Мокрите условия може да са последното нещо, което искате, когато планирате пътуването си, но ако крайната скорост е вашата цел, може да не е толкова лошо
Има много разумни причини да избягвате да карате, когато прогнозата казва дъжд. Коварно е, може да бъде малко нещастно и мотоциклетът ви да бъде покрит с пътна мръсотия. Но ако постигането на максимална скорост по време на спортно състезание или задаване на времеви изпитания PB са включени в дневния ви ред, може да искате да планирате атаката си точно за времето, когато облаците са най-заплашителни.
Има различни теории за това коя комбинация от атмосферни условия ви позволява да въртите педалите на машината си най-бързо и има доказателства, че когато е мокро или предстои да бъде мокро, е най-доброто време за максимални скорости. Но никога не седяха и спокойно го приемаха, Cyclist реши, че е време да получи малко научно потвърждение, което да добави към предположението.
Неизбежно, когато става дума за скорост на велосипед, нещата зависят от аеродинамиката и в този случай как атмосферните условия влияят върху това колко лесно можете да режете въздуха.
Анди Руйна, професор по механично и аерокосмическо инженерство в университета Корнел, обяснява: „Знаем, че силата на въздушно съпротивление е основното съпротивление на велосипедист. Тя е приблизително пропорционална на плътността на въздуха и скоростта на квадрат. Плътността на въздуха е по-малка при по-ниско налягане [затова задвижваните от човека рекорди за скорост се правят на голяма надморска височина] и при по-висока влажност и при по-висока температура. Подемната сила на самолета има подобен мащаб, така че самолетите се нуждаят от по-дълги писти в горещи влажни дни.“
Без сериозно озеленяване, няма какво да направите, за да повишите надморската височина на частната си ТТ верига с няколко хиляди метра, но барометричното налягане, влажността и температурата се колебаят и ако търсите оптималната комбинация на ниско налягане, висока влажност и висока температура – те съвпадат, когато във въздуха има буря.
Крис Ю, инженер по аеродинамика и научноизследователска и развойна дейност в Specialized, подхваща историята: „Силата на съпротивление върху ездача ще бъде по-ниска с повишена влажност и ниско барометрично налягане, но ефектите са малки. При екстремни условия обаче, като след буря, те могат да бъдат достатъчно големи, за да покажат забележима разлика.“Въпросът е: колко?
Науката
Разровете старите си учебници и може да намерите това уравнение: плътност на въздуха (rho)=налягане / (газова константа x температура). С други думи, плътността на въздуха е пропорционална на въздушното налягане и обратно пропорционална на температурата. Така че, за да се възползвате от ниската плътност на въздуха (и минималното съпротивление), вие искате ниско налягане и високи температури. Освен това високите нива на влажност (водна пара) във въздуха намаляват неговата плътност, тъй като водните молекули (направени от водород и кислород) са по-леки от молекулите на кислорода и азота, които съставляват по-голямата част от обема на въздуха.(Предишното уравнение все още е в сила за влажен въздух, като газовата константа е по-голяма – намалявайки плътността на въздуха.)
За да се изчисли скоростта (v) за ездач, който върти педалите с постоянна мощност (P), с константа на съпротивление c, във въздух с плътност rho, уравнението е: v=3√(P/(c x rho)). Тъй като налягането е в долната част на фракцията, ако го намалите, скоростта се увеличава, както бихме очаквали. Но какво означава това на пътя?
Ruina казва: „Грубо казано, ако намалите rho [въздушното налягане] с 10%, можете да увеличите средната скорост с около 3%. Това, разбира се, пренебрегва факта, че ездачът може да не разполага със същата мощност (P) при по-ниско налягане, по-висока температура и по-висока влажност. В допълнение към това съпротивлението при търкаляне може да бъде повлияно от влажността на настилката.“
Наистина. Ниското барометрично налягане често съвпада с нестабилно или бурно време и води до допълнително усложнение на водата. Докато аеродинамичното съпротивление представлява 80-90% от съпротивлението на бързо пътуващ ездач, съпротивлението при търкаляне, причинено от преминаването на велосипеда над земята, също отнема енергия и скорост. Интуитивно може да се предположи, че водата създава повече триене и ви забавя. Не е така, казва Wolf vorm Walde от Continental tyres.
„Ако повърхността е просто импрегнирана с тънък воден филм – тъй като водата не се издига над върховете на асфалтовия гранулат – съпротивлението при търкаляне трябва да бъде намалено“, казва той. „Съпротивлението при търкаляне е най-вече загуба на енергия поради деформация на материала – енергията, необходима за смачкване на гумата, докато се търкаля по земята.
„Въпреки това има и съпротивление при търкаляне поради адхезията, лепкавостта на гумата върху повърхността“, добавя той. „Силите на адхезия са много по-малки от загубата от деформация. Все пак каучукът и пътят се свързват на молекулярно ниво в контактното петно. Свързването е по-силно, колкото по-дълго е времето на престой – това означава, че колкото по-бавно се кара, толкова по-силно е сцеплението. Тази част от съпротивлението при търкаляне се намалява, ако между гумата и пътя има освобождаващ агент [вода]. Мократа гума е по-малко лепкава. Водата пречи на свързването в контактното петно.'
Изглежда, че влажният път създава по-малко съпротивление при търкаляне, което ви прави по-бързи. Но чакай малко…
„Има друг ефект от водата върху пътя“, казва Ворм Валде. „Всичко по-горе е вярно само за същите температури. На практика водата охлажда гумата и пътя надолу. По-хладната гума има по-високо съпротивление при търкаляне. Това противодейства на ефекта на по-малкото съпротивление при търкаляне поради по-малкото сцепление. Трябва да вземете предвид и друг фактор – ако водният филм е достатъчно дебел, за да покрие асфалта, гумата трябва да измести водата. В този случай съпротивлението е по-високо.’
Намиране на сладкото място
Извън пътя, един известен състезател по часовник не се съмнява в най-добрите условия. Греъм Обри беше два пъти световен шампион в индивидуалното преследване и двукратен притежател на рекорда за едночасова дистанция и е човек, известен с аналитичния си подход. „Когато чакате да завали дъжд и е тихо – това е сладкото място“, казва той. „Трите идеални условия са висока температура, висока влажност и ниско атмосферно налягане. Влажните летни вечери обикновено са по-бързи, когато почти усещате миризмата на вода във въздуха. Не получавате тези условия много често и когато се съберат, е като „уау“, постигате най-добрата си форма за сезона. Това е нощта, когато трябва да използвате най-бързите си колела.’
Разбира се, никой няма да ви обвини, ако бурна прогноза ви откаже от велосипеда, но от друга страна, може би си струва да отидете на едно бързо каране все пак.
