Каждый велосипедист должен преодолеть сопротивление воздуха. Обычные велосипеды (за исключением топовых моделей гоночных велосипедов для
timetrial имеют очень слабые аэродинамические характеристики. Если форму велосипеда и можно довести до максимально обтекаемой, то с телом гонщика такое проделать невозможно. Можно уменьшить сопротивление воздуха за счет изменения посадки гонщика, чем и занимаются на протяжении лет разработчики и экспериментаторы в области велосипедостроения.
Сопротивление воздуха (ветер)
Любой велосипедист знает, что если прекратить крутить педали он остановится, а если будет дуть встречный ветер, то остановка произойдет очень быстро. Для того, чтобы перемещаться вперед, велосипедист должен преодолеть толщу воздушной массы - на это нужно затратить энергию. Аэродинамическая эффективность - это обтекаемая форма, которая имеет меньшее воздушное сопротивление, которая позволяет затрачивая меньше энергии ехать быстрее. Чем больше скорость велосипедиста, тем больше энергии он должен затратить на преодоление воздушного сопротивления. Поэтому в подготовке гонщиков к достижению высоких скоростей берется во внимание не только силовая (и другая физическая) подготовка, но и много внимания уделяется аэродинамической посадке.
Аэродинамическая помеха состоит из двух составляющих: лобовое сопротивление и трение воздуха. Тупой обьект с множеством уступов оказывает большое сопротивление плавному обтеканию воздуха. Кроме того, зоны низкого давления находящиеся за объектом также оказывают сопротивление движению. Высокое давление впереди и низкое давлением позади велосипедиста буквально тянет его назад. Разнообразные обтекатели обеспечивают гладкое обтекание воздухом объекта и уменьшают помеху от завихрений. Прямое трение происходит, когда движущийся воздух приходит в контакт с внешней поверхностью велосипеда и гонщика. Поэтому для уменьшения прямого трения гонщики используют обтягивающую форму. Тем не менее, прямое трение воздуха оказывает меньшее сопротивление чем лобовое сопротивление.
На дороге с незначительным перепадом высот, аэродинамическая помеха является основным фактором влияющим на скорость велосипедиста и составляет 70-90% от суммарной силы сопротивления. Процентное соотношение меняется при преодолении велосипедистом подьемов, когда скорость езды падает и преобладающей составляющей силы сопротивления становится сила тяжести.
Комментарий к калькулятору
Необходимо иметь ввиду, что полученные рассчеты на этом калькуляторе не учитывают многих факторов и имеют упрощенную схему вычисления. Например, этот калькулятор не учитывает позицию или размер тела, которые также оказывают влияние на сопротивление воздуху. Тем не менее в этом калькуляторе учитывается коэффициент трения. Ну и надо учитывать, что если ввести "нереальные" значения, то в итоге и получим "нереальные" результаты.
Уменьшение сопротивления
Разработчики и изготовители велосипедных рам все чаще применяют в конструкции рам овальные и трубы с каплевидным сечением. Совершенствование колес в плане уменьшения воздушного сопротивления: обычное спицованое колесо создает много мелких завихрений и по сравнению с такими колесами цельнодисковые намного более аэродинамичны, хотя уступая спицованным колесам в весе.
Пока совершенствование рам и компонентов улучшили аэродинамическое исполнения велосипеда, велосипедист является самом большим и безперспективным направлением. Человеческое тело не очень обтекаемое. Положение тела на велосипеде очень важно. Гонщики используют специальные рули, позволяющие расположиться на велосипеде в низкой посадке, при которой значительно уменьшается общая фронтальная площадь и, как следствие, уменьшается аэродинамическое сопротивление. Уменьшение фронтальной площади позволяет увеличить скорость. Дополнительно к посадке применение облегающей одежды может уменьшить трение поверхности тела об воздух.
Лидирование (Drafting)
Лидирование (Drafting, сидеть на колесе) является важной техникой езды в велосипедных гонках. Велосипедист, двигаясь по дороге, оставляет за собой турбулентные завихрения. Эти завихрения создают пониженное давление позади велосипедиста и часть воздушной массы, которая перемещается вместе с велосипедистом. Второй велосипедист, который будет ехать непосредственной близости за первым, будет иметь преимущество в сохранении сил, не тратя их на преодоление воздушного сопротивления.
Лидирование помогает не только второму велосипедисту, но и едущий первым получает от второго некоторую помощь. Едущий второй велосипедист заполняет пространство позади первого, чем уменьшает обьем зоны пониженого давления. Так двое велосипедистов, используя лидирование, затратять меньше энергии чем велосипедист, едущий индивидуально, покрывая то же расстояние и одинаковое время. Тем не менее, пока первый велосипедист получает некоторое преимущество в этой ситуации, ему все еще необходимо затрачивать значительно большую энергию чем второму велосипедисту. В гонках на шоссе гонщики группируются в так называемый "пелотон". Гонщики, которые едут в такой группе могут сэкономить до 40% энергии по сравнению с гонщиком, едущим индивидуально. Чтобы лидирование было эффективным, велосипедист должен быть по возможности закрыт от набегающего потока воздушной массы. Многие проффессиональные гонщики, идущие в пелотоне, находятся на расстоянии дюйма друг то друга, меньше рассотяние - меньше усилий на преодоление сопротивления воздуха.
