Όλοι έχουμε δυσκολευτεί να ανέβουμε κλίσεις 20%, 25%, ακόμη και 30%. Αλλά πόσο απότομος θα έπρεπε να είναι ένας δρόμος για να μην μπορεί να αναρριχηθεί με ποδήλατο;
Είναι ένα περίεργο πράγμα - η επιδίωξή μας για απότομη. Είναι σύνηθες να ακούμε αναβάτες να καυχιούνται ότι κατακτούν αλπικές κολώνες που οδηγούν ακατάπαυστα προς τον ουρανό με κλίση 20% σε πολλά χιλιόμετρα ή αιχμές έως και 40% στο κέντρο της φουρκέτας.
Αλλά αν θυμόμαστε ότι μια κλίση 100% δημιουργεί μόνο κλίση 45° – ένα μέτρο κάθετη για ένα μέτρο οριζόντια – σίγουρα μια απότομη κλίση που πλησιάζει το 100% δεν θα ήταν αδύνατο να οδηγήσεις. Θα ήταν;
Αποφασίσαμε να αναζητήσουμε τους ειδικούς για να το μάθουμε.
Πρώτα πράγματα πρώτα. Όταν λέμε την «πιο απότομη κλίση», δεν μιλάμε για αυτές τις φρικτές αιχμές στην απότομη κλίση του δρόμου ή για την κάθετη πλατφόρμα ενός ημισωλήνα.
Μπορούμε να εξετάσουμε μόνο μια επίμονη κλίση που ένας ποδηλάτης δρόμου μπορεί να προσπαθήσει να οδηγήσει για εύλογο χρονικό διάστημα.
Περίεργα, η δύναμη δεν είναι περιοριστικός παράγοντας για την αντιμετώπιση των πιο απότομων αναρριχήσεων, λέει ο Rhett Allain, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο Southeastern Louisiana και μακροχρόνιος blogger για το περιοδικό Wired.
"Αν δεν σας ενδιαφέρει η ταχύτητα, μπορείτε να ανεβείτε οποιαδήποτε κλίση με πολύ λίγη ισχύ, αρκεί να υπάρχει αρκετή τριβή", λέει.
«Για παράδειγμα, μπορείτε να αποκτήσετε μικροσκοπικούς κινητήρες για να σηκώσετε ένα πολύ βαρύ φορτίο εάν χρησιμοποιείτε αρκετές τροχαλίες.»
Εάν μπορείτε να δημιουργήσετε τη σωστή σχέση μετάδοσης στο ποδήλατό σας, τότε ακόμα και με μικρή απόδοση ισχύος θα μπορούσατε να ανεβείτε οποιαδήποτε κλίση – θεωρητικά.
Η πραγματικότητα είναι διαφορετική. Μια σχέση μετάδοσης που σας επέτρεπε να σκαρφαλώνετε σε τρελά απότομες ανηφόρες θα σας απαιτούσε να περιστρέφετε τα πόδια σας σαν τρελοί ενώ σέρνεστε μόνο προς τα εμπρός. Σύντομα θα ανατρέπατε.
Ο Allain βάζει την ελάχιστη ταχύτητα που θα θέλατε να αντιμετωπίσετε μια ανάβαση με ταχύτητα περπατήματος ή περίπου δύο μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Με τους υπολογισμούς του (που είναι λίγο περίπλοκοι για να συζητηθούν εδώ), τοποθετεί τη μέγιστη κλίση για ισχύ 422 watt με ταχύτητα 2 m/s (4,5 mph) ως 40%.
Έτσι, το 40% μπορεί να είναι εκεί όπου η ανθρώπινη δύναμη βρίσκει το ταίρι της σε μια κλίση – πέρα από αυτό μπορείτε επίσης να περπατήσετε. Αλλά για όσους από εμάς ενδιαφέρονται λιγότερο για τις πρακτικές και ενδιαφέρονται περισσότερο να αποδείξουμε ότι δεν μπορούμε να μας νικήσει η κλίση, πρέπει να είναι δυνατό να ανέβουμε μια κλίση μεγαλύτερη από 40% εάν είμαστε έτοιμοι να πάμε αρκετά αργά.
Αυτό που θέλουμε να μάθουμε είναι σε ποια γωνία οι νόμοι της φυσικής θα μας εμποδίσουν να σκαρφαλώσουμε ανεξάρτητα από την απόδοση ισχύος ή τη σχέση μετάδοσης.
Εξισορρόπηση προτεραιοτήτων
Αν επρόκειτο να ανεβούμε έναν λόφο που γινόταν όλο και πιο απότομος, θα πρέπει να έρθει ένα σημείο όπου απλώς θα ανατρέπαμε προς τα πίσω.
'Αν λάβετε ένα ποδήλατο ως τρία σημεία, το κέντρο μάζας και τα δύο σημεία επαφής [τους τροχούς], τότε εάν ο κατακόρυφος άξονας του κέντρου μάζας υπερβαίνει οποιοδήποτε από αυτά τα δύο σημεία επαφής, το ποδήλατο θα ανατραπεί », λέει ο Allain.
Ο Keith Bontrager, πρωτοπόρος στο ρόλο του κέντρου βάρους [CG] στην εφαρμογή ποδηλάτου, εξηγεί, «Δεν είναι απλό να βρεις το CG του αναβάτη με μηχανικά μέσα.»
Αλλά βάζει το CG ενός αναρριχητικού αναβάτη σε μια γραμμή «2-3 cm πίσω από τον άξονα του πεντάλ στη θέση του πεντάλ εννέα η ώρα».
Με τους δικούς μας (αρκετά αντιεπιστημονικούς) υπολογισμούς υπολογίζουμε ότι ο μέσος αναβάτης, που κάθεται κανονικά, θα έχει CG περίπου 58 cm μπροστά και 120 cm πάνω από το σημείο όπου ο πίσω τροχός αγγίζει το δρόμο.
Τώρα, για να προσδιορίσουμε το σημείο στο οποίο ο αναβάτης θα έπεφτε προς τα πίσω, πρέπει να κάνουμε μια μικρή τριγωνομετρία. (Αν σας ενδιαφέρει: γωνία κλίσης=90 – (Μαύρο -1 (ύψος CG ÷ πίσω τροχού έως οριζόντια CG).
Από αυτό, παίρνουμε την απάντηση ενός σημείου καμπής 25,8° ή 48%. Λοιπόν, η απόλυτη απότομη κλίση είναι ένα άθλιο 48%. Ή είναι;
Όταν η γωνία γίνεται απότομη, είναι απίθανο να καθίσετε «κανονικά». Ο Bontrager υποστηρίζει, «Ένας αναβάτης αποτρέπει την ανατροπή γέρνοντας προς τα εμπρός σε πολύ απότομες αναβάσεις. Αυτό είναι σύνηθες για αναβάτες MTB.'
Έτσι, υπολογίσαμε εκ νέου με βάση τον αναβάτη που επεκτείνεται πάνω από τις ράβδους όσο το δυνατόν περισσότερο, και βρήκαμε μια νέα μέγιστη κλίση 41° ή 86,9%.
Φυσικά, το να γέρνετε τόσο μπροστά σε μια κλίση θα αφαιρέσει κάποια πρόσφυση από το πίσω ελαστικό, προκαλώντας πιθανώς το ποδήλατο να γλιστρήσει ανησυχητικά στην πλαγιά του λόφου. Κάτι που μας φέρνει στον κύριο περιορισμό στην προσπάθειά μας για απότομη κλίση: την πρόσφυση.
Γλιστρώντας μακριά
Για να κινηθείτε καθόλου με ποδήλατο, χρειάζεστε τριβή για να αντιταχθείτε στην κίνηση του ελαστικού. Καθώς αυξάνεται η κλίση, η τριβή μειώνεται καθώς οι δύο επιφάνειες ωθούνται μεταξύ τους λιγότερο έντονα από τη βαρύτητα. C
Ο hristian Wurmbäck, διευθυντής προϊόντων της Continental, λέει, «Θα έλεγα ότι το κράτημα του ελαστικού θα είναι το πρώτο πράγμα που θα αποτύχει σε μια πολύ απότομη κλίση.»
Αλλά η εύρεση του ακριβούς σημείου καμπής είναι δύσκολη. Αρχικά, πρέπει να γνωρίζουμε τον συντελεστή τριβής για ένα ελαστικό – ουσιαστικά πόσο κολλώδες είναι.
Αυτό δεν είναι εύκολο να προσδιοριστεί, όπως εξηγεί ο Wurmbäck: «Δεν μπορείς να πεις πραγματικά. Εξαρτάται από την επιφάνεια, αν είναι υγρή ή στεγνή. Η ιδέα ότι υπάρχει ένας αριθμός που δίνει μια θεωρητική λαβή για όλες τις συνθήκες – δεν υπάρχει στην πραγματικότητα.»
Έτσι, ενώ η πραγματικότητα μπορεί να είναι πιο περίπλοκη, οι εκτιμήσεις για τον συντελεστή τριβής για καθαρό καουτσούκ στην άσφαλτο ποικίλλουν από 0,3 σε υγρό σκυρόδεμα έως 0,9.
Ο υπολογισμός του καθηγητή Allain, με βάση έναν εκτιμώμενο συντελεστή τριβής 0,8 (τον οποίο περιγράφει ως «αισιόδοξο») θέτει τη μέγιστη γωνία που θα ανεχόταν η πρόσφυση του ελαστικού στις 38,7° ή περίπου στο 80%.
Χάνοντας τη λαβή σας
Σε 80% που ήδη κάνει την πρόσφυση των ελαστικών το πρώτο σημείο αστοχίας, αλλά αυτό μπορεί να εξακολουθεί να είναι μια υπερεκτίμηση της πιθανής απότομης κλίσης. Ο συντελεστής 0,8 βασίζεται στην ιδέα ενός ελαστικού από καουτσούκ, κάτι που είναι σπάνιο.
Ο Wurmbäck λέει, «Θέλουμε το ελαστικό να είναι πιο άκαμπτο και πιο ανθεκτικό από το καθαρό καουτσούκ. Εάν έχετε ένα εξαιρετικά σκληρό ελαστικό, δεν κολλάει επίσης στο δρόμο.»
Επιπλέον, οι κλίσεις άνω του 30% απαιτούν συχνά πλακοστρώσεις από σκυρόδεμα και όχι άσφαλτο, για τις οποίες οι εκτιμήσεις για συντελεστή τριβής με καουτσούκ είναι πιο κοντά στο 0,6 όταν βρίσκονται σε κίνηση.
Βάζοντας αυτόν τον αριθμό ξανά στην εξίσωση του Allain, η έλξη μπορεί να αποτύχει στο 60%. Αυτό γίνεται χωρίς να μπαίνουμε στην πολυπλοκότητα της κατανομής βάρους μεταξύ των τροχών, δεδομένης της ριζικής θέσης αναρρίχησης που πρέπει να υιοθετήσει ένας αναβάτης.
Ο Ο Wurmbäck λέει, «Υπάρχουν τρόποι να αυξήσετε δραστικά την τριβή – όπως το να βάζετε κόλλα στην επιφάνεια. Αλλά με πιο πρακτικούς όρους, θέλετε ένα ζεστό ελαστικό και ζεστή επιφάνεια, σε μια ζεστή μέρα, με λιγότερο φούσκωμα ελαστικού με ένα φαρδύ ελαστικό.»
Μαζί με τον συντελεστή, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη το εμβαδόν επιφάνειας, που δημιουργείται από το προφίλ του ελαστικού. Αλλά πιθανότατα θα χρειαζόμασταν άλλες δύο σελίδες για να χαράξουμε ακόμη και την επιφάνεια αυτής.
Έτσι πολλοί, κυμαινόμενοι παράγοντες παίζουν ρόλο στον περιορισμό της απότομης κλίσης της πιο ιλιγγιώδους κυκλικής αναρρίχησης. Ωστόσο, εάν ο εξοπλισμός, η ισχύς και η ριζική θέση αναρρίχησής σας επιτρέπουν να πάτε βόρεια μιας κλίσης 60%, μπορείτε πιθανώς να περιμένετε ότι η έλξη σας θα σας απογοητεύσει ανά πάσα στιγμή.
Εκτός αν έχετε πρόχειρο ένα δοχείο με κόλλα.
