เมื่อถนนสูงชัน เอฟเฟกต์แอโรไดนามิกของการร่างจะหายไปหรือไม่? นักปั่นจักรยานสำรวจ…
มันไม่ยากเลยที่จะจินตนาการถึงสถานการณ์นี้: คุณอยู่ครึ่งทางของ Alpe d’Huez แล้ว พยายามอย่างยิ่งที่จะติดต่อกับวงล้อข้างหน้า ปอดไหม้ หัวใจเต้นแรง ร่างกายร้องเพื่อพักผ่อน
มันคุ้มค่าไหมที่จะอดทนต่อเมื่อร่างระหว่างไต่เขาอาจได้รับผลประโยชน์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น
ผลกระทบด้านการประหยัดพลังงานของการร่างบนแฟลตนั้นเป็นที่ทราบกันดี แต่ประโยชน์เชิงปริมาณของการอยู่ข้างหลังผู้ขับขี่ในการปีนป่ายนั้นค่อนข้างมีการรายงานน้อย
‘ข้อมูลวัตถุประสงค์ไม่มากนักในเรื่องนี้ เนื่องจากผลกระทบของการร่างนั้นยากที่จะศึกษา’ Damon Rinard นักเทคโนโลยีการปั่นจักรยานอาวุโสที่ Cervélo อธิบาย
‘เรามีอุโมงค์ลมเพื่อศึกษาการลากอากาศสำหรับนักปั่นแต่ละคน และการศึกษา velodrome เพื่อวัดการร่างในการไล่ล่าแบบทีม – แต่การนำไปใช้กับภูเขานั้นยาก’
กลับสู่พื้นฐาน
กลับสู่พื้นฐาน สิ่งสำคัญที่สุดคือข้อดีของแอโรไดนามิกขึ้นอยู่กับความเร็ว ซึ่งจะลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อคุณขึ้นเนิน
‘ในการปั่นจักรยาน แรงทั้งสามที่ต้องเอาชนะคือแรงต้านอากาศ แรงต้านการหมุน และแรงโน้มถ่วง’ Matt Williams ผู้เชี่ยวชาญด้านอากาศพลศาสตร์ที่ McLaren Applied Technologies อธิบาย
'บนพื้นราบ กำลังทั้งหมดจะเข้าสู่การต้านแรงต้านและแรงต้าน – แต่เมื่อคุณเริ่มขึ้นเนิน แรงต้านของน้ำหนักที่ต้านการเคลื่อนไหวจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เขากล่าว
‘สำหรับความพยายามที่กำหนดคุณจะช้าลงเพราะคุณใช้ความพยายามมากขึ้นในการเอาชนะแรงโน้มถ่วงและน้อยลงในการไปข้างหน้าจริงๆ’
ความเร็วลดลง แรงต้านของอากาศก็เช่นกัน สามารถแสดงได้ดังนี้: Fd=½ rv2CdA (โดยที่ r=ความหนาแน่นของอากาศ, v=ความเร็ว, Cd=สัมประสิทธิ์การลาก และ A=พื้นที่ด้านหน้า) หมายถึงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วกับการลากเป็นเลขชี้กำลัง
‘แรงลากเป็นสัดส่วนกับความเร็วกำลังสอง ดังนั้นแรงจะเปลี่ยนแปลงไปมากเมื่อความเร็วเปลี่ยนแปลง” Rinard อธิบาย
'ที่ความเร็วการปีนเขาทั่วไปที่ 15 ถึง 20 กม./ชม. แรงต้านลมได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญแล้ว และที่ประมาณ 12 กม./ชม. นั่นคือจุดที่ความต้านทานลมจะเทียบเท่ากับความต้านทานการหมุนของยางโดยประมาณ'
ทั้งหมดนี้หมายความว่ามีขอบเขตน้อยกว่ามากสำหรับการประหยัดพลังงานโดยการลื่นไถลขึ้นเนิน เพราะแรงต้านผู้ขี่นั้นเล็กกว่ามาก
‘ความเร็วของคุณลดลงค่อนข้างเร็ว ดังนั้นประโยชน์ของอากาศจึงลดลง’ วิลเลียมส์กล่าว
ดึงมันขึ้นมา
บนเนินเขาที่ประหยัดพลังงานได้อะไรบ้าง? 'บนแฟลต คุณอาจใช้ 300 วัตต์เพื่อเอาชนะแรงแอโรไดนามิก ตัวอย่างเช่น หากคุณประหยัดหนึ่งในสามของจำนวนนั้นผ่านการร่าง นั่นก็น้อยกว่า 100 วัตต์' วิลเลียมส์กล่าว
แต่ในการไล่ระดับ 6% พลังงาน 80% อาจถูกใช้เพื่อต้านทานแรงโน้มถ่วง โดยมีเพียง 10% ต่อแรงต้านของอากาศ
‘หากคุณใช้เพียง 30 วัตต์เพื่อเอาชนะการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์ แม้ว่าคุณจะยังประหยัดหนึ่งในสามของจำนวนนั้น คุณก็จะประหยัดได้เพียง 10 วัตต์'
ที่จริงแล้ว เงินออมที่แท้จริงอาจน้อยกว่านี้ด้วยซ้ำ 'การใส่ตัวเลขเป็นส่วนที่ยาก' Rinard กล่าว
‘วัดกันแล้วว่าการร่างแบบลดพลังงานที่ต้องการลง 30% ถึง 50% แต่นั่นเป็นความเร็วปกติบนพื้นราบ
สำหรับการปีนเขา พลังจะสูงขึ้นและความเร็วก็ต่ำลง ดังนั้นการประหยัดในแง่ของแรงลากก็ลดลงเช่นกัน – แต่การหาปริมาณไม่ใช่เรื่องง่าย’
อย่างไรก็ตาม David Swain ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์การออกกำลังกายที่ Old Dominion University ในเวอร์จิเนียกล่าวว่าการร่างแบบมีแนวโน้มที่จะมีผลเสมอไม่ว่าจะไม่กี่นาที
‘นักวิ่งได้ประโยชน์อย่างชัดเจนที่ความเร็ว 15 ไมล์ต่อชั่วโมง เนื่องจากไมล์ 4 นาทีเสียครั้งแรกด้วยความช่วยเหลือของการร่าง และดูเหมือนว่าพวกเขาจะได้ประโยชน์แม้ในฝีเท้ามาราธอน’ เขากล่าว
‘จะมีค่าใช้จ่ายพลังงานลดลงในการปีนเขาด้วยความเร็ว ตราบใดที่เนินเขาไม่ชันมากจนบังคับฝีเท้าได้’
ดับไฟ
และยิ่งคุณใส่พลังทั้งหมดเข้าไปในระบบหรือยิ่งเบา คุณก็ยิ่งได้ประโยชน์มากขึ้น – อธิบายว่าเหตุใดมือโปรจึงอยู่ใกล้กันมากบนภูเขา
'สำหรับพวกเราส่วนใหญ่ที่จะปีนขึ้นไป 8% เราจะไปได้เพียง 8 หรือ 9 กม./ชม. – และด้วยความเร็วนั้นข้อได้เปรียบนั้นเล็กน้อยมาก ' Tony Purnell ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์และ หัวหน้าฝ่ายพัฒนาด้านเทคนิคของ British Cycling
‘แต่ถ้าคุณจะขึ้นไปแบบวิเซนโซ นิบาลี ก็เป็นอีกกรณีหนึ่ง ที่ 20 กม./ชม. ถือเป็นข้อได้เปรียบทางเทคนิคที่จับต้องได้’
'ในขณะที่ความลาดเอียงเพิ่มขึ้นเกิน 5% หรือ 6% สิ่งที่พวกเขาจะประหยัดได้นั้นน้อย แต่มันเป็นจำนวนเงินที่ผู้ผลิตจักรยานต้องการประหยัดในการออกแบบอุปกรณ์ ดังนั้นมันจึงไม่มีนัยสำคัญ ' วิลเลียมส์เสริม
‘ในบริบทของการแข่งขันบนเวทีสามสัปดาห์ นักบิดมืออาชีพกำลังมองหาทุกโอกาสที่จะประหยัดพลังงาน’
ทำกำไร
ทีม Pro กำลังมองหาการหาปริมาณประโยชน์ของการดราฟท์ให้ดีขึ้นโดยการวัดความเร็วลมที่มีประสิทธิภาพทั่วร่างกายแบบเรียลไทม์ ซึ่งอาจคาดเดาได้ยากบนภูเขา
‘สิ่งที่จำเป็นและเพิ่งจะพร้อมใช้งานคือเซ็นเซอร์วัดความเร็วลมและทิศทางลมบนจักรยาน’ Rinard กล่าว
'Mavic มีเซ็นเซอร์วัดลมที่พวกเขาใช้อยู่ และเรามีเครื่องมือที่เรียกว่า Aerostick ซึ่งใช้วัดความเร็วลมที่ชัดเจน ทิศทางลม และวิถีของผู้ขับขี่ กำลังขับและความเร็ว และบันทึกเป็นวินาทีต่อวินาที.
‘แต่เทคโนโลยีนี้ค่อนข้างใหม่ในช่วงสามปีที่ผ่านมา และข้อมูลส่วนใหญ่ก็ยังอยู่ในมือของเอกชน’
ดูเหมือนว่าการดราฟต์จะเป็นหนทางข้างหน้า – และนั่นไม่ได้คำนึงถึงประโยชน์ทางแทคติกและจิตวิทยาเพิ่มเติมของความสามารถในการโจมตีจากด้านหลัง หรือปล่อยให้เพื่อนร่วมทีมของคุณกำหนดจังหวะ
‘การมีวงล้อที่เป็นมิตรสามารถสร้างความแตกต่างที่สำคัญทางจิตใจได้’ Purnell กล่าว 'และการปีนเขานั้นไม่ค่อยมีการไล่ระดับแบบคงที่ ดังนั้นคุณจึงอยากอยู่บนวงล้อของใครซักคนเพื่อหาส่วนที่ประจบสอพลอซึ่งมีข้อได้เปรียบที่สำคัญจริงๆ'
สำหรับพวกเรามนุษย์ปุถุชน อาจมีข้อพิจารณาอย่างหนึ่ง ‘คุณต้องรู้ว่าความสามารถของคุณคืออะไร เพราะการร่างหมายถึงการเกาะด้วยความเร็วเดียวกับผู้ขับขี่ที่อยู่ข้างหน้าคุณ’ Purnell กล่าว
ก้าวต่อไป
‘คนมักพูดว่า “ปีนตามจังหวะของตัวเอง” และมันก็สมเหตุสมผล คุณอาจได้เปรียบด้านพลังงานจากการดราฟท์ แต่ถ้าเร็วเกินไป คุณจะโดนไฟแดงและฟาดฟัน’
ถ้าจะพูดเป็นตัวเลข ที่ระดับความลาดชัน 20% ผู้ขับขี่เฉลี่ย 70 กก. ที่ปล่อยกำลัง 300 วัตต์จะไปได้เพียง 6 กม./ชม. โดยจุดแรงต้านของอากาศจะเล็กน้อยและการร่างก็ไม่ค่อยกังวลเมื่อเปรียบเทียบกับการรักษาการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าเพียงอย่างเดียว
แต่ Rinard มองนักแข่งว่า "การดราฟต์นั้นคุ้มค่าเสมอ" เขากล่าวสรุป 'และถ้าคุณไม่ได้ร่าง, มีเหตุผลที่ดีกว่าทำไมไม่ หากมีเส้นชัยให้วิ่งไปหรือมีการโจมตี ทั้งหมดนี้คือเหตุผลที่ถูกต้อง
‘แต่การร่างช่วยได้ เว้นแต่คุณมีเหตุผลที่จะไม่ทำ ถึงจะน้อยแต่ก็ฟรี แล้วทำไมไม่กินล่ะ’
