Πιστεύετε ότι είστε γρήγοροι, ξέρετε ότι θα μπορούσατε να είστε πιο γρήγοροι, αλλά ποια είναι η μεγαλύτερη δυνατή ταχύτητα σωματικά; Ανακαλύπτουμε
Εδώ είσαι, κατηφορίζεις με ταχύτητα σαν να εξαρτάται η ζωή σου από αυτό. Σκυμμένος πάνω από τις ράβδους, λευκές αρθρώσεις πιάνουν τις σταγόνες, κοιτάζεις προς τα κάτω τον υπολογιστή του ποδηλάτου σου και βλέπεις τη φιγούρα να χτυπά μέχρι τα 70 χλμ. ώρα. Ω ναι, πραγματικά πετάτε τώρα. Αλλά προτού μπορέσετε να αυξήσετε την ταχύτητα, η οδική πινακίδα σηματοδοτεί μια διασταύρωση μπροστά και πατάτε τα φρένα για να σταματήσετε με ασφάλεια.
Αλλά τι θα γινόταν αν αυτή η διασταύρωση δεν ήταν εκεί; Τι θα γινόταν αν δεν υπήρχαν εμπόδια ή στροφές ή σκυλιά να τριγυρνούσαν στο δρόμο και η πλαγιά ήταν τόσο μεγάλη, ομαλή και απότομη όσο θα μπορούσατε να επιθυμούσατε;
Πόσο γρήγορα θα μπορούσατε να πάτε τότε; Ας αρχίσουμε να απαντάμε σε αυτήν την ερώτηση κοιτάζοντας τι σας κρατάει πίσω.
Life's a drag
«Αυτή θα ήταν η τελική ταχύτητα», εξηγεί ο Rob Kitching, ιδρυτής του διαδικτυακού αεροδυναμικού εξοπλισμού Cycling Power Lab. «Σε όρους ποδηλασίας, αυτό είναι το σημείο όπου οι κοινές δυνάμεις ακινητοποίησης της αεροδυναμικής αντίστασης έλξης και κύλισης ισούνται με τις δυνάμεις που παρέχονται από τη βαρύτητα και την ισχύ εξόδου.».
Πόση πρόσκρουση έχει η βαρύτητα εξαρτάται από τη σοβαρότητα της κλίσης. «Αν ρυθμίσετε την κλίση σε άπειρη - με άλλα λόγια, έναν τοίχο - δεν θα υπήρχε φορτίο στα ελαστικά ή στη δομή του ποδηλάτου», λέει ο Ingmar Jungnickel, μηχανικός Ε&Α για το Specialized.
«Ουσιαστικά αυτό θα έκανε και τα δύο περιττά και θα κάνατε αλεξίπτωτο.».
Ή πιο τεχνικά «αλεξίπτωτο ταχύτητας», όπου ο στόχος είναι να επιτευχθεί και να διατηρηθεί η υψηλότερη δυνατή τερματική ταχύτητα. Πετάξτε έναν άνθρωπο από την κοιλιά του αεροπλάνου και θα φτάσουν ταχύτητες έως και 200 kmh. κατευθυνθείτε πρώτα και μιλάμε για 250-300 kmh. πρώτα το κεφάλι και φορώντας εξειδικευμένα ρούχα που επιτρέπουν ταχύτητες έως και 450 kmh.
«Αλλά αυτό δεν είναι ποδηλασία, οπότε ας το αγνοήσουμε και ας χρησιμοποιήσουμε έναν πραγματικό δρόμο», συνεχίζει ο Jungnickel. Σαρώνοντας τους δρόμους του κόσμου, η Baldwin Street στο Dunedin της Νέας Ζηλανδίας έχει την αμφίβολη τιμή να είναι ο πιο απότομος δρόμος στον πλανήτη στις 35-38°, ανάλογα με το ποιον πιστεύετε.
'Στην κλίση αυτού του δρόμου – αλλά επιμήκυνση πέρα από την απόσταση των 350 μέτρων – υποθέτοντας ήρεμες συνθήκες και απόδοση ισχύος 400 watt, ένας αναβάτης στη θέση του δρόμου θα μπορούσε να φτάσει τα 89,48 μίλια/ώρα [144 χλμ/ώρα]», λέει ο Jungnickel.
Αυτή είναι λίγη ταχύτητα, αλλά εξακολουθεί να απέχει σχεδόν 80 χλμ. ώρα από το παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας κατάβασης, που σημειώθηκε πέρυσι από τον Γάλλο Éric Barone όταν έφτασε τα 223,3 χλμ. ώρα στη χιονισμένη πίστα ταχύτητας Chabrières στις γαλλικές Άλπεις το 2015.
Έτσι ίσως για να μειώσουμε την αντίσταση κύλισης η κλίση μας θα πρέπει να διαθέτει μια παγωμένη πλατφόρμα; Όχι απαραίτητα, σύμφωνα με τον Jungnickel. «Σε αυτές τις ταχύτητες, η αντίσταση του αέρα είναι περίπου 99,5%.»
Αυτό συγκρίνεται με περίπου 50% όταν οδηγείτε με 12kmh. Η αντίσταση του αέρα αυξάνεται όσο πιο γρήγορα οδηγείτε, επομένως ποιες μεθόδους πρέπει να χρησιμοποιήσει ο φανταστικός ποδηλάτης μας για να φτάσει στη μέγιστη ταχύτητα και να αψηφήσει την αντίσταση του αέρα;
Keep it aero
«Σαφώς η θέση είναι σημαντική», λέει ο Jungnickel. «Έτσι ανέλαβα τους υπολογισμούς με έναν αναβάτη βελτιστοποιημένο στη θέση χρονομέτρησης και, χρησιμοποιώντας την παρατεταμένη αναλογία Baldwin Street, ο αναβάτης 400 W μπορούσε να φτάσει τα 322 χλμ. ώρα.».
Όταν ο Jungnickel λέει βελτιστοποιημένος, μιλάει για το πλήρες αεροδυναμικό μενού. Αυτό σημαίνει ένα κράνος σταγόνας και μια θέση που βλέπει την ουρά του κράνους να ρέει φυσικά σε μια λεία, βελτιωμένη πλάτη.
Μια στενή φόρμα είναι επίσης απαραίτητη για τη μείωση της αντίστασης του αέρα.
«Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ζωτικής σημασίας», λέει ο Rob Lewis από τον ειδικό στην υπολογιστική ρευστοδυναμική TotalSim. «Ο τύπος υλικού, η τοποθέτηση ραφών και η επιφανειακή επεξεργασία κάνουν τεράστια διαφορά. Μπορεί να μιλάτε για διαφορά 12-15% στην οπισθέλκουσα ανάμεσα σε ένα καλό και κακό κοστούμι.»
Ο Ο Lewis προτείνει επίσης ότι το να σηκώνετε τις κάλτσες σας όσο το δυνατόν περισσότερο είναι πιο αποτελεσματικό αεροδυναμικά από τα μποτάκια, ενώ το στενό κράτημα σε αυτές τις προεκτάσεις αεροπλάνου θα μειώσει ελαφρώς και την αντίσταση.
Θα θέλατε επίσης σωλήνες σε σχήμα δακρύου γιατί, όπως παραπάνω, συμβάλλει στη μείωση του συντελεστή αεροδυναμικής οπισθέλκουσας (CdA). Αυτό καλύπτει την ολισθηρότητα και το μέγεθος ενός αντικειμένου συν την μετωπική του περιοχή.
Η Φυσική λέει ότι ένα αντικείμενο με συντελεστή οπισθέλκουσας μηδέν δεν μπορεί στην πραγματικότητα να υπάρχει στη Γη – όλα έχουν κάποια μορφή έλξης – αλλά οι αριθμοί μπορεί να είναι πολύ χαμηλοί.
Το τιμόνι σε σχήμα δάκρυ σε ένα ποδήλατο κορυφαίας ποιότητας, για παράδειγμα, μπορεί να καταγράψει έναν αριθμό 0,005. Αυτό είναι όμορφο αεροσκάφος.
Παραδείγματα CdA ελίτ που χρησιμοποιούν ράβδους σε σχήμα αεροσκάφους μπορεί να είναι στο όριο 0,18-0,25, έναντι του 0,25-0,30 ενός καλού ερασιτέχνη αθλητή.
Αυτός ο αριθμός γίνεται ακόμη πιο σημαντικός όταν ευθυγραμμίζεται με την ισχύ εξόδου. Όταν ο Γερμανός επαγγελματίας Tony Martin κέρδισε το Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Time-Trial του 2011 στην Κοπεγχάγη, η ισχύς εξόδου και η αεροδυναμική του αντίσταση (εκφρασμένα ως watt/m2 CdA) υπολογίστηκαν ως 2, 089.
Αυτό σε σύγκριση με 1.943 για τον Bradley Wiggins στη δεύτερη και 1.725 για τον Jakob Fuglsang στη 10η.
«Όλοι οι αναβάτες μπορούν να εργαστούν για να βελτιώσουν αυτό το ποσοστό», λέει ο Kitching. «Αλλά επίσης εξαιρετικά σημαντική για τις κορυφαίες ταχύτητες είναι η πυκνότητα του αέρα, η οποία είναι σαφώς λιγότερο ελεγχόμενη.»
Έρχεται στον αέρα
Στο επίπεδο της θάλασσας και στους 15°C, η πυκνότητα του αέρα είναι περίπου 1,225kg/m3. Ωστόσο, παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η βαρομετρική πίεση, η υγρασία και το υψόμετρο επηρεάζουν την πυκνότητα του αέρα, με την πυκνότητα να μειώνεται όσο πιο ψηλά βρίσκεστε.
"Γι' αυτό αναβάτες όπως ο Sam Whittingham το κεφάλι ψηλά όταν προσπαθούν να σπάσουν ρεκόρ ταχύτητας εδάφους με ανθρώπινη ενέργεια", προσθέτει ο Lewis.
Και γιατί ο Felix Baumgartner επέπλεε στον αέρα της στρατόσφαιρας όταν έκανε αλεξίπτωτο στο 1.342 kmh το 2012.
Ο Καναδός Γουίτιγχαμ πέτυχε απίστευτα 132,5 χλμ. ώρα στο επίπεδο, αν και αυτό είναι ακόμα ντροπαλό για το παγκόσμιο ρεκόρ ταχύτητας με ανθρώπινη ενέργεια, που κατέγραψε ο συμπατριώτης Τοντ Ράιχαρτ τον περασμένο Σεπτέμβριο.
Ο Ράιχαρτ άφησε τα υπόλοιπα στο πέρασμά του, σημειώνοντας τελική ταχύτητα 137,9 χλμ. ώρα. Λέμε "τα υπόλοιπα" επειδή ο Reichart κατέγραψε αυτή την ταχύτητα στο World Human Powered Speed Challenge στο State Route 305 λίγο έξω από το Battle Mountain, Νεβάδα.
Ήταν η 16η συνεχόμενη χρονιά που ο διαγωνισμός διεξήχθη στη Νεβάδα και αυτό οφείλεται σε δύο βασικούς παράγοντες: είναι 1.408 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, επομένως η πυκνότητα του αέρα είναι χαμηλή και η διαδρομή παρέχει μια ζώνη επιτάχυνσης 8 χιλιομέτρων που οδηγεί σε μια παγίδα ταχύτητας 200 μέτρων.
Και οι δύο βοήθησαν στη μέγιστη ταχύτητα του Reichart, όπως και το όχημά του - ένα ξαπλωμένο ποδήλατο τυλιγμένο με φέρινγκ. «Έχω κάνει περαιτέρω υπολογισμούς στην οδό Baldwin», λέει ο Jungnickel, «και με ένα ποδήλατο με πλήρη κοπή, η τερματική ταχύτητα θα ήταν 369 μίλια/ώρα [594 χλμ. ώρα]»..
Θα ήταν ακόμη υψηλότερο αν μπορούσατε να κάνετε κάτι για τα ελαστικά, με τον Jungnickel να δηλώνει ότι από τα ελαστικά που βγαίνουν έξω παράγεται περισσότερη αντίσταση από ολόκληρο το σκάφος.
«Επίσης, σε ακραίες εξόδους ισχύος, τελικά θα συναντούσατε τη μέγιστη πρόσφυση που θα μπορούσαν να προκαλέσουν τα ελαστικά, η οποία είναι συνάρτηση της κάθετης δύναμης», λέει.
«Στη συνέχεια φτάνεις στο catch-22. Θα μπορούσατε να προσθέσετε σπόιλερ για να αυξήσετε την κάθετη δύναμη, τα οποία προσθέτουν οπισθέλκουσα, η οποία θα απαιτούσε ξανά περισσότερη ισχύ (και ούτω καθεξής). Πέρα από αυτό, δεν πιστεύω ότι τυχόν δομικές ανησυχίες θα ήταν ένας παράγοντας, καθώς θα μπορούσατε απλώς να φτιάξετε το ποδήλατο πιο ανθεκτικό με περισσότερο υλικό.»
Ορίστε το. Για να φτάσετε τη μέγιστη ταχύτητά σας των σχεδόν 600 kmh, αναθέστε στον Graeme Obree να σας κατασκευάσει ένα ποδήλατο aero Beastie, κατευθυνθείτε προς τη Νέα Ζηλανδία, ζητήστε από το δημοτικό συμβούλιο του Dunedin να επεκτείνει την οδό Baldwin σε μήκος περίπου 10 km και να παράγει μια ισχύ παρόμοια με τον Tony Martin. Απλό…
