Moderne sykler er designet for å fungere best i spesifikke vindvinkler, men hvordan vet produsentene hvor vinden kommer fra?
Aero-rammer og -hjul er designet for å optimalisere glattheten til sykkelen din gjennom luften. Problemet er at luften ikke vet det. Den endrer seg stadig i hastighet og retning i forhold til deg på sykkelen din, noe som betyr at en vesentlig faktor for aerodynamikk sjelden er stabil lenge – girvinkelen.
Likevel sier produsenter at de har optimalisert produktene sine for spesifikke områder av girvinkler, og noen hevder til og med å ha laget rør- og felgformer som fungerer som seil, og driver sykkelen fremover når vinden treffer den fra riktig vinkel. Men når hastigheten og retningen til både vind og rytter er uendelig variabel, hvordan kan det være en "optimal" girvinkel, og enda viktigere, hva er det?
Først, la oss forstå yaw. Tenk deg å knytte en silketråd til setepinnen din, og deretter gå en virtuell tur rett nord. Forutsatt at det er en helt rolig dag uten vind, vil tråden løpe rett ut bak deg, peker rett sør, på linje med bakhjulet ditt.
Men tenk at været endrer seg plutselig og en vindkast inn fra vest. Denne nye kraften vil virke på silketråden, skyve den østover og åpne en vinkel mellom tråden og den sørvendte linjen på bakhjulet.
Dette er girvinkelen. Det er resultatet av at kraften fra den naturlige vinden kombineres med kraften fra motvinden som du skaper for deg selv ved å ri fremover.
Begrensning av vinklene
Av dette kan du nå se at selv om vinden kommer mot deg i rett vinkel, er ideen om en ren sidevind bare varmluft.
Din foroverbevegelse vil alltid skape trekk, og den kraften vil, i større eller mindre grad avhengig av hastigheten du kjører, motvirke vindretningen, presse tråden og effektivt lukke girvinkelen fra den hypotetiske rett vinkel til noe vesentlig mindre.
Det er grunnen til at profflag aldri trenger å sykle side om side for å beskytte hverandre når det er sterk sidevind. I stedet danner de et diagon alt sjikt for ly.
Selvfølgelig endres vinden, hastigheten og den relative retningen til den ene til den andre hele tiden gjennom en tur. For eksempel, noen få mil nedover veien i den hypotetiske turen, kunne vestavinden plutselig piske opp og presse seg enda lenger mot øst for å åpne girvinkelen bredere.
Men det er ikke alt. Tenk deg at du starter ned en bratt nedstigning, hvor økt hastighet også øker den effektive motvinden du skaper for deg selv. Denne nå sterkere kraften skyver tråden tilbake nærmere den rett sydlige linjen på bakhjulet og gjør girvinkelen mindre. Så hastighet påvirker også giringsvinkelen: gå raskere og giringsvinkelen blir mindre.
Så nå er vår fiktive tur over, men det etterlater fortsatt det kulingstyrkespørsmålet: siden hastigheten og retningen til syklistene og vindene de møter er uendelig variable, hvordan kan produsenter si sveipet av girvinkler de har valgt for å optimalisere aero-formen til rammene og hjulene deres er den rette? Det er på tide å skyte brisen med ekspertene.
Arbeid med vinklene
'Vi har brukt mye tid på å teste forskjellige idrettsutøvere – fra den uformelle rytteren til den profesjonelle – i forskjellige disipliner, og det er interessant hvor mangfoldig utvalget er, sier Chris Yu, leder av Specialized's Applied Technology-gruppe.
‘Hvis du ser på en WorldTour-sprinter som kommer av et hjul i de siste 200 m av et løp, er den effektive giringen usedvanlig lav – nær 0°. Det er fordi de kjører veldig fort, mer enn 60 km/t, og rettstrekninger i mål er vanligvis godt skjermet av barrierer og folkemengder, som tjener til å blokkere sidevind.
'På den annen side, hvis du drar til verdensmesterskapet i Kona Ironman, rir de opp Hawaii-kysten, med vinden som blåser inn over vannet, så for en aldersgrupperer på Kona treffer de effektive girvinklene opp til 15°-området hvis det er vindkast. Proffene vil gå litt fortere, så de vil se girvinkler på opptil 10° eller så – kanskje små tenåringer, sier Yu.
På veien
Disse tallene er ikke bare gjetting, de er et resultat av å tilpasse instrumenter til ekte sykler og få ekte syklister til å gjøre det de kan best – sykle på veiene.
Treks Mio Suzuki sier: 'Vi monterer en trykksonde på en sykkel, som stikker langt ut for å unngå "skitten" luft fra sykkelen eller syklisten. Vi har samplet luft rundt hovedkvarteret vårt i Wisconsin, og teamet har også dratt til Arizona og Kona for Ironman.’
Disse datainnsamlingstiltakene lar produsenter beregne sannsynligheten for at en syklist møter spesifikke girvinkler, som deretter informerer designprosessen gjennom bruk av databasert fluiddynamikkprogramvare og vindtunneltester.
‘Vi prøver å begrense det gjennom eksperimentering og måling. For denne rimelige girvinkelen er området mellom 5° og 15°, sier Leonard Wong, aerodynamiker ved Giant.
Suzuki forteller en lignende historie: «I den virkelige verden er 2,5° til 12,5° de mest utbredte girvinklene som ryttere møter.»
Yu at Specialized legger til: «For en gjennomsnittlig syklist, med mindre du sykler under ekstremt vindfulle forhold, er de typiske vinklene mindre enn 10°.»
Denne lille forskjellen i resultater er grunnen til at en flysykkel ikke ser identisk ut med en annen. Specialized designet Venge ViAS basert på visjonen om det perfekte spekteret av giring, mens Trek designet Madone for å passe til et annet utvalg.
Så det ser ut til at hvis du er Peter Sagan, som kjører pelotonet i 50 kmt, vil du ha en sykkel som er optimalisert for å håndtere girvinkler på rundt 3°-7°, mens resten av oss vil ha en sykkel designet for å takle yaws på opptil 10°-12°.
Ytelsesgevinster
Og hva med denne ideen om at noen design kan utnytte sidevind for å generere fremdrift, som en yacht som slår mot vinden? Jason Fowler hos Zipp Wheels er kategorisk: "Vi tror ikke det," sier han.
Xavier Disley, hvis AeroCoach-konsulentfirma måler baneaerodynamikk for WorldTour-team og -produsenter, er like avvisende: «Når folk har funnet drivkraft tidligere, har det en tendens til å være gjennom komponenter som skivehjul. Men som en del av hele systemet med sykkel og rytter vil enhver effekt være liten.’
Max Glaskin's Cycling Science er nå ute i pocketbok. Han dekker alle vinklene på Twitter som @cyclingscience1
