Чому взимку на велосипеді їздити повільніше?

Чому взимку на велосипеді їздити повільніше?

Нижче наведені деякі причини, чому катання взимку виявляється повільнішим, ніж влітку.

· Мастило густішає на морозі.
· Райдер витрачає енергію, щоб не змерзнути.
· Покришки твердішають при мінусових температурах, що призводить до збільшення опору коченню.
· Аби збільшити зчеплення на слизькій поверхні, райдери зазвичай зменшують тиск у колесах.
· Багато шарів одягу збільшують повітряний опір.
· Багато шарів одягу важать більше.
· Багато шарів одягу стискують вільність руху.
· Райдери не люблять атмосферу як у бані всередині декількох шарів одягу, тому психологічно стримують зусилля, аби не спітніти.
· Повітря взимку густіше, ніж влітку.

Давайте дослідимо кожен з вищенаведених тезисів окремо. У деяких випадках даних немає під рукою, тому доведеться керуватись інтуїтивними спостереженнями. Оцінимо загальний ефект до кожного фактору.

Замерзлі підшипники.

Замерзлі підшипники дійсно дещо важче крутяться. Гірше, якщо вода попадає всередину і замерзає. Якщо мастила забагато, це може викликати проблему з барабаном: коли не крутиш педалі, ланцюг продовжує штовхати шатуни вперед. Також можна виявити, що на сильному морозі шатуни крутяться важко.

Але все, це, взагалі, зумовлено недбалістю користувача, такою ж точно, як ланцюг без мастила, або неправильно виставлені гальмівні колодки, що труться об обід, або гальмівний диск. Всього цього можна уникнути змащенням вузлів заздалегідь.

Спробуйте зробити наступний тест: розкрутіть колесо, заміряйте інтервал часу до повної зупинки, переконайтеся, що колодки не чіпляють за гальмівну поверхню. Спробуйте ще раз, залишивши велосипед у холодному приміщенні (на балконі, наприклад) на ніч. Намагайтесь розкрутити колесо із тією ж силою, заміряйте інтервал до зупинки. Результати повинні відрізнятися. Різниця у часі показує ступінь, на яку збільшився опір коченню через тертя у замерзлих підшипниках, хоча у добре доглянутому велосипеді цей фактор ніколи не грає вирішальної ролі. Він значно перекривається різницею в тиску у колесі, який у свою чергу перекривається повітряним опором.

Важче визначити, якщо замерзають підшипники у кареточному вузлі. Щоб визначити чи це так, зніміть ланцюг із передньої зірки, розкрутіть шатуни. Вони повинні крутитися вільно. Якщо вони швидко зупиняються, вам потрібно змастити каретку.

Фактор сприяє опору до 1%.

Витрачання енергії на зігрівання.

Якщо ви хоча б три рази виїжджали взимку, ви добре знаєте, що організм в активній фазі добре розігрівається, тому вдягання дуже теплого одягу може викликати проблеми. Ви втрачаєте менше тепла, ніж генеруєте, тому цей фактор можна не враховувати.

Фактор сприяє опору на 0%.

Замерзла гума.

Гума жорсткішає на морозі. Це розповсюджене знання серед автомобілістів, хто зранку в -15°С стартував на літній гумі та раптом відчув, що їздить на "дубовій" покришці. Кілька кварталів поспіль — дисипація енергії через борти покришки, що вигинаються, плавно зводить це відчуття нанівець. Все те ж саме відноситься й до покришок велосипеда, хоча я не знаю, як міряти цей ефект. Мабуть деякі виробники гуми можуть пролити світло на це питання.

З цим ще пов'язане те, що взимку ми зазвичай катаємо на нижчому тиску заради кращого зчеплення. Хоча це збільшує опір коченню, це доречно, адже збільшує площину контакту з поверхнею. До того ж багато хто з нас катає на тій же гумі, що й торік, змінюючи лише тиск в шинах. У розпалі зими на голому асфальті ми навіть можемо катати на тому ж тиску, що й влітку, та все одно відчувати, що їздимо повільніше.

Поєднуючи ці два фактори, опір коченню стає більшім через те, що маса холодного повітря, що рівняється масі повітря у літній період, заповняє менший об'єм, зменшуючи тиск у камері. Накачані в теплій квартирі камери будуть здаватись недокачаними, після декількох годин на холодному повітрі, хоча знов-таки, цей ефект виражений слабо.

Таким чином, пункти 3 та 4 загалом слабо впливають на швидкість катання взимку. До того моменту, як оприлюднять серйозні наукові викладки, має сенс оцінити методом "пальцем в небо" в 3 відсотки, що, на мою думку, щедро.

Фактор сприяє опору на 3%.

Гірша аеродинаміка.

Той же самий райдер на тому ж самому байку буде менш аеродинамічним через товстий зимній одяг, аніж влітку в тоненьких велотрусах та джерсі. Навіть порівняно з мішкуватими літніми шортами та широкою футболкою.

Грубого наближення до розрахунку можна дійти замірюванням ширини райдера у джерсі та зимній куртці. Діаметр ваших рук буде майже вдвічі більше, тулуб має стати товстішим на 2-4 дюйми. Ймовірно, що ті велосипедисти, що зацікавлені у аеродинаміці влітку, принесуть цю зацікавленість і в зимній період.

На рівній поверхні аеродинамічний опір більше за все впливає на швидкість велосипеда, доходячи до 70, а іноді й до 90% від витраченої на педалювання енергії. Найкраща аеродинамічна посадка професійних велосипедистів навіть у безвітряний день стикається з постійним опором повітря приблизно 2,72 кг/м², у сидячих рівніше МТБ-гонців близько 4,5 кг/м².

Джим Мартін — здобувач докторської ступені в Техаському університеті та директор журналу Sports Science для команди EDS. Він також був консультантом в олімпійській програмі США у 96 році. Джим використовує математичну модель для розрахунку аеродинамічного опору в своїх дослідженнях. Одним з найцікавіших висновків в дослідженнях було те, що, як ви й очікуєте, чим більший велосипедист — тим більше повітря опирається його руху, але пропорції розподілу витраченої енергії по відношенню до опору повітря не перешкоджають більшим райдерам їхати по рівній поверхні швидше за менших. Із масою тіла потужність росте швидше, аніж аеродинамічний опір зростає чим масивнішою стає площа поверхні тіла райдера. Для звичайного велосипеда без коліс з аеродинамічними ободами 90-кілограмовий велосипедист стикається із опором повітря на 0,68 кг більшим, ніж той велосипедист, що важить 57 кг. І це різниця лише по площині поверхні тіла.

Припустимо, що ті ж пропорції мають вплив, коли райдер вдягається в зимній одяг і тепер 57-кг велосипедист відчуває опір повітря такий, з яким стикався 90-кілограмовий велосипедист, коли був одягнений у літню форму.

Якщо викладки Мартіна відповідають реальному стану речей, зимня форма щонайменш на 15% відсотків погіршує аеродинаміку. Я підозрюю, що число дещо менше, якщо райдер, як деякі, носить велоштани з лямками, натягнутими на верхній шар, щоб залишатись якомога більш наближеним до аеродинаміки літньої форми, виключаючи з формули, звісно, широкі зимні черевики.

Таким чином, вважаю очевидним, що зимня форма одягу значно впливає на швидкість, тому довільно оцінюю вплив на швидкість у діапазоні від 5 до 10%.

Фактор сприяє опору на 5-10%.

Більша вага.

Більша вага зимнього одягу навряд чи впливає на різницю в швидкості настільки, щоб це стало помітно.

Знов, Джим наполягає на в середньому 2,2 кг збільшенні ваги, що сповільнить рух приблизно всього на 30-50 секунд на дистанції 40к із постійним набором висоти по 3%-підйому (заїзд на 70 хвилин), та на значно меншій різниці, якщо дорога пролягає по рівній поверхні. Вага, взагалі, має мінорний вплив, якщо не мається на увазі нагромадження, адже нагромадження провокує опір. В підйом вага має значення, але взимку не більший, аніж влітку.

Фактор сприяє опору на 0.8%.

Важко педалювати, коли багато одягу.

Кожен, хто пробував кататися в тісних джинсах знає, як складно рухатись у невідповідному одязі. Такий одяг може перешкоджати підняттю ноги у фазі відпочинку (upstroke), коли нога не виконує ніякої корисної роботи.

Важко знайти такий зимовий одяг, що ідеально підходить до катання у холодну пору року, тому часто райдери просто натягують якомога більше нижніх шарів. Дуже важко підрахувати, який вплив має одяг на опір руху, та й наразі немає ніяких математичних моделей, які могли б відповісти на це питання. Я запитував фізіотерапевта чи такі дослідження мали місце і все, що вона відповіла — тільки розсміялася мені в обличчя.

Багато хто жаліється на опір руху, якщо одяг розрахований на катання при температурі близько 0, та це ще не екстремальний приклад. І хоча це реальна проблема, вона не настільки гальмує велосипедиста, тому ми оцінимо фактор впливу лише в 1%.

Фактор сприяє опору на 1%.

Ухилення від дискомфорту.

Часто помічаю за собою супротив працювати по повній програмі, коли відчуваю, що зварюся під кількома шарами теплого одягу. Давайте будемо чесними: "дихаючий" одяг починає реально "дихати", коли внутрішня температура і вологість доходять до порогу, коли тобі вже дуже некомфортно. Вологе та затхле повітря Алабами має подарувати схожий досвід.

Повинен визнати, що, можливо, я надмірно одягнений для тієї погоди, при якій їжджу на велосипеді (а ще постійно отримую питання чи не холодно мені в такий собачий мороз на вєльчіку?).

Це виключно психологічний бар'єр, який, якщо хочеш викладатись на повну, ти повинен здолати.

Хоча надмірне спітніння і затримує, воно затримує не настільки, щоб це можна було виміряти хоч приблизно, тому я оцінюю цей фактор максимум в 1%.

Фактор сприяє опору на 1%.

Більша щільність повітря взимку.

Щільність повітря може грати дивно велику роль в зимових покатеньках. Коли температура знижується, повітря стає густішим. Більша кількість молекул заповняє менший об'єм. На одиницю об'єму повітря важить більше.

У таблиці наведені дані про щільність повітря в кілограмах на кубічний метр. При температурі 25°С один кубометр повітря важить 1,18 кг. При температурі 5°С 1 м³ повітря важить вже 1,5 кг. Якщо ваша фронтальна площина дорівнює 1 м², та ви рухаєтесь зі швидкістю 25 км/год, ви проїжджаєте 7 метрів на секунду, та штовхаєте 8,26 кг повітря кожну секунду.

Це влітку. Взимку при температурі -15°С ви повинні штовхати тілом вже 9,57 кг повітря, що дорівнює 15% зростанню опору кожну секунду. Якщо ви хочете їхати із середньою швидкістю 32 км/год, ви повинні працювати на 15% важче, або зміритись із тим, що ваша швидкість впаде до 27 км/год. При ще менших температурах такий опір може складати до 25%.

Якщо цей фактор поєднати зі всіма іншими, катання взимку може стати серйозною програмою тренувань, виконання якою зробить вас сильнішим, швидшим та витривалішим.

Source.