Сіз өзіңізді жылдаммын деп ойлайсыз, жылдамырақ болатыныңызды білесіз, бірақ физикалық мүмкін болатын ең жылдам жылдамдық қандай? Біз білеміз
Міне, өміріңіз осыған байланысты болғандай, төмен қарай жылдамдықпен келе жатырсыз. Жолақтардың үстіне еңкейіп, тамшыларды ұстап тұрған ақ түйіршіктер, сіз велосипед компьютеріңізге қарасаңыз, фигураның 70 км/сағ жылдамдықпен шерткенін көресіз. Иә, сіз қазір шынымен ұшып жатырсыз. Бірақ жылдамдықты арттырмай тұрып, жол белгісі алдағы жол қиылысын білдіреді және сізді қауіпсіз тоқтату үшін тежегішті басыңыз.
Бірақ бұл торап болмаса ше? Ешқандай кедергілер, бұрылыстар немесе жолда адасып жүрген иттер болмаса және еңіс сіз қалағандай ұзын, тегіс және тік болса ше?
Сонда сіз қаншалықты жылдам жүре аласыз? Бұл сұраққа жауап беруді сізге не кедергі болатынын қарастырып көрейік.
Өмір сүйреу
«Бұл терминалдық жылдамдық болар еді», - деп түсіндіреді Роб Китинг, Cycling Power Lab онлайн аэродинамикалық киімінің негізін қалаушы. 'Велосипедпен айтқанда, бұл аэродинамикалық кедергі мен айналу кедергісінің бірлескен тоқтау күштері ауырлық күші мен шығару қуатымен қамтамасыз етілген күштерге тең болатын нүкте.'
Гравитацияның қаншалықты әсер ететіні еңістің ауырлығына байланысты. "Егер сіз көлбеуді шексіз етіп орнатсаңыз, яғни қабырғаға - шиналар мен велосипедтің құрылымына ешқандай жүктеме болмас еді", - дейді Ингмар Юнгникель, Мамандандырылған ғылыми-зерттеу инженері.
‘Бұл әрі артықшылық береді, әрі сіз парашютпен секіретін боласыз.'
Немесе техникалық жағынан «жылдам парашютпен секіру», мұндағы мақсат мүмкін болатын ең жоғары терминал жылдамдығына қол жеткізу және қолдау. Адамды ұшақтың ішінен түсіріп тастасаңыз, олар сағатына 200 км жылдамдыққа жетеді; алдымен басыңыз және біз 250-300 км/сағ айтып отырмыз; Алдымен басыңызды ұстаңыз және арнайы киім кию 450 км/сағ жылдамдыққа мүмкіндік береді.
«Бірақ бұл велосипедпен жүру емес, сондықтан оны елемей, нақты жолды қолданайық», - деп жалғастырды Юнгникель. Дүние жүзіндегі көшелерді қарап шығу, Жаңа Зеландиядағы Дунедин қаласындағы Болдуин көшесі кімге сенетініңізге байланысты 35-38°-та планетадағы ең тік жол болу деген күмәнді құрметке ие.
'Бұл жолдың градиентінде – бірақ оның 350 м қашықтықтан ұзартылған – тыныш жағдайда және 400 ватт қуатын есептегенде, жолдағы шабандоз 144 км/сағ жылдамдыққа жетуі мүмкін, - дейді Юнгникель.
Бұл біршама жылдамдық, бірақ 2015 жылы француз Альпі тауларындағы қар басқан Шабриер трассасында 223,3 км/сағ жылдамдыққа жеткен француз Эрик Бароне орнатқан ең төмен жылдамдықтағы әлемдік рекордтан әлі де 80 км/сағ ұялшақ.
Сондықтан айналу кедергісін азайту үшін біздің еңіс мұзды платформа болуы керек шығар? Юнгникельдің айтуынша, міндетті емес. ‘Осы жылдамдықтарда ауа кедергісі шамамен 99,5% құрайды.’
Бұл 12 км/сағ жылдамдықпен жүргенде шамамен 50% құрайды. Ауа кедергісі сіз мінген сайын артады, сондықтан біздің ойдан шығарылған велосипедшіміз максималды жылдамдыққа жету және ауа кедергісіне қарсы тұру үшін қандай әдістерді қолдануы керек?
Оны аэроұстаңыз
«Айқын позиция маңызды», - дейді Юнгникель. ‘Сонымен мен уақыт сынағы жағдайында оңтайландырылған шабандозмен есептеулер жүргіздім және ұзартылған Болдуин-стрит ұқсастығын пайдаланып, 400 Вт шабандоз 200 мильге [322 км/сағ] жетуі мүмкін.'
Юнгникель оңтайландырылған десе, ол толық аэродинамикалық мәзірді айтады. Бұл көз жасын төгетін дулыға және дулығаның құйрығы табиғи түрде тегіс, тегіс артқы жағына ағып жатқанын көрсететін позицияны білдіреді.
Ауа кедергісін азайту үшін тар киім кию керек.
«Шын мәнінде, бұл өте маңызды», - дейді TotalSim-тің есептеу сұйықтығының динамикасы бойынша маманы Роб Льюис. «Материал түрі, тігістің орналасуы және бетті өңдеудің бәрі үлкен айырмашылықты тудырады. Сіз жақсы және жаман костюм арасындағы 12-15% айырмашылықты айтып отырған боларсыз.’
Льюис сондай-ақ шұлықты мүмкіндігінше жоғары көтеру бәтеңкеге қарағанда аэродинамикалық тұрғыдан тиімдірек екенін айтады, ал аэробардың ұзартқыштарын тар ұстасаңыз, сүйреуді аздап азайтады.
Сізге тамшы тәрізді түтік қажет болады, себебі жоғарыда айтылғандай, ол аэродинамикалық кедергінің (CdA) коэффициентін азайтуға көмектеседі. Бұл нысанның тайғақтығы мен өлшемін және оның маңдай аймағын қамтиды.
Физиканың айтуынша, кедергі коэффициенті нөлге тең нысан жер бетінде болуы мүмкін емес – барлығында қандай да бір кедергі бар – бірақ сандар өте төмен болуы мүмкін.
Үстіңгі деңгейлі велосипедтегі тамшы тәрізді рульдер, мысалы, 0,005 санын тіркей алады. Бұл өте әуе.
CdA аэротәрізді жолақтарды пайдаланатын элита мысалдары жақсы әуесқой спортшыныкі 0,25-0,30 көрсеткішімен салыстырғанда 0,18-0,25 деңгейінде болуы мүмкін.
Бұл көрсеткіш қуат шығысымен тураланғанда одан да маңыздырақ болады. Неміс профессионалы Тони Мартин 2011 жылы Копенгагенде өткен әлем чемпионатында жеңіске жеткен кезде оның қуаты мен аэродинамикалық кедергісі (ватт/м2 CdA түрінде көрсетілген) 2, 089 болып есептелді.
Бұл екінші орында Брэдли Уиггинс үшін 1943 және 10-шы Джейкоб Фуглсанг үшін 1725-пен салыстырғанда.
«Барлық шабандоздар бұл көрсеткішті жақсарту үшін жұмыс істей алады», - дейді Киттинг. 'Бірақ жоғары жылдамдықтар үшін өте маңызды нәрсе - ауа тығыздығы, ол азырақ басқарылады.'
Эфирге келеді
Теңіз деңгейінде және 15°C температурада ауа тығыздығы шамамен 1,225 кг/м3. Дегенмен, температура, барометрлік қысым, ылғалдылық және биіктік сияқты факторлар ауаның тығыздығына әсер етеді, ал тығыздық сіз жоғары болған сайын азаяды.
«Сэм Уиттингем сияқты шабандоздар адам күшімен құрлықтағы жылдамдық рекордын жаңартуға тырысқанда тік тұрады», - деп қосты Льюис.
Ал 2012 жылы Феликс Баумгартнер неліктен 2012 жылы 1,342 км/сағ жылдамдықпен секіру кезінде стратосфераның жұқа ауасына көтерілді.
Канадалық Уиттингем пәтерде 132,5 км/сағ жылдамдықты бағындырды, дегенмен бұл өткен қыркүйекте жерлесіміз Тодд Рейхарт жазған адам күшімен жүретін жылдамдық бойынша әлемдік рекордтан әлі ұят.
Рейхарт 137,9 км/сағ максималды жылдамдықпен оның соңынан қалды. Біз "қалғаны" деп айтамыз, себебі Рейхарт бұл жылдамдықты Невада штатындағы Батл тауының сыртындағы 305-ші штаттық маршруттағы World Human Powered Speed Challenge жарысында тіркеді.
Жарыс Невада штатында қатарынан 16-шы жыл өтті және бұл екі негізгі факторға байланысты: ол теңіз деңгейінен 1,408 м биіктікте, сондықтан ауа тығыздығы төмен және курс 8 км жеделдету аймағын қамтамасыз етеді. 200 м жылдамдықты реттегіш.
Екеуі де Рейхарттың максималды жылдамдығына көмектесті, сонымен қатар оның көлігі де көмектесті – жәрмеңкелермен қапталған велосипед. «Мен Болдуин-стрит бойынша әрі қарай есептеулер жүргіздім, - дейді Юнгникель, - және толық жабдықталған велосипедпен терминал жылдамдығы сағатына 369 миль [594 км/сағ] болады.'
Егер сіз шиналар туралы бірдеңе жасай алсаңыз, бұдан да жоғары болар еді, Юнгникель шиналардың шығылуы бүкіл ыдысқа қарағанда көбірек сүйретілетінін айтты.
«Сонымен қатар, шектен тыс қуат шығыстарында сіз ақырында шиналар тудыруы мүмкін максималды ұстай аласыз, бұл төмендеу күшінің функциясы болып табылады», - дейді ол.
‘Содан кейін сіз 22-ге жетесіз. Төменгі күштерді арттыру үшін спойлерлерді қосуға болады, бұл сүйреуді қосады, бұл қайтадан көбірек қуат қажет етеді (және т.б.). Бұдан басқа, мен ешқандай құрылымдық мәселелердің фактор болатынына сенбеймін, өйткені сіз тек көбірек материалмен велосипедті берік етіп жасай аласыз.'
Міне, сізде. 600 км/сағ жылдамдыққа жету үшін Грем Обриге сізге аэро Беасти велосипедін жасауды тапсырыңыз, Жаңа Зеландияға барыңыз, Дунедин кеңесінен Болдуин көшесін шамамен 10 км ұзартуды және Тони Мартин сияқты қуат өндіруді сұраңыз. Қарапайым…
