จักรยานยนต์สมัยใหม่ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานได้ดีที่สุดในมุมลมเฉพาะ แต่ผู้ผลิตจะรู้ได้อย่างไรว่าลมจะมาจากไหน
เฟรมและล้อ Aero ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความลื่นของจักรยานของคุณในอากาศ ปัญหาคืออากาศไม่ทราบว่า ความเร็วและทิศทางเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเมื่อเทียบกับคุณบนจักรยาน ซึ่งหมายความว่าปัจจัยสำคัญประการหนึ่งของแอโรไดนามิกจะไม่ค่อยคงที่เป็นเวลานานมาก – มุมเอียง
แต่ผู้ผลิตกล่าวว่าพวกเขาได้ปรับผลิตภัณฑ์ของตนให้เหมาะสมสำหรับช่วงการหันเหที่เฉพาะเจาะจง โดยบางคนถึงกับอ้างว่าได้สร้างรูปทรงท่อและขอบล้อที่ทำหน้าที่เหมือนใบเรือ ขับจักรยานไปข้างหน้าเมื่อลมปะทะจากมุมที่ถูกต้อง.แต่ด้วยความเร็วและทิศทางของลมและผู้ขับขี่ที่แปรผันไม่สิ้นสุด จะมีมุมการหันเหที่ 'เหมาะสมที่สุด' ได้อย่างไร และที่สำคัญกว่านั้นคืออะไร?
ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจกันก่อน ลองนึกภาพการผูกไหมกับหลักอานของคุณ แล้วไปนั่งรถเสมือนจริงทางทิศเหนือ สมมติว่าเป็นวันที่สงบโดยไม่มีลม ด้ายจะวิ่งตรงไปข้างหลังคุณ ชี้ไปทางใต้ ให้สอดคล้องกับล้อหลังของคุณ
แต่ลองนึกภาพว่าอากาศเปลี่ยนแปลงกะทันหันและมีลมพัดมาจากทิศตะวันตก แรงใหม่นี้จะกระทำบนเส้นไหม โดยดันไปทางด้านตะวันออกและเปิดมุมระหว่างด้ายกับเส้นที่หันไปทางทิศใต้ของล้อหลัง
นี่คือมุมเงย เป็นผลจากแรงลมธรรมชาติที่ผสานกับลมปะทะหน้าที่คุณสร้างขึ้นเพื่อตัวคุณเองด้วยการขี่ไปข้างหน้า
ลดมุม
จากนี้ไป คุณจะเห็นได้ว่าแม้ว่าลมจะพัดมาที่มุมฉาก แต่แนวคิดของลมพัดผ่านก็เป็นแค่ลมร้อน
การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของคุณจะสร้างกระแสลมเสมอ และแรงนั้นจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความเร็วที่คุณกำลังเดินทาง โต้กลับทิศทางลม ดันเกลียว และปิดมุมหันเหจากสมมุติฐานได้อย่างมีประสิทธิภาพ มุมขวากับสิ่งที่เล็กกว่าอย่างเห็นได้ชัด
ทำให้ทีมมือโปรไม่ต้องนั่งรถเคียงข้างกันเพื่อปกป้องกันเมื่อลมพัดแรง พวกมันจะสร้างระดับแนวทแยงสำหรับที่พักพิงแทน
แน่นอน ลม ความเร็วของคุณ และทิศทางสัมพัทธ์ของกันและกันจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตลอดการเดินทาง ตัวอย่างเช่น ระยะทางไม่กี่ไมล์จากถนนในการขี่สมมุติฐานของคุณ ลมตะวันตกอาจพัดกระหน่ำกระทันหันและดันไปทางตะวันออกให้ไกลกว่าเดิมเพื่อเปิดมุมหันเหให้กว้างขึ้น
แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด ลองนึกภาพคุณเริ่มลงจากที่สูงชัน ซึ่งความเร็วที่เพิ่มขึ้นของคุณยังเพิ่มลมปะทะหน้าอย่างมีประสิทธิภาพที่คุณสร้างขึ้นสำหรับตัวคุณเองด้วยแรงที่มากขึ้นในขณะนี้จะดันเกลียวกลับเข้าไปใกล้กับแนวใต้ของล้อหลังมากขึ้น และทำให้มุมหันเหน้อยลง ดังนั้นความเร็วก็ส่งผลต่อมุมหันเหเช่นกัน: เร็วขึ้นและมุมหันเหจะเล็กลง
ตอนนี้การเดินทางที่สมมติขึ้นของเราได้จบลงแล้ว แต่ก็ยังมีคำถามจากพายุที่ว่า: เนื่องจากความเร็วและทิศทางของผู้ขับขี่และลมที่พวกเขาเผชิญนั้นแปรผันอย่างไม่สิ้นสุด ผู้ผลิตจะพูดได้อย่างไรว่าการกวาดล้างของมุมหันเหที่พวกเขาได้ เลือกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพรูปร่าง aero ของเฟรมและล้อของพวกเขาเหมาะสมหรือไม่ ได้เวลายิงลมกับผู้เชี่ยวชาญแล้ว
ทำมุม
'เราได้ใช้เวลามากมายในการทดสอบนักกีฬาที่แตกต่างกัน ตั้งแต่นักบิดทั่วไปไปจนถึงมือโปร ในสาขาต่างๆ และน่าสนใจว่ากลุ่มนักกีฬามีความหลากหลายแค่ไหน' Chris Yu หัวหน้ากลุ่ม Specialized's Applied Technology กล่าว
‘หากคุณดูนักวิ่งระยะสั้นจาก WorldTour ออกจากวงล้อในช่วง 200 เมตรสุดท้ายของการแข่งขัน การหันเหที่มีประสิทธิภาพนั้นต่ำเป็นพิเศษ – ใกล้ 0 °นั่นเป็นเพราะพวกเขาขับเร็วมาก มากกว่า 60 กม./ชม. และทางตรงมักจะได้รับการปกป้องอย่างดีจากสิ่งกีดขวางและฝูงชน ซึ่งทำหน้าที่ขวางทางลม
'ในทางกลับกัน ถ้าคุณไป Kona Ironman World Championships พวกเขาจะขี่ขึ้นไปบนชายฝั่งฮาวายโดยมีลมพัดผ่านน้ำ ดังนั้นสำหรับปลาเก๋าที่ Kona มุมหันเหก็บังเกิดผล จนถึงช่วง 15° หากมีลมกระโชกแรง ข้อดีจะเร็วขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นพวกเขาจึงเห็นมุมที่หันเหได้สูงถึง 10° หรือประมาณนั้น – อาจจะเป็นวัยรุ่นที่เตี้ย’ Yu กล่าว
บนท้องถนน
ตัวเลขเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงการคาดเดา แต่เป็นผลจากการประกอบอุปกรณ์กับมอเตอร์ไซค์ของจริงและให้นักปั่นจักรยานตัวจริงทำในสิ่งที่พวกเขาทำได้ดีที่สุด – ขี่บนท้องถนน
มิโอะ ซูซูกิ จาก Trek กล่าวว่า "เราติดตั้งหัววัดแรงดันบนจักรยานยนต์ ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงอากาศที่ "สกปรก" จากจักรยานหรือผู้ขี่ได้ เราได้สุ่มตัวอย่างอากาศรอบๆ สำนักงานใหญ่ของเราในวิสคอนซิน และทีมยังได้ไปที่แอริโซนาและโคน่าเพื่อร่วมแสดง Ironman’
ความพยายามในการรวบรวมข้อมูลเหล่านี้ทำให้ผู้ผลิตสามารถคำนวณความน่าจะเป็นของนักปั่นจักรยานที่ต้องเผชิญกับมุมการหันเหที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งจะแจ้งขั้นตอนการออกแบบผ่านการใช้ซอฟต์แวร์คำนวณของไหลพลศาสตร์และการทดสอบอุโมงค์ลม
‘เราพยายามจำกัดขอบเขตให้แคบลงด้วยการทดลองและการวัดผล สำหรับมุมหันเหที่สมเหตุสมผลนี้ ช่วงอยู่ระหว่าง 5° ถึง 15°’ Leonard Wong นักอากาศพลศาสตร์จาก Giant กล่าว
Suzuki เล่าเรื่องที่คล้ายกัน: ‘ในโลกแห่งความจริง 2.5° ถึง 12.5° เป็นมุมหันเหที่แพร่หลายที่สุดที่นักบิดต้องเผชิญ’
Yu at Specialized เพิ่มว่า สำหรับนักปั่นทั่วไป เว้นแต่คุณจะขี่ในสภาพที่มีลมแรงมาก มุมปกติจะน้อยกว่า 10°'
ผลลัพธ์ที่ต่างกันเล็กน้อยนี้คือสาเหตุที่จักรยานแอโรคันหนึ่งดูไม่เหมือนอีกคัน ออกแบบเฉพาะ Venge ViAS ตามวิสัยทัศน์ของช่วงการหันเหที่สมบูรณ์แบบ ในขณะที่ Trek ออกแบบ Madone ให้เหมาะกับช่วงที่แตกต่างกัน
ดังนั้น ดูเหมือนว่าถ้าคุณคือ Peter Sagan ที่ขับ peloton ไปด้วยความเร็ว 50 กม./ชม. คุณต้องการจักรยานที่ปรับให้เหมาะกับมุมการหันเหประมาณ 3°-7° ในขณะที่พวกเราที่เหลือต้องการการออกแบบจักรยาน เพื่อจัดการกับการหันเหได้สูงถึง 10°-12°
ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น
แล้วความคิดที่ว่าการออกแบบบางอย่างสามารถควบคุมลมด้านข้างเพื่อสร้างแรงขับไปข้างหน้าได้เหมือนเรือยอทช์ที่แหวกลม? Jason Fowler ที่ Zipp Wheels มีการจัดหมวดหมู่: 'เราไม่เชื่ออย่างนั้น' เขากล่าว
Xavier Disley ซึ่งที่ปรึกษาของ AeroCoach ได้ตรวจวัดตามหลักอากาศพลศาสตร์สำหรับทีมและผู้ผลิต WorldTour ก็ถูกมองข้ามอย่างเท่าเทียมกัน: 'เมื่อใดก็ตามที่ผู้คนพบว่ามีแรงผลักดันในอดีต ก็มักจะผ่านส่วนประกอบเช่นล้อดิสก์ แต่ในส่วนของระบบทั้งหมดของจักรยานยนต์และผู้ขับขี่ ผลกระทบใดๆ ก็ตามอาจเล็กน้อย’
วิทยาศาสตร์การปั่นจักรยานของ Max Glaskin อยู่ในปกอ่อน เขาครอบคลุมทุกมุมบน Twitter ในชื่อ @cyclingscience1
