Aerodynamika czy waga: co naprawdę daje szybkość

Lżej czy bardziej aerodynamicznie? To pytanie stoi za większością zakupów rowerów i kół, a marketing ciągnie w obie strony. Fizyka daje jasną odpowiedź, która zależy głównie od tego, gdzie i jak szybko jeździsz. Ten poradnik wyjaśnia siły, gdzie wygrywa każda z nich i jak dobrze wydać pieniądze oraz uwagę.

To część IKUISTA Tech Notes, naszych prostych poradników o inżynierii roweru.

Trzy siły

Na płasku walczysz z trzema rzeczami: oporem powietrza, oporem toczenia i tarciem w napędzie. Na podjeździe dochodzi czwarta: grawitacja.

Kluczowe jest to, jak każda z nich rośnie. Opór powietrza rośnie z sześcianem prędkości. Podwojenie prędkości zwiększa moc potrzebną do pokonania powietrza około ośmiokrotnie. Grawitacja rośnie z masą i nachyleniem, w linii prostej. Opór toczenia jest mniej więcej proporcjonalny do masy i prawie stały względem prędkości.

Ta różnica w skalowaniu decyduje o wszystkim, co następuje.

Gdzie wygrywa aerodynamika

Ponieważ opór rośnie tak stromo z prędkością, dominuje przy szybkiej jeździe po płaskim. Przy około 40 km/h na płasku około 80 procent Twojej mocy idzie na walkę z powietrzem. Przy takich prędkościach waga prawie nie ma znaczenia.

Dlatego aerodynamiczne rowery, głębsze koła, czystszy kokpit i przede wszystkim lepsza pozycja opłacają się na trasach pagórkowatych i płaskich. Weźmy typową trasę 100 km z umiarkowanymi podjazdami. Przejście ze standardowego zestawu endurance na aerodynamiczny może zaoszczędzić wiele minut na dystansie, a zdecydowana większość tej oszczędności pochodzi z oporu, nie z mniejszej wagi. Lepsza pozycja, ściślejsza odzież i czystszy przód mogą dać więcej tego samego, za niewielki koszt lub bez niego.

Gdzie wygrywa waga

Waga ma znaczenie, gdy prędkość jest niska, a droga idzie w górę. Na stromym podjeździe przy niskiej prędkości większość mocy idzie na podnoszenie roweru i kolarza przeciw grawitacji. Przy około 15 km/h na nachyleniu 8 procent zdecydowana większość wysiłku to walka z grawitacją, a redukcja wagi pomaga bezpośrednio.

Waga jest więc dźwignią na długich, stromych podjazdach pokonywanych wolno. Dla większości kolarzy to mniejsza część całkowitego czasu jazdy, niż się wydaje.

Punkt zwrotny

Między tymi skrajnościami obie siły się równoważą. Przybliżona wskazówka z modelowania: poniżej około 3 procent nachylenia lub powyżej około 30 km/h niezależnie od nachylenia dominuje aerodynamika. Powyżej około 8 procent nachylenia lub poniżej około 15 km/h dominuje waga. Pomiędzy są blisko siebie.

Dwie rzeczy przesuwają linię. Silniejszy kolarz jedzie szybciej przy każdym nachyleniu, co przechyla równowagę w stronę aerodynamiki. A ponieważ nowoczesne rowery wyścigowe są już zoptymalizowane aerodynamicznie, nachylenie, przy którym lekki rower wychodzi na prowadzenie, z biegiem lat rosnęło. Na trasie tam i z powrotem zjeżdżasz też to, co wjechałeś, a lżejszy rower oddaje wtedy czas rowerowi aero.

Jak dobrze wydać pieniądze

Dla większości kolarzy na terenie mieszanym aerodynamika jest lepszym miejscem do szukania, a najtańsza aerodynamika jest za darmo: Twoja pozycja na rowerze. Bardziej płaskie plecy i węższe ustawienie rąk zmniejszają opór bez żadnego zakupu. Uzyskanie tej pozycji zaczyna się od właściwego rozmiaru ramy, co wyjaśnia nasz poradnik o stack i reach.

Potem opony i ciśnienie dają pewne, tanie zyski, które działają przy każdej prędkości. Głębokie koła i ramy aero pomagają, jeśli jeździsz szybko po drogach pagórkowatych. Gonitwa za gramami ma najwięcej sensu, jeśli Twoją jazdą rządzą długie, strome, wolne podjazdy. Zanim wydasz pieniądze na egzotyczne komponenty, warto przeczytać, co dane faktycznie pokazują o łożyskach ceramicznych.

Zmienną, która przyćmiewa to wszystko, jest silnik. Trening dodaje więcej watów niż jakikolwiek pojedynczy komponent, a uczciwe dopasowanie pozwala je wygodnie wytwarzać. Podejście IKUISTA to szczerość co do tej kolejności: najpierw pozycja i dopasowanie, potem opony, potem sprzęt aero lub waga dobrane do Twojego rzeczywistego terenu, nie do marketingu. Jeśli ważysz ramę aero z uniwersalną, nasz poradnik o wyborze między naszymi modelami to omawia.

Twoja kolej

Czy Twoja jazda to głównie płasko i szybko, czy długo i stromo? Napisz w komentarzach, w którą stronę pcha Cię Twój teren. Jeśli potrzebujesz pomocy w wyborze lżejszego lub bardziej aerodynamicznego zestawu do dróg, po których jeździsz, skontaktuj się z nami.

Najczęściej zadawane pytania

Co ma większe znaczenie: aerodynamika czy waga?

To zależy od prędkości i nachylenia. Opór powietrza dominuje przy szybkiej jeździe po płaskim, bo rośnie z sześcianem prędkości. Waga ma największe znaczenie na stromych podjazdach przy niskiej prędkości.

Przy jakim nachyleniu waga wygrywa z aerodynamiką?

Orientacyjnie waga dominuje powyżej około 8 procent nachylenia lub poniżej około 15 km/h, a aerodynamika dominuje poniżej około 3 procent lub powyżej około 30 km/h. Pomiędzy są blisko siebie.

Jaki jest najtańszy sposób, by jechać szybciej?

Twoja pozycja na rowerze. Bardziej płaskie plecy i węższe ustawienie rąk zmniejszają opór powietrza bez kosztu. Potem dobre opony i prawidłowe ciśnienie dają pewne zyski przy każdej prędkości.

Czy rowery aero są warte zakupu dla amatorów?

Na płaskich i pagórkowatych drogach tak, bo większość kolarzy spędza większość czasu przy prędkościach, przy których dominuje opór powietrza. Zyski działają nawet przy 30 km/h.

Co ma większe znaczenie niż rower?

Silnik. Trening dodaje więcej watów niż jakikolwiek komponent, a dobre dopasowanie pozwala je wygodnie wytwarzać.

Aerodynamika czy waga: co naprawdę sprawia, że jedziesz szybciej