Produsenter strekker seg langt for å lage flysett, men vil det faktisk gjøre deg raskere? Syklist finner ut
Hvis du sykler vet du alt om effekten av vindmotstand. Når du sykler i fart på flaten, bidrar aerodynamisk motstand med opptil 90 % av den totale motstanden mot bevegelse fremover. Det er fordi den butte og uregelmessige formen til en sykkel og rytter iboende er dårlig til å passere jevnt gjennom luften, noe som betyr at eventuelle forbedringer i aerodynamikk kan utgjøre en stor forskjell for å spare dyrebar energi og øke hastigheten.
Som et resultat bruker produsenter enorme mengder tid og penger på aerodynamisk testing, og hevder for eksempel at sett som er 10 % mer effektivt, kan spare deg for 20 sekunder over en gitt avstand eller gi deg en fordel tilsvarende fem watt. Syklisten ønsket å se om disse påstandene kunne underbygges i den virkelige verden, og ikke bare i en vindtunnel.
For å utføre vår egen etterforskning har vi kommet til Hillingdon Cycle Circuit i Vest-London. Planen er at den fastboende sykkeltesteren James skal fullføre fem økter på tre runder med en målt og konsekvent innsats på 300 watt ved å bruke et annet aerodynamisk sett hver gang.
Vi tar oss tid til hver økt for å bestemme den aerodynamiske effektiviteten til hvert element, og setter deretter alle sammen for å fastslå den kumulative effekten.
Komponentene vi bytter ut er hjul, stenger, hjelm og skinsuit – med andre ord de som mest sannsynlig vil bli endret av en gjennomsnittlig landeveisrytter på jakt etter bedre aerodynamikk. Selv om det er noen variabler som betyr at testingen vår ikke er helt vitenskapelig, appellerer planen vår absolutt til Reynolds' direktør for teknologi og innovasjon, Paul Lew.
'Denne typen testing skjer ikke nok,' sier han. «Det er en fin måte å teste aerodynamikk på – problemet er at det bare er for dyrt å kontrollere variablene i den virkelige verden i samme grad som du kan kontrollere det mer begrensede antallet variabler i en vindtunnel.
'Det ville være for utfordrende å oppnå det nivået av pålitelighet som de fleste ingeniører ville være komfortable med å sette navnet sitt på. Dere er imidlertid ikke ingeniører, så du trenger ikke bekymre deg, og jeg ser verdien i denne typen testing.’
Så med valideringen av et av de mest respekterte navnene innen sykkelaerodynamikk, blir vi spreke.
Hjul
James sine tre første runder er fullført på Mavic R-Sys SLR-hjul, Giant Contact SL-stenger, Sportfuls Pro Race-trøye og Super Total Comfort bibshorts og en Giro Aeon-hjelm – alt sett uten aerodynamiske pretensjoner.
Disse tre rundene er gjennomsnittlig 2m 33s, som vi bruker som en kontrolltid for å sammenligne rundene med våre aerodynamiske justeringer.
Den første endringen er å bytte til Bontrager Aeolus 5 TLR dypseksjonshjul. Dypseksjonshjul har kortere eiker som forstyrrer luftstrømmen mindre enn standardhjul, pluss at de dypere felgene også oppmuntrer til en laminær (jevn) luftstrøm over overflaten.
Lew forklarer at ved visse girvinkler kan gode aero-felger bruke vind som et seil på en båt, og skape fremdrift som motvirker luftmotstand. James sin gjennomsnittlige tid for de tre rundene er 5 sekunder raskere per runde (2m 28s) enn kontrolltiden – en forbedring på 3,3 %.
Dette virker ikke så stort som vi forventet, men Lew er ikke overrasket.
‘Seileffekten til dype felger fungerer best med jevn sidevind, for eksempel på en ut-og-tilbake TT-bane. På en kort løpsbane endrer svingene vindvinkelen for mye til at de kan ha en så dramatisk effekt.’
Aero-barer
Neste trinn er å bytte ut de tradisjonelle stengene til Enve SES aero road barer med flat topp. Kamm-haleformen på toppene gir minim alt frontareal for vinden, så det har en effekt av å dele luften pent for å redusere trykkforskjellen som forårsaker trykkmotstand – en nøkkelfaktor for tot alt aerodynamisk luftmotstand.
Den gjennomsnittlige rundetiden med Enve-stengene er 6 sekunder ned på kontrollen ved 2m 27s – en besparelse på 3,9 %. Dette overrasker oss, ettersom vi ikke hadde forventet at den lille forskjellen i stangform skulle ha en slik effekt på luftmotstanden, men hastighetsforbedringen var ikke helt på grunn av stengenes aerodynamiske tverrsnitt.
De er smale langs toppene og blusser ut ved dråpene, så mens den totale bredden er den samme, har toppene et mindre frontareal. Pluss formen på dråpene oppmuntrer rytteren til å innta en smalere, mer aerodynamisk posisjon.
Simon Smart, grunnlegger av aerodynamikkselskapet Drag2zero, var med på å utvikle stengene. «Å endre fra en mer oppreist posisjon til en lavere posisjon gir størst reduksjon i luftmotstand,» sier han.
‘De ekstra wattene som spares fra god aerodynamikk er lett større enn gevinsten du vil få fra den beste vintertreningen du kan gjøre.’
Hjelm
Ettersom førerens hode er et av områdene som er mest utsatt for luftstrøm, produserer produsenter flyhjelmer designet for å styre luftstrømmen effektivt for å minimere turbulens samtidig som de har noen få kjøleventiler.
Dette har ført til nylige påstander om imponerende aero-gevinster, med Giro som hevder at Air Attack er 17 sekunder raskere over 40 km enn Aeon-hjelmen. Med Specializeds Evade på hodet, klokker James gjennomsnittlige runder på 2m 31s – en forskjell på 2s fra kontrolltiden vår. Når ekstrapolert, kan dette føre til en besparelse på omtrent 26 sekunder over en 40 km tur.
Lew forklarer at denne imponerende tidsbesparelsen sannsynligvis skyldes James sin relativt høye hastighet. For å opprettholde en effekt på 300 watt kjørte han i rundt 38 km/t, og fordelene med forbedret aerodynamikk øker eksponentielt med hastigheten.
‘Hvis du skulle plotte en graf med drag på den vertikale aksen og hastighet på den horisontale aksen, ville du ikke se en rett linje – du ville se en eksponentiell kurve oppover, sier Lew. «Draget begynner å øke betydelig over 30 km/t, så over det viser hastigheten virkelig aerodynamiske gevinster.»
Skinsuit
Vårt siste aero-sett er en Santini Speed Shell skinsuit. Lew og Smart er enige om at fordi kroppen er den største enkeltmassen, bidrar den med den største andelen av draget.
En skinsuit fjerner krusningene på overflaten forårsaket av sømmer og plaggoverlapping, så vi forventer en ganske stor effekt på aerodynamikken. Likevel finner vi bare en tidsbesparelse på 0,8 %, med James angir gjennomsnittlige runder på 2m 32s.
Selv om den fortsatt er en anstendig besparelse når den ekstrapoleres til en lengre avstand, er den mindre fordelaktig enn de andre elementene i denne testen. Dette kan tilskrives det faktum at James's standard jersey og bibshorts hadde et ganske rasert snitt med minim alt med overflødig stoff.
Andre fordeler med skinsuits, for eksempel kompresjonen de utøver på muskler, har vist seg å redusere tretthet, men bare etter lengre distanser enn vi syklet her.
Et siste poeng verdt å nevne er at i motsetning til de andre komponentene som kan omformes for å minimere luftmotstanden, kan en skinsuit bare fungere for å redusere det som kalles "direkte friksjon" og endrer ikke formen på en rytters kropp. Direkte friksjon er en sekundær komponent av aerodynamisk motstand og er mye mindre betydelig enn frontareal og profil.
The full aero
James fullfører sine tre siste runder utstyrt med alt flyutstyret. Sammen tillater de ham å kutte 10 s av gjennomsnittet for kontrollrunde med samme kraftutgang, med et gjennomsnitt på 2m 23s.
Denne totale besparelsen på 6,5 % ville være verdt en betydelig 2m 27s over 40 km. Forutsigbart er dette resultatet litt mindre enn summen av de individuelle gevinstene på grunn av den eksponentielle økningen av luftmotstand med hastighet, pluss den komplekse måten flere aerodynamiske elementer samhandler på.
Hele rytteren og sykkelen fungerer som et system, og det er ikke bare et tilfelle av å legge til ett element til det neste og forvente at de alle oppfører seg som isolert. Mange eksperter på området sier at komponentintegrasjon er der de store fremtidige gevinstene ligger.
Selv om testen vår ikke var like strengt kontrollert som et laboratorieeksperiment, avslørte den konsekvente trender som støtter effektiviteten til aerodynamisk sett i en virkelig verden, og viste at besettelsen av aerodynamiske gevinster er velbegrunnet. Smart er enig: «Når du har trent kroppen til et godt nivå, er det vanskelig å finne så mye mer, men flysett er en levedyktig måte å bli raskere på.»
Selv om Smart og Lew advarer om at mangelen på repeterbarhet med testen vår burde gjøre oss forsiktige med å komme til konkrete konklusjoner om de komparative fordelene til de forskjellige delene av flyutstyr, er begge enige om at settet vil være fordelaktig.
'Om testen din kontrollerte nok variabler eller hadde et stort nok datasett til å ta en kjøpsbeslutning basert på resultatene, er en avgjørelse for leserne dine, men jeg spår at de generelle trendene som vises vil endre seg lite hvis datasettet ble økt.» En vindtunnel sier du? Hvem trenger en av disse?
