За последние несколько недель, прошедших с моего последнего квиза в Instagram, который я проводил перед олимпиадой в Токио 2020 года, мне задали множество вопросов о том, почему на треке велогонщикам необходимо ездить на велосипедах на один размер больше (как минимум), чем их шоссейные велосипеды.
Прежде чем я перейду к этой теме, хотел бы отметить, что не являюсь специалистом по настройке велопосадки и в области биомеханики.
Здесь я изложил свои мысли и опыт касаемо нынешней настройки велосипедов на треке, и они такие, какие есть. Этот пост в блоге задумывался как дискуссионный, поэтому, если вы с чем-то не согласны или чувствуете, что нужно уделить больше внимания какому-то вопросу, пожалуйста, не стесняйтесь комментировать ниже свои мысли.
Рис.1. Остался 1 день до трекового заезда в Токио. Задайте любой вопрос про велосипеды, Токио 2020 или на любую другую тему, и я постараюсь ответить.
Рис.2. Когда покупаешь себе трековый велосипед, стоит взять раму на размер больше или размер меньше по сравнению с шоссейным велосипедом?
На размер больше.
Большинство велосипедистов, которых вы видите на местном велодроме, ездят на велосипедах, слишком маленьких для них. В прошлом трековый велосипедист ездил на велосипеде того же размера, что и на шоссе, чтобы использовать посадку на велосипеде, подходящую для обеих дисциплин. В те времена с велосипедами со стальной рамой некоторые гонщики даже уменьшали размеры рамы, чтобы уменьшить ее изгиб. Благодаря композитным технологиям нам больше не нужно беспокоиться о жесткости рамы.
В наши дни, благодаря более глубокому пониманию аэродинамики и биомеханики, характерных для езды на велосипеде, эргономика или велосипедная посадка велосипедистов на треке и, в частности, спринтеров претерпела изменения в связи с некоторыми незначительными изменениями в правилах проектирования велосипедов UCI.
Аэродинамическое сопротивление велосипедиста составляет более 60% от сопротивления всей велосипедной системы. Большая часть от этого — сопротивление давлению потока, которое представляет собой воздух низкого давления, оттягивающий велосипедиста назад.
Рис.2. (слева направо) «прикрепленный» поток; «разделение» потока; высокая кинетическая энергия в следе потока; низкая энергия, турбулентный след; Давление, создающее «оттягивающую» силу, восстановление давления с «прикрепленным» потоком (создающее «толкающую» силу)
Один из самых простых и эффективных способов уменьшить лобовое сопротивление велосипедиста – уменьшить его лобовую поверхность. Уменьшение лобовой поверхности ограничивает количество вытесняемого воздуха при движении велосипедиста. Это может уменьшить объем воздуха низкого давления, образующегося позади велосипедиста, что делает систему более аэродинамически эффективной. Уменьшение лобовой поверхности заключается в удлинении, снижении и сужении площади, что достигается за счет нескольких прогрессивных изменений в посадке и снаряжении велосипеда.
Велосипедные заезды на треке — это более короткие дистанции по сравнению с шоссейными заездами, где комфорт и вытянутое положение велосипедиста не являются важной проблемой, и большинство гонщиков могут пожертвовать некоторым комфортом ради более агрессивной и аэродинамически эффективной позиции.
Рич (reach)
Наиболее радикальное изменение для более аэродинамически выгодной посадки на велосипеде заключается в увеличении рича.
Рич – это длина горизонтальной прямой, выходящей из диаметрального центра верхней части рулевого стакана, идущей до воображаемой вертикальной линии, направленной из каретного узла. Его не следует путать с ричем, который измеряется от вертикальной линии, выходящей из каретного узла до верхней части рулевого стакана.
Рис.3. Рич; рич рамы
Оптимальный рич для каждого велосипедиста будет разным. Прежде чем вносить какие-либо радикальные изменения в вашу посадку, я бы рекомендовал посетить профессионального специалиста по монтажу велосипедов, который «идет в ногу со временем». Качественная посадка на велосипеде важна, если вы серьезно относитесь к своей манере езды, так как улучшение аэродинамических характеристик может поставить под угрозу вашу мощность или способность ее поддерживать во время заезда. Запомните это и отнеситесь ко всей следующей информации и моим мыслям относительно трекового велосипеда серьезно, потому что то, что я скажу далее, может подойти не всем.
Увеличенный рич позволяет достичь нескольких вещей:
1. Более длинное/короткое положение туловища
Чем длиннее ваш рич, тем более вытянутым становится ваше туловище. Это может помочь уменьшить вашу площадь лобовой поверхности и CdA*.
*CdA — это аббревиатура коэффициента аэродинамического сопротивления. Это безразмерное число без единиц измерения. CdA является характеристикой размера, формы и текстуры поверхности тела.
2. Больше пространства для движений тела
Увеличенный рич дает больше пространства для эффективного движения тела. Я скоро расскажу об этом подробнее.
ПОЛОЖЕНИЕ СЕДЛА
В показатель рича велосипеда (описанный выше) не входит положение седла. Положение седла является ключевым фактором, способствующим эффективному ричу у велосипеда. В большинстве случаев велосипедисты выдвигают свое седло настолько далеко вперед, насколько позволяют правила — в большинстве случаев это на 5 см позади вертикальной линии каретного узла.
Правила UCI о снаряжении СТАТЬЯ 1.3.013
«Вершина седла должна находиться на расстоянии не менее 5 см от задней части вертикальной плоскости, проходящей через каретный узел.
Вершину седла можно перемещать вперед до тех пор, пока вертикальная линия не пройдет через каретный узел, где это необходимо по морфологическим причинам.
Под морфологическими причинами следует понимать все, что связано с размером и длиной конечностей велосипедиста.
Любой велосипедист, который из-за этих причин считает, что ему необходимо использовать велосипед меньших размеров, чем предложенные, должен сообщить об этом членам комиссии во время проверки велосипеда.
Может быть запрошено только одно исключение по морфологическим причинам; либо вершина седла может быть перемещена вперед, либо удлинители руля могут быть перемещены вперед в соответствии со статьей 1.3.023».
рис.4.
Размещение седла как можно дальше вперед позволяет бедрам велосипедиста проворачиваться вперед, чтобы сохранить низкую и плоскую спину без образования дуги. Хотя это не всегда является лучшим положением для каждого велосипедиста с точки зрения биометрии и оптимальной мощности, выдвижение седла вперед обеспечивает более открытый угол тазобедренного сустава в верхней части хода педали велосипедиста.
Выдвижение вашего седла вперед связано со своими проблемами. Помните, что с седлом, выдвинутым вперед настолько далеко, насколько это возможно по правилам, вы значительно уменьшаете свою досягаемость до лежаков руля.
РАЗМЕР/ДИЗАЙН РАМЫ
Рама лежит в основе всех геометрических требований для оптимальной посадки. Да, вы можете развернуть вынос и лежаки, чтобы получить увеличенный рич, но без достаточно большой рамы вы всегда будете искать компромиссы между эффективностью и контролем при езде.
В этом посте, когда я буду говорить о размере рамы ХХ см, это будет относиться к длине верхней трубы.
Давайте начнем с короткого упражнения. Когда вы в следующий раз поедете на своем трековом велосипеде, встаньте в аэро-позицию, возьмитесь за руль в передней части лежаков (там, где ваши руки будут расположены во время спринта сидя), согните локти так, чтобы ваши предплечья были параллельны земле, и начните крутить педали. Обратите внимание на взаимосвязь между вашими коленями и локтями. Ваши колени задевают или двигаются перед вашими локтями? Если они это делают, вам, вероятно, необходимо поискать раму большего размера.
Если вы достаточно высокий велосипедист (более 6 футов (180 см)), вы, возможно, заметили, что очень сложно приобрести трековый велосипед размера XL на вторичном рынке.
Это связано с тем, что они пользуются большим спросом у велосипедистов, которые оценили и теперь внедряют новый тренд аэро посадки на велосипеде. Более низкорослым спортсменам повезло, так как есть множество вариантов средних и больших рам, из которых они могут выбирать!
Для краткого сравнения приведем небольшую таблицу с несколькими спортсменами, завоевавшими олимпийские медали со всего мира, и размером рамы, которую они использовали во время Олимпийских игр 2020 года в Токио. Важно отметить, что эти велосипедисты были тщательно натренированы на этих велосипедах — и только потому, что вы можете быть одного роста с одним из этих велосиедистов, еще не означает, что велосипед того размера, на котором они ехали, также подойдет для вас.
Рис 5 и Рис 6
Из всех рам, разработанных для Олимпийских игр, Koga Kinsei, вероятно, обладает наиболее радикальным дизайном рамы для своего рича. Максимальный рич у рамы в значительной степени определяется максимально допустимым расстоянием между каретным узлом и передней осью. Максимальное допустимое значение по UCI для этого расстояния составляет 650 мм.
Когда колесо расположено на максимальном расстоянии, положение вилки и головной трубы заранее определено. Учитывая действующие правила на момент написания этого поста, велосипеды реально могут быть длиной не более 63 см, что является довольно большой проблемой для более высоких гонщиков, желающих иметь более длинный рич рамы.
Рис.7. Изображение минимального и максимального расстояния между нижним тормозом и передней осью и осью переключателя
Как большие, так и очень большие рамы Kinsei увеличены до предела передней колесной базы. Единственное различие заключается в высоте верхней трубы, которая делает головную трубу и подседельную трубу длиннее. Может показаться немного странным, что у Koga будут две очень похожие геометрии для одной и той же рамы, до тех пор пока вы не рассмотрите аэродинамические преимущества интеграции с лежаками (подробнее об этом ниже).
ЛЕЖАКИ И ВЫНОС
Следующий раздел, на который следует обратить внимание для оптимизации, — это комбинация руля и лежаков (обычно называемая кокпитом). На мой взгляд, кокпит является наиболее важной частью трекового велосипеда влияющей на велосипедистом (не считая велосипедиста), так как эта область велосипеда первой попадает в воздух перед гонщиком.
Я рассматриваю руль и вынос велосипеда как два компонента модульной системы. Каждую деталь можно развернуть, чтобы отрегулировать ваше положение и оптимизировать посадку на вашем велосипеде для достижения наилучшего баланса между аэродинамикой, мощностью и контролем.
Правила для позиции вашего руля различаются между соревнованиями на выносливость и спринтерскими соревнованиями на треке. Для соревнований на выносливость правила UCI ограничивают максимальную высоту штанги на высоту не более чем на 5 см выше вертикальной линии передней оси, в то время как в спринтерских соревнованиях предел увеличивается до 10 см выше оси. Эти правила предназначены в качестве меры безопасности для поддержания контроля во время езды на велосипеде.
Правила UCI об оборудовании СТАТЬЯ 1.3.022
Ни в коем случае передняя часть руля не должна превышать допуск в 5 см по отношению к вертикальной линии, проходящей через ось переднего колеса, которая является зоной управления велосипедом. Чем больше выдвинут руль, тем менее маневренным будет велосипед и тем труднее будет быстро реагировать на препятствие или порыв ветра. Более того, это приведет к перемещению центра тяжести велосипедиста на велосипеде, что еще больше увеличит риск потери контроля.
РУЛЬ НА СОРЕВНОВАНИЯХ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
На шоссейном велосипеде велосипедист большую часть времени будет ездить, держась руками за тормоза на руле. Тормоза на руле на дорожном велосипеде свисают перед рулем, еще больше увеличивая рич от лежаков. Положение рук на Тормозах на руле также позволит опустить предплечья в горизонтальное положение, что немного уменьшает лобовое сопротивление велосипедиста. Чтобы добиться аналогичного положения на трековом велосипеде — при этом оставаясь в допуске 5 см от руля, велосипедисты выбирают более длинный рич рамы, чтобы компенсировать разницу в риче. Лежаки руля Bunch спроектированы с тормозами, встроенными в лежак, чтобы сымитировать посадку на шоссейном велосипеде, соблюдая при этом правила UCI относительно ричей и правила настройки оборудования.
Ширина руля — еще один важный параметр, который необходимо учитывать, когда дело доходит до аэродинамики. Все больше велосипедистов выбирают более узкие рули, чем те, с которыми они возможно, ездили раньше. Узкие рули могут уменьшить лобовую поверхность велосипедиста – подгибая руки в один контур с туловищем. Узкие рули также помогают двигаться в пелотоне во время массовых заездов. Узкий руль действительно дает небольшой компромисс в управлении велосипедом. С узким рулем может быть немного сложнее осуществлять контроль рулем во время езды, но это то, к чему можно быстро привыкнуть. Как только вы начнете использовать узкий руль, все остальные заезды станут похожими на езду на тракторе – особенно когда вы вернетесь к шоссейному велосипеду.
Рули Bunch имеют перепад шириной 330 мм, сужающийся до 264 мм на кончиках ручного тормоза. Сужение тормозной секции означает, что велосипедист может прижать предплечья и выехать из передней части пелотона без встречного сопротивления воздуха, как при движении за мотоциклом, когда за ним возникают воздушные ямы.
Рис.9 Corbin Strong, Национальная команда Новой Зеландии
СПРИНТЕРСКИЕ РУЛИ/ВЫНОСЫ
Спринтеры — одни из самых быстрых велосипедистов в мире. Спринтеры высшей квалификации достигают максимальной скорости более 80 км/ч (50 миль в час). При таких скоростях очень важен низкий CdA.
Когда спринтер прикладывает 100 % усилий, он достигает точки, в которой он перестает ускоряться и не может двигаться быстрее. Это точка равновесия между его мощностью и силами сопротивления/трения действующими против него.
Есть два способа двигаться быстрее:
1. Увеличить свою мощность.
2.Уменьшить свое сопротивление (аэродинамическое сопротивление является основным фактором).
Соотношение между мощностью, необходимой для езды при более высоких скоростях, является экспоненциальным (увеличивается с нелинейной скоростью) из-за коэффициента сопротивления, что означает, что чем быстрее вы едете, тем больше разрыв в мощности, который вам нужно преодолеть, чтобы продолжать ускоряться… Поэтому быть сильным — это одно, но даже небольшое увеличение обтекаемости сможет существенно повлиять на скорость. Это можно сравнить с разницец между завоеванием медали и ее отсутствием.
Диаграмма Шелдона Брауна, представленная ниже, иллюстрирует экспоненциальное увеличение мощности, необходимое для преодоления увеличения сопротивления с увеличением скорости. Обратите внимание, что график предназначен только для иллюстрации взаимосвязи между этими значениями. Цифры, используемые на графике, могут быть неточными или репрезентативными чтобы использовать их для отслеживания езды на велосипеде.
Рис.10. Требуемая мощность для обычного шоссейного велосипеда
Вертикальная шкала – Мощность, Вт, Нижняя шкала – скорость, км/ч
Общая, ветер, вращение, трансмиссия
Как все это связано с рулями и выносом для посадки на спринтерских велосипедах?
Как упоминалось ранее, размер рича руля для спринтерских соревнований больше, чем для велосипедов для соревнований на выносливость. Велосипедисты на трековых велосипедах имеют большее преимущество в правилах для оптимизации своего аэродинамического сопротивление даже больше, чем при использовании руля Bunch на трековых велосипедах. Спринтеры профессионального уровня ездят на самых длинных велосипедах с очень длинным выносом.
Велосипед с длинным выносом может казаться немного пустым. Дуга, по которой двигаются ваши руки для совершения любых резких поворотов, длиннее и, следовательно, немного менее отзывчива и гибка. С другой стороны, длинный вынос достаточно устойчив для езды и позволяет велосипедистам использовать более узкие рули без ущерба для управляемости. На Олимпийских играх 2020 года в Токио велосипедисты-спринтеры ездили с рулями шириной 280 мм в лежаках.
Закрытые рули с лежаками ниже высоты переднего колеса остались в прошлом. Возможно, вы заметили, что многие велосипедисты также увеличивают высоту своего руля. Даже при использовании большинства рам размера XL у многих велосипедистов есть крутой наклонный вынос или увеличенное пространство на рулевой трубе. Увеличенная высота руля помогает удерживать предплечья горизонтально по отношению к земле, сохраняя при этом плоскую спину и низкое положение тела.
Длинная передняя часть с высоким рулем также является желательной настройкой для стартов стоя. Увеличенная длина означает, что велосипедист может изначально больше наклониться вперед, немного больше выдвигаясь перед рулем и увеличивая период, в течение которого велосипедист может передавать мощность через педали над зоной мертвой точки во время вращения педалей.
Команда спринтеров Великобритании в Токио 2020
Для Олимпийских игр 2020 года в Токио мы разработали спринтерский вынос Longboi для спринтерской команды Новой Зеландии.
Особенностью выноса является система крепления лицевой панели с обратным болтом для снижения сопротивления на передней кромке перекладины, при этом конические головки болтов встроены в заднюю кромку профиля выноса.
Выносы Longboi изготовлены из алюминия с самым высоким соотношением прочности и веса, что означает, что даже с изготовленными на заказ выносами длиной более 170 мм они обладают превосходной жесткостью. Сэм Дейкин из олимпийской сборной Новой Зеландии по спринту упомянул, что его Longboi был самым жестким из всех, которые он когда-либо использовал.
Источник: Velobike