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自行车的空气动力学性能是否已经见顶?
我们已经到了空气动力学军备竞赛的终点了吗?,如果是这样,未来的优势在哪里?
在过去15年左右的时间里,空气动力学的发展在整个自行车行业取得了巨大的飞跃,这对任何人来说都不足为奇。但就像所有美好的事物一样,它们总有结束的一天。
十多年来,“空气动力学”一词一直是设计和制造公路自行车的人的流行语。但在最初的分歧之后,我们看到自行车制造商在他们的产品序列里,除了提供空气动力学公路车,还会提供爬坡公路车。现在我们看到一个微妙的转变,一个轮回之后,许多厂商又回到同一条路上,即“全能”公路自行车。既要在空气中保持“丝滑”,又要把重量控制在最小,而且不影响骑乘感觉。这就引出了一个问题,公路自行车的空气动力学军备竞赛即将结束吗?
例如,闪电Specialized Tarmac SL8是一款“一即是全”的公路车,在SL7迭代中,Tarmac取代了Venge。
著名空气动力学专家西蒙·斯玛特(Simon Smart)告诉我们,他十分肯定地认为空气动力学的爆发已经结束。在F1行业工作了很长一段时间后,斯玛特在2007年看到了自行车市场的空白,于是他成立了Drag 2 Zero。他的公司主要面向计时车手,专注于在风洞中提供空气动力学fitting,同时也开发硬件。
一开始,培育市场并不是一个容易的过程。斯玛特告诉我们:“人们对空气动力学产品有抵触情绪,因为在那个时候,你需要为妥协付出更多的钱。
“你不仅要让人们相信空气动力学很重要,而且最重要的是,你还必须说服他们在空气动力学和轻量化之间做出选择。”
在过去的15年里,在英国空气动力学专业知识的带领下,许多容易实现的目标都已达成,电缆被隐藏起来,车把变窄,车架的形状被设计得可以让速度更快。
斯玛特承认,在Scott Foil RC(一款他积极参与研发的公路车)发布后,他“花了很长时间思考我们接下来会做些什么不同的事情。”
当今的空气动力学公路车,即使从外观上看,也与五年前的技术完全不同,现在的标准是完全内置电缆和集成组件。但通过专注对于空气动力学的研究,这些干净、流畅的线条,现在已经应用于所有顶级公路车上,比如截断管,更窄的车把和下沉的后下叉。甚至在大多数情况下,空气动力学公路车和轻量公路车之间的重量差异也不到200克。Factor的Ostro VAM气动车架仅比捷安特的非气动TCR车架重80克。
虽然Trek, Cervelo, Scott和其他品牌仍然在世界巡回赛中使用他们的空气动力学车架,但Specialized在2020年停产了Venge,而Tarmac (现在是SL8)——尺码为56厘米的车架,整车可以达到6.6公斤——据说和Venge一样拥有空气动力学性能。我们是否可以看到其他品牌效仿,开始在其他方面寻求效益?
Factor自行车的首席执行官罗伯·吉特利斯告诉我们,尽管他相信空气动力学增益仍然是可能的,但他们正在转用更强大的软件。
计算流体动力学(CFD)在过去10年里取得了巨大的技术进步,对更强计算能力的不断推动意味着未来该行业将越来越依赖它。工程师们不再需要在看到结果后再将生产样品或模型带到风洞中进行重构,而是可以运行更先进的现实世界模拟,而在此之前,这些模拟可能根本就不是很“真实”。
Factor的CFD分析能够观察车架上的气流,同时考虑到腿部位移和车轮位移的影响,这在几年前是不可能的。
吉特利斯解释道。“现在你可以以更低的成本将计算能力外包出去。例如,我知道Cervelo公司过去一年在计算时间上的花费大约是150万美元,而仅仅五六年之后,同样的150万美元 (工作)你只需要1.2万美元就能完成。”
我认为我们所做的是将男人和男孩区分开来,看谁有技术,谁有能力挑战极限。”
斯玛特将技术的发展视为一个决定性因素。在技术进步之后,行业必须迎头赶上,这就导致了产品开发的放缓。“F1也是一样。”斯玛特说。“在空气动力学方面,你永远是在对工具进行投资,而不是对改进进行投资。””因此,随着自行车行业越来越接近设计的前沿,品牌必须(找到新的)尖端技术来保持领先地位,而不仅仅是使用现有的技术。更强大的软件可能会让东西更便宜,但它会带来更多的效益,让自行车更快吗?
毫不意外地,吉特利斯对未来充满信心,他告诉我们:“相比目前的Ostro VAM空气动力公路车,我们发布的下一款车将会有重大改进”。他解释说,促成这一目标的主要原因是“我们现在有能力承担这项工作,而且我们知道怎么做,也有人才”。
一个自行车品牌对他们的下一款新品感到兴奋并不奇怪。但与往常一样,这些改进的营销和推广需要放在背景中考虑。斯玛特说,单是车架就占了整个系统“空气动力阻力的三分之一到四分之一”。因此,在一个车架组上增加3%的增益就会变成1%的系统净增益。你有可能在这项运动的顶端赢得比赛,但如果骑行服穿的大一号,那就落伍了。
Pinarello的运营总监毛里齐奥·贝林(Maurizio Bellin)告诉我们,在行业顶尖的公路车中,“在空气动力学方面没有太大的差距”。在过去的十年里,Pinarello的Dogma车架类型基本保持不变。相反,他暗示行业关注的重点是位移,并告诉我们“这把我们带到了最前沿,创新的最后一步,也就是硬度”。
这和我们从Specialized工程师那里听到的一致。很明显,除了为新的Tarmac SL8设计一个更轻的车架外,他们最自豪的是设法找到了如何增加车架刚性的方案。
那么,“空气动力学的爆发”结束了吗?
但这一切是否意味着公路车的空气动力学将被忽视呢?不完全是,但它确实改变了我们看待空气动力学的方式。回到最初的观点——无论是从行业还是消费者角度来看,“空气动力学的爆发已经结束”。当然,这并不意味着自行车将停止获得更多的空气动力学性能。
“自行车现在变得越来越好了,不是吗?”斯玛特说:“这些天我经常把自行车比作汽车。没人谈论新车的流体力学(CdA),但他们都在做这项工作——这是不言而喻的。”斯玛特的理念是,我们应该像看待重力一样看待风阻力——它存在,它是一个挑战,最好的产品将是那些能最好地应对所有挑战的产品。
因此,虽然改进空气动力学的动力仍在继续,但开发曲线最陡峭的部分肯定已经过去了。毫无疑问,自行车品牌将不得不继续使用尖端技术来保持在行业的领先地位,但轻松的胜利早已不复存在。
职业车手并不总是使用最快的技术。
在这项运动的顶峰,每一秒都很重要,每一瓦特的节省都可能决定输赢。然而,正如亚历克斯·道塞特(Alex Dowsett)告诉我们的那样,尽管品牌投入了数百万英镑来获得边际收益,但一些专业人士仍然固执地选择他们喜欢的套件。他说:“我们知道我们对计时赛的了解,但所有的效益都在你跳上公路自行车的那一刻被遗忘了。”
这位前一小时纪录保持者解释说,他与一位前短距离冲刺队友的交流非常简短:“我直截了当地对他说,‘如果你不打算使用这个装备,我就不会带你冲出去。’”道塞特说。
“如果你不愿意穿上紧身衣,那就说明你对赢得这场自行车比赛不感兴趣。”
有趣的是,多塞特告诉我们,他也不知道在世界巡回赛中有任何针对公路自行车的空气动力学测试。“我认为像珍宝(Jumbo-Visma)和英力士(Ineos)这样的车队已经做了测试,但如果他们没有做,我也不会感到惊讶。”
考虑到骑手的身体对整体流体力学的影响要比自行车大得多,缺乏广泛的测试是令人惊讶的,尤其是当你考虑到在计时赛中取得的巨大收益时。最后,多塞特亲自动手,在风洞里测试了骑行衫、短裤和紧身衣。他得出的结论是,在以每小时70公里的速度冲刺200米时,紧身衣可以减少1.5米的距离。“然后你会看到他们的眼睛亮了起来,”他说,“因为自行车赛常常都是分秒之争。”
责任编辑:Ting
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