Науката за калдъръма

Съдържание:

Науката за калдъръма
Науката за калдъръма

Видео: Науката за калдъръма

Видео: Науката за калдъръма
Видео: Марс панорама с марсохода 2024, Април
Anonim

Докато професионалистите се подготвят за Париж-Рубе, ние разглеждаме как учените работят, за да направят карането по калдъръма по-лесно

Тазгодишното състезание Париж-Рубе може да се похвали с повече от 50 километра калдъръм, което е точно причината това класическо състезание в Северна Франция да бъде описано като „Ада на Севера“. За производителите и екипите това е един от акцентите в календара.

Това също е платформа за демонстриране на нови технологии, предназначени да помогнат на велосипедите да се търкалят гладко по павето.

Ето защо Pinarello създаде система за окачване в горната част на седалките на своя K8-S и защо Specialized представи своето окачване „FutureShock“между тръбата на главата и стеблото на най-новия си Roubaix.

Но има ли някакви научни доказателства, които да подсказват дали тези и други подобни иновации имат реални предимства и ако е така, кое е по-важно: амортисьорите отпред или отзад на велосипеда?

Мониторинг на вибрации

„Заредихме велосипедите си със сензори, когато приемаме състезание като Рубе, за да добавим емпирични данни към обратната връзка, която получаваме от колоездачите“, казва Карстен Йеппесен, ръководител на техническите операции в Team Sky.

„Ето защо много ездачи ще изберат задно окачване и също така защо, например, не биха избрали предно окачване, което някои са пробвали, но са намерили твърде чуждо.“

Jeppesen също така отбелязва, че мотоциклетистите избират по-дълго междуосие, което обяснява мисленето зад Pinarello K8-S, с неговата пружинираща задна част и по-дълго междуосие от F10.

Но не е много научно. Търсим независими, проверими доказателства и доста изненадващо за спорт, в който данните са крал, съществува само едно независимо проучване, изследващо вибрациите, излъчвани от паветата на Рубе.

Ученият и колоездач Себастиен Дюк взе участие в 2015 Paris-Roubaix Challenge, аматьорско събитие, което се провежда ден преди професионалното състезание. 1,80 м, 68 кг Duc имаше за цел да измери не само мащаба на вибрациите, създадени от калдъръма, но и къде на мотора и тялото те са в своя пик.

„Заредих моя Specialized Roubaix Expert с два триаксиални акселерометъра – на стеблото и колчето на седалката – и настроих налягането в гумите на 5 бара [около 73psi]“, казва Дюк. „След това измерих RMS, VDV и нивото на вибрация…“

ОК, спри веднага – необходимо е обяснение. В този осцилиращ свят RMS (Средноквадратичен корен, измерен в m/s2) е по същество средната вибрационна стойност, в този случай на каране по калдъръма, докато VDV (Вибрационна доза Стойност, m/s1,75) представлява кумулативната стойност. Нивото на вибрация е осцилации в секунда или херци (Hz).

Събирайки всички данни след събитието, Duc откри, че по време на своето каране с дължина 139 км, 15 калдъръмени сектора скоростта му варира от 19,1-27,8 kmh; пулсът му варира между 122-155 удара в минута; неговият каданс беше между 79-87rpm; и изходната мощност варира от 167-235 W.

„Според стойностите на RMS и VDV, експозицията на вибрации е по-интензивна в ръцете, отколкото на седалката на велосипедиста, независимо от скоростта или трудността на калдъръма“, разкрива Дюк.

За справка ASO категоризира паветата по трудност от две звезди (сравнително лесни) до пет звезди (трошещи кости), а тази година въведе цветно кодиране, за да улесни телевизионните зрители да ги идентифицират.

'Над участъците с четири звезди, RMS се равнява на 35m/s2 при стеблото в сравнение с 28m/s2 при колчето за седалка.“На работното място – да речем оран на поле с трактор – всичко над 10m/s2 се счита за опасно.

Значи това е. Jeppesen на Sky греши и производителите трябва да съсредоточат усилията си в предната част на мотора, вместо в задната. Разбира се, не е толкова просто.

„Честотата на нивата на вибрация всъщност беше по-висока при колчето на седалката“, казва Дюк. „Над тризвездните участъци от павета, 30Hz при колчето на седалката в сравнение с около 20Hz при стеблото.“

Накратко, вибрациите отзад бяха по-малко интензивни, но по-чести.

Образ
Образ

Оскъдност на проучванията

Засега неубедително. Имахме нужда от повече данни, но Cyclist трябваше да бъде креативен. Изследване на Пол Макдермид от университета Маси, Нова Зеландия, който сравнява въздействието на вибрациите от шосейното колоездене с колоезденето извън пътя.

Изследванията му не бяха върху калдъръма, но Макдермид казва, че може да направи добра оценка на резултатите въз основа на собствените си данни.

Вземете RMS стойността. При тестовете на MacDermid акселерометрите на лявата ръка измерват 18m/s2 и 27m/s2 за път и извън пътя; при колчето на седалката беше 12m/s2 и 18m/s2.

MacDermid казва, че калдъръмът ще генерира подобни пропорции на вибрации и че субектите ще трябва да генерират около 30% повече мощност, за да поддържат същата скорост, което е важно, тъй като мощността е свързана с вибрациите.

„Това се основава на данни от Training Peaks от победата на Мат Хейман през 2016 г., когато в гората Аренберг средната му мощност се е повишила с 44%, а сърдечната му честота с 20% [в сравнение с по-рано в състезанието],“казва MacDermid.

Разбира се, увеличаването на усилията на Хеймън не може да се отдаде изцяло на допълнителните вибрации, стимулирани от тези павета – безопасно е да се предположи, че Хейман също е поставил чука в секция, известна с това, че е направила или провалила състезанието.

Но ако широко приложим това увеличение от 30% към калдъръма и увеличените вибрации, разглеждаме RMS стойности от над 30m/s2 през кормилото и над 20m /s2 през седлото.

Така че изглежда, че отново отпред е зоната, която изисква по-голям фокус на затихване. „Със сигурност можете да спорите с това, защото задвижването на велосипеда през неравностите ще предизвика повече движение на горната част на тялото“, казва Макдермид.

„Това се подкрепя от допълнителни данни, с които разполагаме, които показват, че на участъци нагоре при скорости около 16,5 kmh вибрациите обикновено са били по-големи през щангите и ръцете, отколкото през колчето на седалката.“

Неговите цифри обаче се променят, когато пътят се накланя надолу: „Направихме друго проучване, разглеждащо ефектите върху велосипеда, когато се спуска по стъпала с над 13 см.

„Резултатите показаха, че колът на седалката и глезена са понесли най-голям удар с кормилото на една трета.“

Създаден за калдъръма

Не е ясно дали окачването би било по-добре използвано в предната или задната част на мотоциклета, но може да се окаже, че нито едното няма толкова голямо влияние, колкото самите водачи.

„Проучване във Франция показа, че колкото по-тежък е ездачът, толкова по-ниска е стойността на дозата на вибрациите“, казва Макдермид.

По същество момчетата над 80 кг естествено намаляват вибрациите повече от момчетата от 60 кг.

И друго френско проучване показа, че позата на ездача също оказва значително влияние върху VDV, по-специално позицията на предмишниците и ъглите на китките, и че оптимизираната геометрия на велосипеда може да намали тази цифра с до 50%.

Съществува и проблем със стила на каране, казва Джепесен: „Като пример, ако погледнете Фабиан Канчелара, който е гладък на мотора си, той вероятно ще изпита по-малко вибрации от някой като Иън Станард, който е повече за груба сила и тропа с педалите.'

И така, ето го. Когато професионалните състезатели ударят Аренберг на тазгодишното състезание Париж-Рубе, някои от тях ще оценят допълнителното окачване на щангите, докато други ще бъдат доволни от окачването отзад (и всички ще заложат на по-широки, по-меки гуми от обикновено).

Но победител най-вероятно ще бъде този, който просто знае как да кара калдъръма най-добре. В края на краищата, миналогодишният победител, Мат Хейман, беше на Scott Foil – аеробайк, който прави малко отстъпки по отношение на комфорта.

Препоръчано: