими вже йдуть деякі команди, такі як CCC, Jumbo-Visma або Groupama-FDJ. Інтерес зрозумілий: краще зрозумівши фізику пелотону, ви можете цим скористатися.

У великих масштабах такі роботи, як робота Blocken, дають змогу поширити причини велосипедного відпочинку. Чому професіонали можуть подорожувати на такі великі відстані стільки днів поспіль, наприклад; чому вони здатні досягти таких високих середніх показників, немислимих для будь-якої групи або навіть для них самих під час тренувань; або чому робота стаціонарного на таких сценах настільки необхідна, далеко від сонного видовища, що деякі вважають, що вони замислюються.

Висновки не вигадують спортивне колесо, звичайно: вони лише кількісно визначають його і вони пропонують вам розмірені, технічні міркування. Звідси шлях до Блокена та його товаришів по команді невизначений: змодельований взвод є віхою у спортивних симуляціях, враховуючи, що ще ніколи не запускався такий гігантський набір осередків (кожне моделювання вимагало 54 годин обчислень на частину Крей, малюнок, який дає уявлення про складність розрахунків).

Майбутнє покаже, чи зможе наука розкрити інші, що все ще горять таємниці в велосипеді.