Pyöräkirjat ovat täynnä kaikenlaisia ohjeita aina pyörän valinnasta ja pyörän huollosta lähtien, mutta yksikään ei keskity aivan olennaisiin kysymyksiin. Esimerkiksi ilmanvastusta ei käsitellä analyyttisesti yhdessäkään suomenkielisessä artikkelissa, vaikka nopeassa ajossa ilmanvastus on merkittävin hidaste. Harva pyöräilijä on siis tuskin edes tietoinen, kuinka suuri merkitys ilmanvastuksella todellisuudessa voikaan olla ja kuinka vähän hän oikeasti tietää asiasta.
Myös polkupyörän massan merkitys on suurimmalle osalle pyöräilijöistä vähintäänkin epäselvää. Painon säästäminen tuntuukin olevan keskustelupalstojen viisaille ja aktiivisille maantiepyöräilijöille prioriteetti numero yksi. Kevyempiä osia hankkimalla ollaan valmiita maksamaan eurotolkulla grammaa kohti. Isomman painon polkeminen mäen päälle vaatii kyllä enemmän työtä, mutta kuinka suuri merkitys onkaan käytännössä kuljettajan omalla painolla? Miksi viilata grammoja pyörästä, jos oma paino tai edes ilmanvastuksen perusteet eivät ole hallussa?
Maantienopeuksilla suurin yksittäinen tekijä on ilmanvastus. Ei auta, vaikka pystyajoasentoiseen maasturiin laittaisi kuinka kapeat renkat. ilmanvastus ei ole linearinen vaan eksponentiaalinen.
Maastopyörällä menee pahimmillaan muihin kuin ilmanvastukseen 15% tehosta. Tästä arvattavasti suurin osa maastorenkaiden vierintävastukseen. Ratapyörillä kitkatehot saadaan putoamaan 0.5%:iin.
Käyrällä tangolla alaotteen käyttö (siis ilmanvastuksen pienentäminen) yläotteeseen verrattuna parantaa aikaa/tehonkulutusta noin 10%. Eli kyllä ilmanvastuksen ja muiden kitkatekijöiden pienentäminen ovat yhtä tärkeitä!
Jos olen kuntopyöräilijä, joka ajelee ylläpitääkseen ja kohentaakseen ruumiinkuntoa, niin pyörän painolla ei ole periaatteessa mitään merkitystä. Painavampi pyörä voi olla vain eduksi kunnon kohottajana. Tosin vaakakupin toisella puolella on ajamisesta saatava mielihyvän tunne, joka kärsii, jos kalusto on kovin painavaa. Normaaliajossa 1..2..3 kg:n painoeroa pyörässä ei huomaa ollenkaan. Lisäksi pitää muistaa, että minkä ylämäessä painavammalla häviää, sen alamäessä voittaa takaisin.
Pyörän painolla on merkitystä kiihdytyksissä ja nousuissa: pienemmän massan kiihdytys ja nosto tarvitsee vähemmän työtä. Kilpapyöräilijät ovat kautta aikojen ihannoineet kevyttä kalustoa ja tehneet pyöriinsä mitä kummallisempia "viilauksia" saadakseen muutaman gramman painosta pois. Tällaisen keveyttä ihannoivan toiminnan hyöty on puhtaasti psykologinen, - vaikutus tuntuu vasemman ja oikean korvan välissä.
Yhteislähtökilpailuissa ajaja hyötyy pyörän keveydestä lähinnä pitkissä ylämäissä ja äkillisissä kiihdytyksissä. 1..2 kg:n painoeron pyörän suhteen voi helpolla kompensoida pudottamalla omaa rasvaprosenttia.:-)
Ammattilaisten suhteen asia on siten, että kaluston tulee ensisijaisesti olla luotettavaa ja kestää kilpailun rasitus. Toisella sijalla tulee keveys. Mm. Biacnhi ilmoittaa kevyimmistä Al-rungoistaan, että ne eivät sovellu (kestä) yli 75 kg painoiselle ajajalle. Lisäksi osavalmistajien takuu kattaa vain ajot kestopäällysteisellä tiellä.
Ja sitten se varsinainen kysymys. Mutta ehkä on parempi, että muutetaan gramma kg:ksi ja tehdään olettamus: pyöräilijän massa 90 kg ja pyörän 7,5 kg tai 15 kg. Sitten tutkiskellaan tilannetta ottamalla matematiikka avuksi:
-kilpapyöräilijän ajoasento (ilmanvastuksen muotokerroin c=0,92) -pyörä 7,5 kg -ajaja 90 kg (tuulipinta 0,4 m^2) -ajomatka 25 km -ajoaika 60 min (nopeus 25 km/h) -korkeusero 0 m -kestopäällyste -> renkaan vierintävastus w=0,15 N/kg -vasta/myötätuulen vaikutusta ei ole (ilmanvastuksen nopeuspaine - q (N/m^2) - lasketaan likiarvona kaavalla q=v^2/1,6, jossa nopeus v pitää olla m/s.)
Tulokseksi saadaan: -tehontarve 179 W -vierintävastus 102 W -ilmanvastus 77 W
Kun samalle ajajalle valitaan ajokiksi 15-kiloinen ja muut ehdot ovat samoja, saadaan: -kokonaisteho 186 W -vierintävastus 109 W -ilmanvastus 77 W
Ts. tehonkulutus lisääntyi 7,5 kg painavammalla pyörällä n.7 W. Kun asetetaan kysymys siten, että paljonko nopeammin painavamman pyörän ajoteholla (186 W) ajaisi 7,5-kiloisella ajokilla 25 km, niin laskenta antaa seuraavaa: -kokonaismassa 97,5 kg -ajonopeus 25,554 km/h -ajoaika 58 min 42 s -kokonaisteho 186 W -vierintävastus 104 W -ilmanvastus 82 W
Kevyemmällä aikaa "säästyy" 1 min 18 s. Kuntoilija, miten aiot näin säästyvän ajan käyttää? :-) Kilpa-ajajasta arvelen, että kevyemmällä ajokilla hän nousisi tulosluettelossa lähemmäksi kärkeä.
Edellä esitetyssä esimerkissä on käsitelty vain massojen siirtämistä. Ajajan omien elintoimintojen kulutuslukema on käytännössä lisättävä laskelmiin energian kokonaiskulutusta määriteltäessä. Sen asian käsittely on jo toinen tarina, joka kertoisi sykemittarin käytöstä energiankulutuksen ja suoritustehon määrittelyssä kotikonstein. Grammojen painoeroilla on kuitenkin turha kuvitella saavansa eroja tuloksiin, mutta muutama kilo saattaa näkyä huolella tehdyissä testeissä.
Tässä jotain aiheesta ja aiheen vierestä. Anteeksi vaan hiilikuidun ystävät, mutta keskustelu siitä, mikä on paras runkomateriaali kuntopyöräilijän ajokkiin, on täysin absurdi. Pääasia on, että kalusto on mukavasti ajettava, miellyttää käyttäjää, kestää ajon rasitukset vuosikausia ja ennen kaikkea - ei maksa maltaita.
http://users.frii.com/katana/biketext.html
http://www.analyticcycling.com/RiderAeroStudy.html#Drops
|
Tämä artikkeli tai osio on keskeneräinen ja tarvitsee laajennusta. Voit auttaa Polkupyöräwikiä täydentämällä sitä.
|