Du tror du er rask, du vet at du kan være raskere, men hva er den raskeste hastigheten fysisk mulig? Vi finner ut
Der er du, fart nedoverbakke som om livet ditt var avhengig av det. Krøket over stengene, hvite knoker griper tak i dråpene, du ser ned på sykkelcomputeren din og du ser figuren klikke opp til 70 kmt. Å ja, du flyr virkelig nå. Men før du får mer fart, signaliserer veiskiltet et veikryss foran deg, og du klemmer på bremsene for å stoppe deg trygt.
Men hva om det krysset ikke var der? Hva om det ikke var noen hindringer eller svinger eller hunder som vandret inn i veien, og skråningen var så lang og jevn og bratt som du kunne ønske deg?
Hvor fort kunne du gå da? La oss begynne å svare på det spørsmålet ved å se på hva som holder deg tilbake.
Life's a drag
‘Det ville være terminalhastighet,’ forklarer Rob Kitching, grunnlegger av online aerodynamisk antrekk Cycling Power Lab. "I sykkeltermer er dette punktet hvor felles stoppkrefter av aerodynamisk luftmotstand og rullemotstand er lik kreftene gitt av tyngdekraften og kraftutgangen."
Hvor mye påvirkning tyngdekraften har avhenger av skråningens alvorlighetsgrad. «Hvis du setter skråningen til uendelig – med andre ord en vegg – vil det ikke være noen belastning på dekkene eller sykkelens struktur,» sier Ingmar Jungnickel, FoU-ingeniør for Specialized.
‘Det ville faktisk gjøre både overflødig og du ville hoppe fallskjermhopping.’
Eller mer teknisk «speed fallskjermhopping», der målet er å oppnå og opprettholde høyest mulig terminalhastighet. Slipp et menneske ned fra et fly, og de vil nå hastigheter på opptil 200 kmt; hodet først og vi snakker 250-300 kmt; hodet først og iført spesialist strømlinjeformet klær tillater hastigheter på opptil 450 kmt.
‘Men det er ikke sykling, så la oss ignorere det og bruke en faktisk vei,» fortsetter Jungnickel. Å skanne verdens gater, Baldwin Street i Dunedin, New Zealand, har den tvilsomme æren av å være den bratteste veien på planeten med 35–38°, avhengig av hvem du tror.
'På denne veiens stigning – men forlenget utover avstanden på 350 meter – forutsatt rolige forhold og en effekt på 400 watt, kan en rytter i veiposisjon nå 144 km/t, sier Jungnickel.
Det er litt fart, men fortsatt nesten 80 kmt i forhold til verdens fartsrekord i nedoverbakke, satt i fjor av franskmannen Éric Barone da han nådde 223,3 kmt på den snødekte Chabrières-fartsbanen i de franske alpene i 2015.
Så kanskje for å redusere rullemotstanden bør skråningen vår ha en isete plattform? Ikke nødvendigvis, ifølge Jungnickel. «Ved disse hastighetene er luftmotstanden rundt 99,5 %.»
Det kan sammenlignes med rundt 50 % når du sykler i 12 km/t. Luftmotstanden øker jo raskere du sykler, så hvilke metoder bør vår imaginære syklist bruke for å nå maksimal hastighet og trosse luftmotstanden?
Keep it aero
‘Det er klart at posisjon er viktig, sier Jungnickel. «Så jeg foretok beregninger med en rytter optimalisert i tidskjøringsposisjonen, og ved å bruke vår forlengede Baldwin Street-analogi kunne 400W-rytteren nå 322 km/t.»
Når Jungnickel sier optimalisert, snakker han om hele den aerodynamiske menyen. Det betyr en dråpehjelm og en posisjon som ser at hjelmens hale flyter naturlig inn i en jevn, strømlinjeformet rygg.
En tettsittende skinsuit er også et must for å redusere luftmotstanden.
‘Faktisk er dette viktig,’ sier Rob Lewis fra spesialist i databehandlingsvæskedynamikk TotalSim. «Type materiale, sømplassering og overflatebehandling utgjør alle en stor forskjell. Du kan snakke om en forskjell på 12–15 % i drag mellom god og dårlig farge.’
Lewis foreslår også at det å trekke opp sokkene så langt som mulig er mer aerodynamisk effektivt enn støvler, mens et sm alt grep på disse aerobar-forlengelsene også vil redusere motstanden litt.
Du vil også ha dråpeformet rør fordi det, som ovenfor, bidrar til å redusere koeffisienten til aerodynamisk luftmotstand (CdA). Dette dekker et objekts glatthet og størrelse pluss frontområdet.
Fysikk sier at et objekt med en drag-koeffisient på null faktisk ikke kan eksistere på jorden – alt har en form for drag – men tallene kan være svært lave.
Dråpeformet styre på en toppsykkel kan for eksempel registrere et tall på 0,005. Det er ganske aero.
CdA-eksempler på eliter som bruker aeroformede stenger kan komme inn på 0,18-0,25-grensen, kontra en god amatøridrettsutøvers 0,25-0,30.
Dette tallet blir enda viktigere når det er justert med utgangseffekt. Da den tyske proffen Tony Martin vant verdensmesterskapet i tidsprøve i København i 2011, ble kraftuttaket og aerodynamisk luftmotstand (uttrykt som watt/m2 CdA) beregnet til 2 089.
Dette sammenlignet med 1 943 for Bradley Wiggins på andreplass og 1 725 for Jakob Fuglsang på 10. plass.
‘Alle ryttere kan jobbe for å forbedre denne figuren, sier Kitching. «Men også svært viktig for topphastigheter er lufttettheten, som er klart mindre kontrollerbar.»
Kommer på luften
Ved havnivå og ved 15°C er lufttettheten rundt 1,225 kg/m3. Faktorer som temperatur, barometertrykk, fuktighet og høyde påvirker imidlertid lufttettheten, og tettheten reduseres jo høyere opp du er.
‘Det er grunnen til at ryttere som Sam Whittingham går høyt når de prøver å slå menneskedrevne fartsrekorder på land, legger Lewis til.
Og hvorfor Felix Baumgartner fløt opp til den tynne luften i stratosfæren da han hoppet fallskjermhopping til 1 342 kmt tilbake i 2012.
kanadiske Whittingham har truffet utrolige 132,5 km/t på flaten, selv om det fortsatt er langt unna verdensrekorden for menneskedrevet hastighet, registrert av landsmannen Todd Reichart i september i fjor.
Reichart la resten i kjølvannet, og hadde en toppfart på 137,9 kmt. Vi sier «resten» fordi Reichart registrerte den hastigheten ved World Human Powered Speed Challenge på State Route 305 like utenfor Battle Mountain, Nevada.
Det var 16. året på rad at konkurransen ble arrangert i Nevada, og det er ned til to nøkkelfaktorer: det er 1 408 meter over havet, så lufttettheten er lav og banen gir en akselerasjonssone på 8 km som fører til en fartsfelle på 200 meter.
Begge hjalp Reicharts maksimale hastighet, det samme gjorde kjøretøyet hans – en liggesykkel dekket med kåper. «Jeg har foretatt ytterligere Baldwin Street-beregninger,» sier Jungnickel, «og med en sykkel med full rett vil endehastigheten være 594 km/t.»
Det ville vært enda høyere om du kunne gjøre noe med dekkene, med Jungnickel som sier at det produseres mer luftmotstand ved at dekkene stikker ut enn hele fartøyet.
‘Også, ved ekstreme kraftuttak, vil du til slutt komme inn i det maksimale grepet dekkene kunne fremkalle, som er en funksjon av downforce, sier han.
‘Du når en catch-22. Du kan legge til spoilere for å øke downforce, som legger til luftmotstand, noe som vil kreve mer kraft igjen (og så videre). Utover dette tror jeg ikke at noen strukturelle bekymringer vil være en faktor, siden du bare kan bygge sykkelen kraftigere med mer materiale.’
Der har du det. For å nå din maksimale hastighet på nesten 600 km/t, be Graeme Obree bygge en aero Beastie-sykkel for deg, dra til New Zealand, be Dunedin Council forlenge Baldwin Street til rundt 10 km lang og generere en effekt som ligner Tony Martin. Enkelt…
