Når veien blir bratt, forsvinner da de aerodynamiske effektene av drafting? Syklist undersøker…
Det er ikke vanskelig å forestille seg scenariet: du er halvveis oppe i Alpe d’Huez, og prøver desperat å holde kontakten med rattet foran. Lungene brenner, pulsen stiger, kroppen din skriker etter pusterom.
Så er det virkelig verdt all denne innsatsen å henge på når drafting under en klatring kanskje bare gir de minste fordelene?
De energibesparende effektene av drafting på flaten er velkjente, men de kvantitative fordelene ved å være bak ryttere på en stigning er relativt underrapportert.
‘Det er ikke mange objektive data om dette, fordi effekten av utkast er vanskelig å studere, forklarer Damon Rinard, senior sykkelteknolog ved Cervélo.
‘Vi har vindtunneler for å studere luftmotstand på individuelle ryttere, og velodromstudier for å måle drafting i en lagforfølgelse – men å bruke det på fjellet er vanskelig.’
Tilbake til grunnleggende
Tid for å gå tilbake til det grunnleggende. Poenget er at aerodynamiske fordeler er avhengig av hastighet – som raskt avtar når du går oppover.
‘I sykling er de tre kreftene som skal overvinnes luftmotstand, rullemotstand og tyngdekraft, forklarer Matt Williams, aerodynamikkspesialist ved McLaren Applied Technologies.
'På flatt underlag går all kraften til å overvinne luftmotstand og rullemotstand – men når du begynner å gå oppover, øker vekten som motstår bevegelse ganske raskt, sier han.
‘For en gitt innsats går du saktere, fordi du bruker mer av den innsatsen for å overvinne tyngdekraften, og mindre til å faktisk gå fremover.’
Og når hastigheten avtar, blir luftmotstanden også mindre. Dette kan uttrykkes som: Fd=½ rv2CdA (der r=lufttetthet, v=hastighet, Cd=luftmotstandskoeffisient og A=frontareal), noe som betyr at forholdet mellom hastighet og luftmotstand er eksponentielt.
‘Drekraften er proporsjonal med hastigheten i annen, så kraften endres mye med enhver endring i hastighet, forklarer Rinard.
'Ved typiske klatrehastigheter på 15 til 20 kmt har vindmotstanden allerede f alt betydelig, og ved rundt 12 kmt er det punktet der vindmotstanden omtrent tilsvarer rullemotstanden til dekkene.'
Alt dette betyr at det er mye mindre mulighet for å spare energi ved slipstreaming opp en bakke, fordi kraften mot rytteren er så mye mindre.
‘Hastigheten din faller ganske raskt, så flyfordelene faller, sier Williams.
Totting it up
Så hvilke energibesparelser er tilgjengelige i åsene? «På leiligheten kan det hende du bruker 300 watt for å overvinne aerodynamiske krefter, for eksempel – og hvis du sparer en tredjedel av det gjennom drafting, er det 100 watt mindre,» sier Williams.
Men på en 6 % gradient kan så mye som 80 % av energien brukes for å motstå tyngdekraften, med bare 10 % mot luftmotstand.
‘Hvis du bare bruker 30 watt for å overvinne aerodynamisk luftmotstand, selv om du fortsatt sparer en tredjedel av det, sparer du bare 10 watt.'
Faktisk kan de reelle besparelsene være enda mindre. «Å sette tall på det er den vanskelige delen», sier Rinard.
‘Det har blitt målt at drafting reduserer kraftbehovet med 30 % til 50 %, men det er ved normale, flate bakkehastigheter.
For klatring er kraften høyere og hastighetene lavere, så besparelsene når det gjelder dragkraft er også lavere – men det er ikke lett å kvantifisere.’
Likevel sier David Swain, professor i treningsvitenskap ved Old Dominion University i Virginia, at det alltid vil være en viss effekt av utkast, uansett hvor liten det er.
‘Løpere har helt klart nytte ved 15 mph, siden den fire-minutters milen først ble brutt ved hjelp av drafting, og de ser ut til å ha nytte selv i maratontempo, sier han.
‘Det vil være en redusert energikostnad ved klatrehastigheter i sykling, så lenge bakken ikke er så bratt at det tvinger seg til et gangtempo.’
Slukker strøm
Og jo mer total kraft du kan legge inn i systemet, eller jo lettere du er, desto større er fordelene – og forklarer hvorfor proffene holder seg så nær hverandre i fjellet.
'For de fleste av oss som går opp en 8 % stigning, går vi bare i 8 eller 9 kmt – og med den hastigheten er fordelen ubetydelig, sier Tony Purnell, ingeniørprofessor ved University of Cambridge og leder for teknisk utvikling i British Cycling.
‘Men hvis du går opp som Vicenzo Nibali, er det en annen omstendighet. Ved 20 km/t er det en konkret teknisk fordel.’
'Når gradienten øker over 5 % eller 6 %, er det lite de vil spare, men det er den typen beløp som sykkelprodusenter ønsker å spare i utstyrsdesign – så det er på ingen måte ubetydelig, legger Williams til.
‘Innenfor rammen av et tre ukers etapperitt, ser profesjonelle ryttere etter enhver mulighet til å spare energi.’
Making gains
Pro-team ser nå etter å bedre kvantifisere fordelene med drafting ved å måle den effektive vindhastigheten over kroppen i sanntid, noe som kan være vanskelig å forutsi i fjellet.
‘Det som trengs, og som nettopp har blitt tilgjengelig, er digitale lufthastighets- og vindretningssensorer på sykkelen, sier Rinard.
'Mavic har en vindsensor de bruker, og vi har et instrument k alt Aerostick som måler tilsynelatende lufthastighetshastighet, vindretning og rytterbane, effekt og hastighet, og registrerer det sekund for sekund.
‘Men denne teknologien er relativt ny de siste tre årene eller så, og de fleste dataene fra den er fortsatt i private hender.’
Det ser absolutt ut til at drafting er veien videre – og det er uten å vurdere de ekstra taktiske og psykologiske fordelene ved å kunne sette i gang et angrep bakfra, eller la lagkameratene sette tempoet.
‘Å ha et vennlig hjul kan utgjøre en sentral forskjell psykologisk, sier Purnell. «Og stigninger er sjelden en jevn gradient – så du vil være på noens hjul for de flatere bitene, der det virkelig er en betydelig fordel.»
For oss rene dødelige kan det være én vurdering. «Du må vite hva du er i stand til, fordi drafting betyr å holde deg i samme hastighet som rytteren foran deg,» sier Purnell.
Hold deg i ditt eget tempo
‘Folk sier ofte «Klatr i ditt eget tempo», og dette gir mening. Du får kanskje en energifordel gjennom drafting, men hvis det går for fort går du i minus og blåser.’
For å si det i tall, ved 20 % gradient vil en gjennomsnittlig 70 kg-rytter som setter ut 300 watt gå litt over 6 km/t, og da er luftmotstanden ubetydelig, og drafting er lite bekymringsfullt sammenlignet med bare å opprettholde bevegelse fremover.
Men Rinard tar syklistens syn: «Det er alltid verdt å drafter», avslutter han. «Og hvis du ikke drafter, bør det være en grunn til hvorfor ikke. Hvis det er en målstrek å sprinte til, eller et angrep som skal gjøres, så er dette alle gyldige grunner.
‘Men utkast hjelper, med mindre du har en grunn til å la være. Selv om det er et lite beløp, er det gratis, så hvorfor ikke ta det?’
