Όταν ο δρόμος γίνεται απότομος, εξαφανίζονται οι αεροδυναμικές επιδράσεις της έλξης; Ο ποδηλάτης ερευνά…
Δεν είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς το σενάριο: βρίσκεστε στα μισά του δρόμου στο Alpe d'Huez, προσπαθώντας απεγνωσμένα να μείνετε σε επαφή με τον τροχό μπροστά. Πνεύμονες καύση, καρδιακός ρυθμός αναρρίχηση, το σώμα σας ουρλιάζει για ανάπαυλα.
Αξίζει, λοιπόν, πραγματικά όλη αυτή η προσπάθεια να επιμείνουμε όταν η σχεδίαση κατά τη διάρκεια μιας ανάβασης μπορεί να επιτύχει μόνο τα πιο μικροσκοπικά οφέλη;
Τα αποτελέσματα της εξοικονόμησης ενέργειας στο επίπεδο είναι γνωστά, αλλά τα ποσοτικά οφέλη από το να βρίσκεσαι πίσω από τους αναβάτες σε μια ανάβαση δεν έχουν αναφερθεί σχετικά.
«Δεν υπάρχουν πολλά αντικειμενικά δεδομένα για αυτό, επειδή τα αποτελέσματα της σύνταξης είναι δύσκολο να μελετηθούν», εξηγεί ο Damon Rinard, ανώτερος τεχνολόγος ποδηλασίας στο Cervélo.
«Έχουμε σήραγγες ανέμου για να μελετήσουμε την αεροδυναμική έλξη σε μεμονωμένους αναβάτες και μελέτες βελοδρόμου για τη μέτρηση του σχεδίου σε μια ομαδική επιδίωξη – αλλά η εφαρμογή αυτού στα βουνά είναι δύσκολη.».
Επιστροφή στα βασικά
Ώρα να επιστρέψουμε στα βασικά. Η ουσία είναι ότι τα αεροδυναμικά οφέλη εξαρτώνται από την ταχύτητα – η οποία μειώνεται γρήγορα όταν ανηφορίζετε.
«Στην ποδηλασία, οι τρεις δυνάμεις που πρέπει να ξεπεραστούν είναι η αντίσταση του αέρα, η αντίσταση κύλισης και η βαρύτητα», εξηγεί ο Matt Williams, ειδικός αεροδυναμικής στη McLaren Applied Technologies.
'Σε επίπεδο έδαφος, όλη η δύναμη πηγαίνει για να ξεπεράσεις την αντίσταση οπισθέλκουσας και κύλισης – αλλά καθώς ξεκινάς να ανηφορίζεις, η δύναμη του βάρους που αντιστέκεται στην κίνηση ανεβαίνει αρκετά γρήγορα, λέει.
«Για μια δεδομένη προσπάθεια προχωράς πιο αργά, γιατί χρησιμοποιείς περισσότερη από αυτή την προσπάθεια για να ξεπεράσεις τη βαρύτητα και λιγότερο για να προχωρήσεις πραγματικά μπροστά.»
Και όσο μειώνεται η ταχύτητα, μειώνεται και η αντίσταση του αέρα. Αυτό μπορεί να εκφραστεί ως: Fd=½ rv2CdA (όπου r=πυκνότητα αέρα, v=ταχύτητα, Cd=συντελεστής οπισθέλκουσας και A=μετωπική περιοχή), που σημαίνει ότι η σχέση μεταξύ ταχύτητας και οπισθέλκουσας είναι εκθετική.
«Η δύναμη οπισθέλκουσας είναι ανάλογη προς την ταχύτητα στο τετράγωνο, επομένως η δύναμη αλλάζει πολύ με οποιαδήποτε αλλαγή στην ταχύτητα», εξηγεί ο Rinard.
'Σε τυπικές ταχύτητες αναρρίχησης από 15 έως 20 χλμ. ώρα, η αντίσταση στον αέρα έχει ήδη μειωθεί σημαντικά και στα 12 χλμ. ώρα περίπου, αυτό είναι το σημείο γύρω από το οποίο η αντίσταση στον αέρα είναι περίπου ισοδύναμη με την αντίσταση κύλισης των ελαστικών.'.
Όλα αυτά σημαίνουν ότι υπάρχουν πολύ λιγότερα περιθώρια εξοικονόμησης ενέργειας με την ολίσθηση σε έναν λόφο, επειδή η δύναμη ενάντια στον αναβάτη είναι πολύ μικρότερη.
«Η ταχύτητά σας πέφτει αρκετά γρήγορα, επομένως τα οφέλη του αεροσκάφους πέφτουν», λέει ο Williams.
Συμπλήρωση
Λοιπόν, τι εξοικονόμηση ενέργειας είναι διαθέσιμη στους λόφους; «Στο επίπεδο, μπορεί να χρησιμοποιείτε 300 watts για να ξεπεράσετε αεροδυναμικές δυνάμεις, για παράδειγμα – και αν εξοικονομήσετε το ένα τρίτο από αυτό μέσω της σχεδίασης, αυτό είναι 100 Watt λιγότερο», λέει ο Williams.
Αλλά σε μια κλίση 6%, έως και 80% της ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντισταθεί στη βαρύτητα, με μόνο 10% στην αντίσταση του αέρα.
«Αν χρησιμοποιείτε μόνο 30 watt για να ξεπεράσετε την αεροδυναμική οπισθέλκουσα, ακόμα κι αν εξοικονομήσετε το ένα τρίτο από αυτά, εξοικονομείτε μόνο 10 Watt.'.
Στην πραγματικότητα, η πραγματική εξοικονόμηση θα μπορούσε να είναι ακόμη μικρότερη. «Το να βάλεις αριθμούς είναι το δύσκολο μέρος», λέει ο Rinard.
«Έχει μετρηθεί ότι η έλξη μειώνει την απαιτούμενη ισχύ κατά 30% έως 50%, αλλά αυτό συμβαίνει σε κανονικές ταχύτητες επίπεδου εδάφους.
Για την αναρρίχηση η ισχύς είναι μεγαλύτερη και οι ταχύτητες χαμηλότερες, επομένως οι εξοικονομήσεις όσον αφορά τη δύναμη έλξης είναι επίσης χαμηλότερες – αλλά δεν είναι εύκολο να ποσοτικοποιηθεί.»
Παρ' όλα αυτά, ο David Swain, καθηγητής στην επιστήμη της άσκησης στο Old Dominion University στη Βιρτζίνια, λέει ότι είναι πάντα πιθανό να υπάρχει κάποιο αποτέλεσμα της σύνταξης, όσο μικρή κι αν είναι.
«Οι δρομείς επωφελούνται σαφώς στα 15 μίλια/ώρα, καθώς το μίλι των τεσσάρων λεπτών έσπασε για πρώτη φορά με τη βοήθεια του ντραφτ και φαίνεται να ωφελούνται ακόμη και σε μαραθώνιο ρυθμό», λέει.
«Θα υπάρχει μειωμένο ενεργειακό κόστος στις ταχύτητες αναρρίχησης στην ποδηλασία, εφόσον ο λόφος δεν είναι τόσο απότομος ώστε να επιβάλλει ένα ρυθμό περπατήματος.»
Σβήσιμο ρεύματος
Και όσο περισσότερη συνολική ισχύ μπορείτε να βάλετε στο σύστημα ή όσο πιο ελαφρύς είστε, τόσο μεγαλύτερα είναι τα οφέλη – εξηγώντας γιατί οι επαγγελματίες κολλάνε τόσο κοντά ο ένας στον άλλο στα βουνά.
'Για τους περισσότερους από εμάς που ανεβαίνουμε μια ανάβαση 8%, πηγαίνουμε μόνο με 8 ή 9 χλμ/ώρα – και με αυτή την ταχύτητα το πλεονέκτημα είναι αμελητέο», λέει ο Tony Purnell, καθηγητής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και επικεφαλής τεχνικής ανάπτυξης στο British Cycling.
«Αλλά αν ανεβαίνεις όπως ο Vicenzo Nibali, είναι μια διαφορετική περίσταση. Στα 20 χλμ. ώρα, είναι ένα απτό τεχνικό πλεονέκτημα.»
'Καθώς η κλίση αυξάνεται πέρα από το 5% ή το 6%, αυτό που θα εξοικονομήσουν είναι μικρό, αλλά είναι το είδος του ποσού που οι κατασκευαστές ποδηλάτων θα ήθελαν να εξοικονομήσουν στον σχεδιασμό εξοπλισμού – επομένως δεν είναι καθόλου ασήμαντο, προσθέτει ο Williams.
«Στο πλαίσιο ενός αγώνα σταδίου τριών εβδομάδων, οι επαγγελματίες αναβάτες αναζητούν κάθε ευκαιρία για εξοικονόμηση ενέργειας.»
Κέρδη
Οι επαγγελματίες προσπαθούν τώρα να ποσοτικοποιήσουν καλύτερα τα πλεονεκτήματα του σχεδίου μετρώντας την αποτελεσματική ταχύτητα του ανέμου σε όλο το σώμα σε πραγματικό χρόνο, η οποία μπορεί να είναι δύσκολο να προβλεφθεί στα βουνά.
«Αυτό που χρειάζεται, και μόλις έγινε διαθέσιμο, είναι οι ψηφιακοί αισθητήρες ταχύτητας αέρα και κατεύθυνσης ανέμου στο ποδήλατο», λέει ο Rinard.
'Το Mavic έχει έναν αισθητήρα ανέμου που χρησιμοποιούν, και έχουμε ένα όργανο που ονομάζεται Aerostick που μετρά τη φαινομενική ταχύτητα του αέρα, την κατεύθυνση του ανέμου και την τροχιά του αναβάτη, την ισχύ εξόδου και την ταχύτητα, και τα καταγράφει δευτερόλεπτο προς δευτερόλεπτο.
«Αλλά αυτή η τεχνολογία είναι σχετικά νέα τα τελευταία τρία χρόνια περίπου, και τα περισσότερα από τα δεδομένα από αυτήν βρίσκονται ακόμα σε ιδιωτικά χέρια.»
Φαίνεται βεβαίως ότι το drafting είναι ο δρόμος προς τα εμπρός – και αυτό χωρίς να ληφθούν υπόψη τα πρόσθετα τακτικά και ψυχολογικά πλεονεκτήματα του να μπορείς να ξεκινήσεις μια επίθεση από πίσω ή να αφήσεις τους συμπαίκτες σου να κάνουν τον ρυθμό.
«Το να έχεις έναν φιλικό τροχό μπορεί να κάνει μια καθοριστική διαφορά ψυχολογικά», λέει ο Purnell. «Και οι αναρριχήσεις σπάνια έχουν σταθερή κλίση – επομένως θέλετε να είστε στο τιμόνι κάποιου για τα πιο επίπεδα κομμάτια, όπου υπάρχει πραγματικά ένα σημαντικό πλεονέκτημα.»
Για εμάς τους απλούς θνητούς, μπορεί να υπάρχει μια σκέψη. «Πρέπει να ξέρεις τι είσαι ικανός, γιατί το ντραφτ σημαίνει να μένεις στην ίδια ταχύτητα με τον αναβάτη μπροστά σου», λέει ο Purnell.
Μείνετε στο δικό σας ρυθμό
«Οι άνθρωποι λένε συχνά, «Σκαρφαλώστε με τον δικό σας ρυθμό», και αυτό είναι λογικό. Μπορεί να αποκτήσετε ενεργειακό πλεονέκτημα μέσω της σύνταξης, αλλά αν είναι πολύ γρήγορο, θα μπείτε στο κόκκινο και θα φυσήξετε.».
Για να το θέσω σε νούμερα, σε κλίση 20%, ένας μέσος αναβάτης 70 κιλών που βγάζει 300 watt θα κάνει κάτι περισσότερο από 6 χλμ. ώρα, οπότε η αντίσταση του αέρα είναι αμελητέα και το τράβηγμα είναι ελάχιστα ανησυχητικό σε σύγκριση με τη διατήρηση της απλής κίνησης προς τα εμπρός.
Αλλά ο Rinard έχει την άποψη του δρομέα: «Αξίζει πάντα να το κάνεις ντραφτ», καταλήγει. «Και αν δεν συντάσσετε, καλύτερα να υπάρχει ένας λόγος που όχι. Εάν υπάρχει μια γραμμή τερματισμού προς την οποία πρέπει να κάνετε σπριντ ή μια επίθεση, τότε αυτοί είναι όλοι έγκυροι λόγοι.
«Αλλά η σύνταξη βοηθάει, εκτός αν έχετε λόγο να μην το κάνετε. Ακόμα κι αν είναι μια μικρή ποσότητα, είναι δωρεάν, οπότε γιατί να μην το πάρετε;'
