Οι ζάντες των τροχών παχαίνουν, κάτι που φαίνεται αντίθετο για να γίνουν πιο γρήγορα, οπότε τι συμβαίνει;
Η λογική προτείνει ότι αν θέλετε κάτι να κοπεί γρήγορα στον αέρα, το κάνετε λεπτό και αιχμηρό – όπως το Concorde. Είχε σχήμα βελάκι, ενώ άλλα επιβατικά αεροπλάνα ήταν βολβοειδή, και ως αποτέλεσμα μπορούσε να διασχίσει τον Ατλαντικό σε λιγότερο από τρεις ώρες. Σχεδόν το ίδιο σκεπτικό ίσχυε και στις πρώτες γενιές αεροτροχών βαθιάς διατομής: λεπτές, βαθιές διατομές V λεπτυνόμενες σε μια αιχμηρή άκρη, που έδιναν την εντύπωση ότι τεμαχίζονται στον αέρα με μέγιστη απόδοση. Ήταν διαισθητικό, αλλά οι καιροί άλλαξαν.
Η αιχμή του σχεδιασμού των τροχών τώρα είναι, λοιπόν, λιγότερο κοπτική και πιο αμβλεία. Οι άκρες έχουν μαλακώσει και οι ζάντες έχουν διευρυνθεί στο βαθμό που τώρα μας λένε ότι τα παχιά, στρογγυλεμένα προφίλ στεφάνης είναι το καλύτερο σχήμα που έρχεται σε αντίθεση με τον άνεμο για ολική απόδοση. Τι συνέβη λοιπόν;
Hed winds
Ο αρχικός υποστηρικτής του φαρδύτερου σχήματος στεφάνης ήταν η Hed Wheels, με τον ιδρυτή της, τον αείμνηστο Steve Hed, να οδηγεί μεγάλο μέρος της σκέψης στη δεκαετία του 1980. Όταν η Hed κυκλοφόρησε το χοντρό, φαρδύ προφίλ της σετ τροχών από κράμα αλουμινίου Ardennes στα μέσα της δεκαετίας του 2000, συνιστώντας να συνδυαστεί με ελαστικά 25 mm αντί για τα πανταχού παρόντα 23 mm, πολλοί εξέφρασαν τη δυσπιστία ότι αυτό θα μπορούσε να είναι πιο γρήγορη. Εκείνη την εποχή, οι τεχνικές λεπτομέρειες ήταν πρόχειρες. Φαινόταν ότι ο Hed επιζητούσε καλύτερη σταθερότητα ελαστικών για περισσότερο έλεγχο στις στροφές, μαζί με μείωση της πιθανότητας τσιμπήματος σε ανώμαλο έδαφος, ωστόσο η αρχική έρευνα στη δεκαετία του '80 είχε δείξει επίσης ότι οι φαρδύτερες ζάντες θα μπορούσαν να είναι πιο γρήγορες αεροδυναμικά. Στη συνέχεια, όταν κυκλοφόρησε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας Hed το 2009, άνοιξε η πόρτα για ένα κύμα καινοτομίας.
Michael Hall, διευθυντής προηγμένης ανάπτυξης στον κατασκευαστή τροχών Zipp, λέει: «Για χρόνια η βιομηχανία κυνηγούσε τη συνολική απόδοση οπισθέλκουσας [τα ταχύτερα αποτελέσματα στις δοκιμές αεροδυναμικής σήραγγας] χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η καλή απόδοση αυτών των εξαρτημάτων σε υπο- βέλτιστες, πραγματικές ημέρες. Στον πραγματικό κόσμο, οι αναβάτες πρέπει να αντιμετωπίσουν όλα όσα τους ρίχνει το περιβάλλον τους. Για τους τροχούς μας Firecrest, που κυκλοφόρησαν το 2010, αλλάξαμε την εστίασή μας και τα προϊόντα που προέκυψαν επιδίωξαν να είναι πιο σταθερά και προβλέψιμα σε οποιαδήποτε κατεύθυνση ανέμου από εκείνη των προηγούμενων γενεών μας.»
Ο Kevin Quan, διευθυντής μηχανικής στην Knight Composites, κάνει περισσότερες λεπτομέρειες: «Ο τρόπος που σχεδιάζουμε είναι από το πίσω άκρο, που σημαίνει το πίσω μισό του τροχού.» Αυτό μπορεί να ακούγεται αντίθετο δεδομένου ότι είναι το ελαστικό και το κορυφαίο του ελαστικό. Η άκρη του χείλους που χτυπά πρώτα τον άνεμο, αλλά ο Quan λέει, «Η έρευνά μας δείχνει ότι όταν ο άνεμος χτυπά ένα ελαστικό υπό γωνία εκτροπής [οποιαδήποτε άλλη γωνία εκτός από ευθεία] θα αποκολληθεί [χάσει την ομαλή ροή του πάνω από το χείλος], επομένως το αεροδυναμικό σχήμα στο μπροστινό μέρος της στεφάνης δεν κάνει πολλά – σχεδόν πάντα είναι ακινητοποιημένο.» Με άλλα λόγια, δεν έχει νόημα να δοθεί προτεραιότητα σε ένα αεροδυναμικό σχήμα στο μπροστινό μέρος.
Πλεονεκτήματα Aero
Για να κατανοήσουμε πώς μια φαρδύτερη στεφάνη μπορεί να βελτιώσει την αεροδυναμική αντί να αυξήσει την αντίσταση, πρέπει να λάβουμε υπόψη το γεγονός ότι ο αέρας στον οποίο οδηγούμε δεν συμπεριφέρεται με συνεπή τρόπο. Ακόμη και σε μια ήρεμη μέρα, ο αέρας είναι ένα στροβιλιζόμενο, περίπλοκο χάος. Αυτό που έχει συνειδητοποιήσει η αεροδυναμική επιστήμη είναι ότι η βέλτιστη δυναμική των ρευστών – ο τρόπος που ο αέρας αλληλεπιδρά με τα σχήματα και τις υφές της επιφάνειας με τις οποίες έρχεται σε επαφή – καταλήγει στη μείωση της τριβής.
Όσον αφορά τη ροή αέρα, υπάρχουν τρεις μεγάλες κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία είναι η «στρωτή» ροή αέρα. Αυτή είναι η πιο επιθυμητή κατάσταση για χαμηλές απώλειες τριβής και αναφέρεται στον αέρα που κινείται σε ομαλές, ευθείες ή καμπύλες γραμμές. Όταν συναντά ένα κινούμενο αντικείμενο, η στρωτή ροή αέρα διαχωρίζεται, ολισθαίνει γύρω από το αντικείμενο και μετά συνεχίζει τη ροή του στην άλλη πλευρά με ελάχιστη φασαρία.
Η δεύτερη κατάσταση είναι «ταραγμένη». Όπως υποδηλώνει το όνομα, αναφέρεται σε μπερδεμένο αέρα που απέχει πολύ από το να ρέει ομαλά, αν και μπορεί να έχει μέσα του στοιχεία τόσο «στρωτού» και «στάσιμου» αέρα. Οι λόγοι για τις αναταράξεις μπορεί να είναι πολλοί: ίσως είναι μια μέρα με αέρα ή ακολουθείτε στενά έναν άλλο αναβάτη ή υπάρχουν αυτοκίνητα και φορτηγά που περνούν. Αυτές οι μη βέλτιστες συνθήκες ονομάζονται μερικές φορές «βρώμικος» αέρας και είναι η πιο κοινή κατάσταση στην οποία οδηγούμε.
Η τρίτη συνθήκη είναι «στάσιμη». Αυτό συμβαίνει όταν ο αέρας δεν ρέει πλέον, αλλά τρέχει σε διαφορετικές κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Αυτή η κατάσταση προκαλεί τη μεγαλύτερη ποσότητα τριβής και ως εκ τούτου έχει τη μεγαλύτερη επίδραση στην επιβράδυνση του αναβάτη.
Όλα αυτά σημαίνουν ότι, ενώ είναι υπέροχο να έχετε έναν συνδυασμό τροχού και ελαστικού που λειτουργεί καλά σε στρωτή ροή, καθώς βρίσκεστε κατά μέτωπο σε μια αεροδυναμική σήραγγα, αυτό είναι μεγαλύτερο όφελος σε πραγματικά σενάρια είναι τροχοί και ελαστικά που λειτουργούν καλά σε τυρβώδη αέρα. Τα πιο επιτυχημένα μοντέρνα σχέδια στοχεύουν στην πραγματικότητα να πάρουν αέρα που είναι τυρβώδης και να μειώσουν την αντίστασή του - για να καθαρίσουν τον βρώμικο αέρα. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι λεπτές, αιχμηρές ζάντες των τροχών αντικαθίστανται από πιο φαρδιές, πιο στρογγυλεμένες ζάντες – τα νέα σχέδια είναι απλά πιο γρήγορα στο να κόβουν τον ακατάστατο αέρα που συναντούν οι αναβάτες στις περισσότερες βόλτες του πραγματικού κόσμου. Αλλά υπάρχει ένας άλλος σημαντικός λόγος για τον οποίο οι ζάντες φαρδαίνουν, ο οποίος είναι η αντίσταση κύλισης.
Επικοινωνήστε με τον αθλητισμό
Η στροφή σε φαρδύτερες ζάντες είναι εν μέρει το αποτέλεσμα μιας ταυτόχρονης κίνησης προς φαρδύτερα ελαστικά. Όπου τα ελαστικά των 23 mm ήταν ο κανόνας, περισσότεροι αναβάτες και κατασκευαστές επιλέγουν αντ 'αυτού τα 25 mm και μερικές φορές ακόμη φαρδύτερα.
«Η έρευνα της Continental δείχνει ότι ένα ελαστικό 25c έχει 10-15% λιγότερη αντίσταση κύλισης από ένα ελαστικό 23c», λέει ο Quan. «Η Continental έδειξε ότι αν έχετε μεγαλύτερο ελαστικό, το έμπλαστρο επαφής, αντί να μακραίνει, γίνεται πιο κοντό αλλά πιο φαρδύ, επομένως η πραγματική επιφάνεια στο δρόμο παραμένει η ίδια με τις ίδιες πιέσεις.»
Αυτό υποστηρίζεται από τα ευρήματα του κατασκευαστή ελαστικών Schwalbe. Ο διευθυντής προϊόντων Marcus Hachmeyer λέει: «Αν συγκρίνετε ελαστικά με διαφορετικά πλάτη αλλά πανομοιότυπα χαρακτηριστικά - ίδια σύνθεση, προφίλ και πίεση φουσκώματος - από την άποψη της αντίστασης κύλισης, η μεγαλύτερη είναι πιο γρήγορη. Αν φανταστείτε το ποδήλατο και τον αναβάτη σας παρκαρισμένο σε ένα φύλλο γυαλιού και ότι κοιτούσατε ψηλά από κάτω στο σημείο όπου το ελαστικό συναντά το γυαλί, θα δείτε δύο σαφώς διαφορετικά σχήματα. Σε ένα στενό ελαστικό το σχήμα θα ήταν μακρύ και λεπτό, ένα οβάλ. Σε ένα πιο φαρδύ ελαστικό αυτό το έμπλαστρο επαφής θα ήταν πιο κοντό και παχύ, περισσότερο κύκλος και με αυτόν τον τρόπο λιγότερα νήματα που αποτελούν το πλευρικό τοίχωμα και βοηθούν στη δημιουργία αντίστασης κύλισης χρησιμοποιούνται ανά πάσα στιγμή και η τριβή είναι λιγότερη».
Πολύ καλά όλα αυτά, αλλά γιατί να μην τοποθετήσετε απλά φαρδύτερα ελαστικά σε στενές ζάντες; Όταν το χείλος είναι στενό, το ελαστικό σχηματίζει ένα σχήμα «λάμπας» όταν το βλέπουμε σε προφίλ – τσιμπημένο στο σημείο που αγκιστρώνεται στη στεφάνη και βολβώδες μακριά από το χείλος. Με φαρδύτερη εσωτερική στεφάνη, το ελαστικό σχηματίζει περισσότερο ένα ανεστραμμένο σχήμα «U», το οποίο βοηθά στη δημιουργία πιο στρογγυλής επαφής με το δρόμο και στη συνέχεια λιγότερη αντίσταση κύλισης.
Το εσωτερικό πλάτος των ζαντών των τροχών δρόμου – η απόσταση μεταξύ των δύο αγκιστρωμένων φλάντζες που εδράζουν στο άκρο του ελαστικού – ήταν μέχρι πρόσφατα περίπου 14 mm. Στην πρώτη παραγωγή φαρδύτερων ζαντών, αυτός ο χώρος αυξήθηκε στα 16 mm και τώρα οι κατασκευαστές τα φαρδαίνουν ξανά. Η τελευταία σειρά Aeolus TLR D3 της Bontrager, η οποία κυκλοφόρησε νωρίτερα φέτος, διεύρυνε αυτό το πλάτος από την προηγούμενη D3 της στις 17.5 mm σε ένα τεράστιο 19,5 mm, μια ουσιαστική αύξηση σε ποσοστά. Ωστόσο, μια προειδοποίηση προέρχεται από τον Michel Lethenet του κατασκευαστή τροχών Mavic. «Και τα δύο στοιχεία [λάστιχο και ζάντα] πρέπει ιδανικά να σχεδιαστούν ώστε να ταιριάζουν τέλεια για να βελτιώσουν το σύστημα. Εάν όχι, δεν έχει νόημα με την αυξανόμενη αδράνεια, το περιστρεφόμενο βάρος και την αεροδυναμική οπισθέλκουσα να χρησιμοποιείτε απλώς ένα φαρδύτερο ελαστικό. Επιπλέον, υπάρχει η πτυχή της ασφάλειας που πρέπει να σκεφτείτε εάν σκεφτείτε το αντίθετο σενάριο - ένα στενό ελαστικό που χρησιμοποιείται σε υπερβολικά φαρδύ ζάντα. Αυτό μπορεί να έχει υψηλό κίνδυνο το ελαστικό να μην έχει τοποθετηθεί σωστά και ενδεχομένως να φουσκώσει.»
Η ασφάλεια με κάτι τόσο ζωτικής σημασίας όπως τα ελαστικά είναι υψίστης σημασίας, και ο Quan προσθέτει, «Αυτή τη στιγμή τα 17-18 χιλιοστά [εσωτερικό πλάτος στεφάνης], φαίνονται εντάξει, αλλά οποιοδήποτε φαρδύτερο, ας πούμε μέχρι 20 χιλιοστά, και μπαίνουμε στο αχαρτογράφητη περιοχή. Προς το παρόν δεν έχουμε δει καμία αρνητική επίδραση, αλλά δεν έχει ακόμη εμφανιστεί πραγματικά στο mainstream.»
Handle's Messiah
Απλώς για να αποδείξουμε ότι οι τροχοί είναι ίσως τα πιο σύνθετα προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι μηχανικοί, υπάρχει ένα άλλο ζωτικής σημασίας στοιχείο στη σύντομη σχεδίαση: ο χειρισμός.
«Είναι ένας εξαιρετικά σημαντικός παράγοντας», λέει ο Simon Smart, τεχνικός διευθυντής της Smart Aero Technology και σχεδιαστής του συστήματος αεροτροχών της Enve Composites (Enve SES). «Αν πάμε επτά χρόνια πίσω, οι αθλητές θα έρχονταν στην αεροδυναμική σήραγγα και θα τους προσδιορίζαμε το ταχύτερο σετ τροχών. Αλλά διαπιστώσαμε ότι συχνά στον πραγματικό κόσμο οι τροχοί ήταν πιο αργοί. Αυτό δεν ήταν επειδή η αεροσήραγγα ήταν λάθος, ήταν απλώς επειδή οι αναβάτες δεν μπορούσαν να κρατήσουν μια ευθεία γραμμή όταν αγωνίζονταν επειδή οι τροχοί δεν είχαν σταθερότητα.»
Μέρος της γρήγορης μετάβασης είναι η ικανότητα διατήρησης του ελέγχου, επομένως εάν ένας τροχός δεν έχει σταθερότητα σε πλευρικούς ανέμους ή τυρβώδη αέρα, το αποτέλεσμα είναι απώλεια αυτοπεποίθησης για γρήγορη κίνηση και η απόδοση αναπόφευκτα υποφέρει. «Για μένα, η ευστάθεια οδήγησης ήταν το μεγάλο πράγμα που έλειπε από την απόδοση του τροχού, και ήξερα ότι αν μπορούσαμε να αναπτύξουμε έναν πιο σταθερό μπροστινό τροχό, τότε ακόμα κι αν αποδεικνυόταν ελαφρώς πιο αργός στην αεροδυναμική σήραγγα, ήξερα ότι θα ήταν πιο γρήγορος στον πραγματικό κόσμο. », λέει ο Smart.«Γι' αυτό ξεκίνησα το πρόγραμμα ανάπτυξης με την Enve, με την πρώτη προτεραιότητα τη διαχείριση.»
Όλα αυτά υποδεικνύουν το γεγονός ότι ο τροχός και το ελαστικό πρέπει να συνεργάζονται ως ένα πλήρες πακέτο για μια βέλτιστη λύση, όχι μόνο στην αεροδυναμική αλλά και στη σταθερότητα στην ταχύτητα, στον προβλέψιμο χειρισμό και στη χαμηλότερη αντίσταση κύλισης. Υπό το φως αυτού, θα δούμε κατασκευαστές τροχών να συνεργάζονται στενότερα με τους κατασκευαστές ελαστικών στο μέλλον;
Στην περίπτωση του Bontrager, είναι ήδη ένα και το αυτό. Ο Ray Hanstein, διευθυντής προϊόντων τροχών της Bontrager, λέει: «Οι μηχανικοί τροχών και ελαστικών μας θεωρούνται ίδιοι. Οι τροχοί και τα ελαστικά είναι τόσο συνυφασμένα που δεν μπορείτε να αναπτύξετε το ένα σύμφωνα με τις δυνατότητές του χωρίς να έχετε μια στενή κατανόηση του άλλου. Αυτοί οι τύποι εργάζονται στο ίδιο δωμάτιο, οδηγούν μαζί, τρώνε μεσημεριανό μαζί.» Είναι μια παρόμοια ιστορία με τη Mavic και τη Zipp, που φτιάχνουν τα δικά τους ελαστικά καθώς και τροχούς, ώστε να μπορούν να δημιουργήσουν προϊόντα με ακρίβεια ζευγαρώματος. Το μεγάλο ερώτημα που μένει να απαντηθεί είναι: φτάσαμε στην κορυφή; Ο Smart λέει: «Η σχεδίαση ζαντών είναι μια μεγάλη πρόκληση, αλλά συναρπαστική. Τα τελευταία πέντε χρόνια τα σχέδια των πλαισίων έχουν αλλάξει αρκετά και είναι πράγματα όπως το να επιτρέπουμε φαρδύτερα ελαστικά που μας έδωσε την ελευθερία να εξερευνήσουμε ακόμη πιο φαρδιές ζάντες. Όπως συμβαίνει με τα περισσότερα πράγματα, υπάρχει ένα σημείο μείωσης των αποδόσεων, αλλά δεν νομίζω ότι έχουμε φτάσει ακόμα στο υψηλότερο σημείο.»
Τελικά, τα φαρδύτερα ελαστικά και τα αντίστοιχα φαρδιά προφίλ τροχών είναι ο τρόπος με τον οποίο κινείται η βιομηχανία και η σωστή επιλογή για τους αναβάτες εάν θέλετε μέγιστα κέρδη στις συνθήκες που όλοι βιώνουμε καθημερινά, με προβλέψιμο χειρισμό μέχρι την εκκίνηση. Η επιστήμη το υποστηρίζει, οπότε ίσως είναι καιρός να απορρίψετε τη στενή άποψη και να περάσετε ευρύτατα.
