Felgvekt vs navvekt

Innholdsfortegnelse:

Felgvekt vs navvekt
Felgvekt vs navvekt

Video: Felgvekt vs navvekt

Video: Felgvekt vs navvekt
Video: Как передовые советские части встречали в Сталинграде сдающихся немцев? 2024, Mars
Anonim

Vi legger den store hjuldebatten til hvile ved å få ut de naturvitenskapelige lærebøkene

Det er et svimlende utvalg av hjul på markedet, hvorav de fleste hevder å gjøre deg raskere og mer effektiv. Mange gjør en stor sak om hvor lette de er, men sjelden forklarer de hvor på hjulet størstedelen av massen befinner seg: navet eller felgen?

Det fikk oss til å tenke. Hvis du hadde to hjul med samme totalvekt og design, men det ene hadde mer vekt på navet og det andre hadde mer vekt på felgen, som ville gjøre deg raskere i løpet av en gjennomsnittlig tur? Det er på tide å få ut de gamle fysikkbøkene igjen.

La oss starte med treghet. Treghetsmomentet fungerer etter prinsippet om at masse lenger unna rotasjonssenteret er vanskeligere å rotere enn masse nær rotasjonssenteret. I sykling betyr selvfølgelig førstnevnte felgen, sistnevnte navet. Newtons andre lov om bevegelse, når den er relatert til roterende objekter, sier α=t/i hvor α er rotasjonsakselerasjon, t er netto dreiemoment og i er treghetsmoment. Med andre ord, jo høyere treghet, desto langsommere er akselerasjonen for samme dreiemoment.

Marco Arkesteijn, idretts- og treningsforsker ved Aberystwyth University, gir en annen måte å forstå treghet på: «Vurder en kunstløper som roterer på stedet med armene spredt utover. De roterer rundt midtpunktet av kroppen - den delen som er stasjonær. Dette er deres rotasjonssenter. Ved å stikke hendene inn i kroppen vil de øke rotasjonshastigheten. Det de gjør er å redusere massen som er lengst fra rotasjonssenteret, noe som senker tregheten. Ettersom energien i systemet er konstant, følger det at vinkelhastigheten deres øker.’

Kort sagt, det ser ut til at lavere vekt på felgen tilsvarer raskere akselerasjoner fordi det krever mindre energi for å nå en gitt hastighet. Du kan se fordelen med dette når en puncher som Philippe Gilbert spurter opp en kort stigning – et scenario som har blitt verifisert ute på veien. Mavics produktsjef, Maxime Brunand, gjennomførte et eksperiment der han la til 50 g til to sett med hjul – ved felgen på det ene settet, ved navet på det andre – og hadde en ryttereffekt på opptil 500 watt på en 10 % gradient og se hvor lang tid det tok dem å nå 20 kmt. "Hjulet med ekstra felgvekt tok fem ganger lengre tid å nå 20 kmt enn når samme felg ble brukt på flaten," sier han. «Ved å bruke hjulene med vekt lagt på navet, tok det bare fire ganger så lang tid å nå den tilsvarende horisontale hastigheten. I bunn og grunn, på bakker, blir treghet viktigere.’ Det franske teamet observerte også at på flaten ‘var det lettere å opprettholde fart’ ved å bruke hjulene med ekstra vekt på felgen.

Svinghjulseffekten

Science lettvektsfelger
Science lettvektsfelger

Det bringer oss over på svinghjulseffekten. Kan en tyngre felg bære fart for en rytter når farten er oppe, akkurat som et lokomotivhjul bærer fart for en dampmaskin? Ondrej Sosenka brøt timerekorden i 2005, og dekket 49,7 km. Den tsjekkiske rytteren var en av de største rytterne som noen gang har kjørt profesjonelt, med en vekt på 90 kg og to meter høy. Den rekordstore sykkelen hans veide 9,8 kg inkludert et bakhjul på 3,2 kg - grunnen er, hevdet Sosenka, at mens et tyngre hjul tok lengre tid å nå maksimal hastighet, var det lettere å holde det der. På baksiden gjorde Eddy Merckx store anstrengelser for å holde hele sykkelen så lett som mulig når han kjørte racing på banen.

Så hvem har rett? "I noen tilfeller kan et litt tyngre hjul på felgen resultere i en raskere tid, for eksempel over en flat bane," sier Paul Lew, direktør for innovasjon hos Reynolds Wheels. «Det kan også være til nytte for en syklist som bruker mesteparten av energien sin på pedalen nedover. Det tyngre hjulet kan bidra til å fylle ut den manglende kraften i den bakre og oppovergående delen av tråkkfrekvensen ved å føre hjulets momentum gjennom til nedslaget.’

Så er det verdt at Sir Brad fyller felgen med bly når han prøver timerekorden i juni? Og hva med vanlige ryttere ute på veien? "Selv om det er sant at et litt tyngre hjul kan gi raskere tid over en helt flat bane, er dette unntaket, ikke regelen," sier Lew. På de fleste landeveisturer vil den ekstra vekten vise seg å være en hindring snarere enn en fordel: "Til syvende og sist vil momentumet som genereres av et hjul som brukes for å skape en svinghjulseffekt for å øke hastigheten, koste syklisten. Syklisten vil realisere mindre avkastning og nytte enn kostnadene ved innsatsen. Kostnaden vil ikke oppveie gevinsten.’

Hva med mindre hjul?

Det ser ut til at svinghjulseffekten til tunge felger bare gir utbytte under svært spesifikke omstendigheter, mens å redusere vekten på felger kan ha reelle fordeler når du klatrer eller akselererer. Og fordi tregheten øker jo lenger unna massen er fra navet, er det et argument for at vi alle bruker mindre 650c-hjul i stedet for de vanlige 700c? Det var en trend som ble sett i triatlon tidlig til midten av 1990-tallet, og forskning har vist 8 % vektbesparelse ved å bruke et slikt hjul.

‘Jeg tror enhver fordel blir opphevet av flere faktorer, inkludert komfort, sier Arkesteijn. ‘Summingen fra veien er mer intens på grunn av den mindre radiusen.’ Et 650c-hjul må også rotere mer enn 700c (510 rotasjoner per kilometer sammenlignet med 475 ca.) som betyr mer friksjon. "En større rytter vil føle den summen enda mer intens på grunn av den ekstra vekten," fortsetter Arkesteijn. Det ingenting av dette tar i betraktning, er selvfølgelig aerodynamikk. En tyngre felg kan gi fordeler hvis den vekten brukes til å skape en bedre form for å skjære gjennom luften. "Hvis du er en stor enhet og kan holde farten opp en bakke, er en tyngre felg mindre av en ulempe for deg fordi du vil nyte en større aerodynamisk effekt," sier Jonathan Day fra Strada Handbuilt Wheels.«Men hvis du veier slank og veier 62 kg og du utmerker deg med å klatre, vil du ha noe lett på felgen for å maksimere hastigheten opp bakken.»

Til syvende og sist har de fleste ikke en rekke hjul å velge mellom for å passe til alle typer kjøreturer og veiforhold. Så, bortsett fra under svært spesifikke omstendigheter og perfekte forhold, er lettere felger generelt bedre for å maksimere hastigheten og nytelsen. Og til tross for lunge-tårende smerte og strømmer av svette, er det det sykling handler om.