9種騎姿的風(fēng)阻測(cè)試

結(jié)論一距贷,鐵三把碾壓非鐵三把轩端,

結(jié)論二,非鐵三把中唯有上把位壓低身體的騎姿是最佳騎姿

大肚皮的觀點(diǎn)活烙,測(cè)試的數(shù)據(jù)來(lái)自于40km 的恒定300w 輸出徐裸,也就是巡航數(shù)據(jù)。但是改變騎姿的一個(gè)重要原因是加強(qiáng)了輸出啸盏,所以其實(shí)下把位并非不好重贺,它能帶來(lái)更大的功率輸出,所以大 pro沖刺時(shí)候都是下把位搖車回懦。


車手的騎行姿勢(shì)對(duì)于其產(chǎn)生的風(fēng)阻大小有直接的影響气笙。通常研究文獻(xiàn)中關(guān)注較多的騎行姿勢(shì)有4種:

1.上把位,即雙手握在車把把橫處怯晕;

2.手變位潜圃,此乃最常見的公路騎姿,雙手抓在手變頭處舟茶;

3.下把位谭期,即抓握車把的下彎處堵第;

4.TT姿勢(shì),即屈肘前臂靠攏隧出,置于車把把橫上踏志。

一般認(rèn)為,以上4種騎姿的風(fēng)阻從低到高依次為4 < 3 < 2 < 1胀瞪,而有研究顯示针余,TT姿勢(shì)對(duì)比下把位,減少的風(fēng)阻可以多達(dá)5-30%凄诞。

就TT姿勢(shì)本身而言圆雁,細(xì)節(jié)上的差異所導(dǎo)致的風(fēng)阻的大小差別也可達(dá)10%,因此仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間帆谍。對(duì)于公路大組賽伪朽,雖然大部分時(shí)間車手都在集團(tuán)中騎行,但也有一些特定場(chǎng)合下既忆,空氣動(dòng)力學(xué)性能顯得非常關(guān)鍵驱负,如沖刺,突圍等患雇。

自上世紀(jì)90年代中期以后,ITU鐵三精英組別就開始允許跟車宇挫,而規(guī)則允許使用的休息把在長(zhǎng)度上不能超過(guò)手變頭苛吱,這種在公路車上的TT騎姿,不僅在ITU精英組的鐵三賽中出現(xiàn)器瘪,我們也會(huì)在公路大組賽中見到翠储,尤其是在領(lǐng)騎或是突圍時(shí)。

本研究的目的就是通過(guò)風(fēng)洞測(cè)試來(lái)探究上述這些常見的公路及鐵三騎行姿勢(shì)之間的區(qū)別橡疼,幫助運(yùn)動(dòng)員和教練更好地利用騎姿的優(yōu)化援所,提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)方式及實(shí)驗(yàn)對(duì)象

實(shí)驗(yàn)在莫納什大學(xué)風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行欣除,風(fēng)速恒定為45km/h住拭。實(shí)驗(yàn)結(jié)果取同一騎行姿勢(shì)下兩輪30秒測(cè)試的均值。實(shí)驗(yàn)選取的偏航角(Yaw angle)為0度历帚,即風(fēng)從車手的正前方吹來(lái)滔岳。

作者坦言在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,帶有一定偏航角的側(cè)風(fēng)更為多見挽牢,但是在側(cè)風(fēng)環(huán)境中谱煤,對(duì)車手及自行車產(chǎn)生阻力的因素不止側(cè)向的氣流,還有側(cè)向力禽拔、滾動(dòng)力矩和偏航力矩等均作用在人和車這個(gè)系統(tǒng)上刘离,由于該實(shí)驗(yàn)所用風(fēng)洞本身的測(cè)量局限性室叉,為保證結(jié)果客觀可信,故選取0度偏航角硫惕。

受試者為國(guó)家級(jí)精英選手茧痕,所使用的公路自行車裝備有符合ITU規(guī)則的短休息把,所用輪組為30mm低框輪疲憋,自行車后輪固定凿渊,前輪在騎行時(shí)可以有自由的側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng),風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中缚柳,受試者保持如戶外騎行時(shí)一致的踩踏埃脏。

實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù),從上到下依次為:車手體重秋忙,車重彩掐,滾阻系數(shù),車輪滾動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)阻灰追,傳動(dòng)效率系數(shù)堵幽,空氣密度,車速

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)共測(cè)試了9種不同的騎行姿勢(shì)弹澎,分別是:

手變位(以此騎姿為其余8種姿勢(shì)的參照點(diǎn))朴下;

下把位;

下把位苦蒿,并屈肘降低軀干角度殴胧;

下把位,屈肘佩迟,低頭眼睛向下看团滥;

手變位,屈肘报强,前臂水平灸姊;

TT姿勢(shì),使用符合ITU規(guī)則的短休息把秉溉;

TT姿勢(shì)力惯,降低頭的高度,收窄肩膀坚嗜;

TT姿勢(shì)夯膀,低頭眼睛向下看;

TT姿勢(shì)苍蔬,把頭埋進(jìn)雙臂之間诱建。

▲測(cè)試的9種騎行姿勢(shì),右邊是姿勢(shì)所對(duì)應(yīng)的迎風(fēng)面積

為了更好地將空氣動(dòng)力性能和實(shí)際騎行運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)結(jié)合起來(lái)碟绑,本實(shí)驗(yàn)還計(jì)算了克服各種阻力所需的功率俺猿。

一般來(lái)說(shuō)茎匠,車手在實(shí)際環(huán)境中騎行需要克服的阻力包含:風(fēng)阻(AT)、滾動(dòng)阻力(RR)押袍、車輪軸承內(nèi)阻(WB)诵冒、勢(shì)能的變化(PE,指爬升)谊惭、動(dòng)能的變化(KE汽馋,指加減速)。最后還要考慮到傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率(EC)圈盔。

因此豹芯,車手需要輸出功率克服的阻力可表示為:

在本實(shí)驗(yàn)中,需要考慮的阻力因素為AT驱敲、RR铁蹈、WB和EC。因此:

最終可表示為:

這9種不同的騎行姿勢(shì)众眨,為了克服空氣阻力所需的功率如下表所示:

▲右側(cè)的Delta power為以騎姿1(上把位)為參考點(diǎn)的功率差

以騎姿1(手變位)為參照點(diǎn)握牧,其余8中騎行姿勢(shì)所減少的風(fēng)阻和節(jié)省的功率的百分比,如下圖所示:

下面是大家最關(guān)心的時(shí)間節(jié)省了娩梨。40KM沿腰,恒定輸出功率300w的情況下,以騎姿1(手變位)為參照點(diǎn)狈定,其余8中騎行姿勢(shì)所節(jié)省的時(shí)間(秒)

再帶大家復(fù)習(xí)下實(shí)驗(yàn)中測(cè)試的9種騎行姿勢(shì):

▲9種騎行姿勢(shì)的側(cè)面觀

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

結(jié)果很有意思:

1.在純公路車配置下(不使用短休息把)矫俺,僅僅抓握下把,只比標(biāo)準(zhǔn)的手變位節(jié)省了3%的功率掸冤。

2.而純公路配置下最快的姿勢(shì)竟然不是握下把,而是抓手變頭并屈肘友雳,使前臂水平稿湿,這個(gè)姿勢(shì)相比標(biāo)準(zhǔn)手變位節(jié)省了將近14%的功率。

3.TT姿勢(shì)下押赊,看起來(lái)快到飛起的騎姿9(把頭埋進(jìn)雙臂之間)饺藤,其實(shí)和標(biāo)準(zhǔn)的TT姿勢(shì)(騎姿6)相差無(wú)幾。更糟糕的是在TT姿勢(shì)下低頭眼睛向下看(騎姿8)流礁,和騎姿5差不多涕俗,這休息把算是白瞎了。

4.TT姿勢(shì)下最快的是騎姿7神帅,即收窄肩膀再姑,降低頭部高度,這個(gè)姿勢(shì)對(duì)比騎姿1可節(jié)省17%的功率找御。

開元觀點(diǎn)

自行車愛好者中有人堅(jiān)持“輕量至上”元镀,有人強(qiáng)調(diào)“發(fā)動(dòng)機(jī)最重要”绍填,也有人認(rèn)為氣動(dòng)性是高手們考慮的,自己騎得慢栖疑,無(wú)所謂讨永。

實(shí)際上,空氣阻力是無(wú)處不在的遇革,即便是20km/h出頭的時(shí)速卿闹,空氣阻力仍然是大頭,而且當(dāng)你騎行速度較慢時(shí)萝快,完成一定距離所需的時(shí)間也更長(zhǎng)锻霎,換句話說(shuō),需要去克服空氣阻力的時(shí)間也就較長(zhǎng)杠巡,因此氣動(dòng)性對(duì)你的騎行仍然會(huì)有很大的影響量窘。我一直認(rèn)為,功率和氣動(dòng)性并不矛盾氢拥,完全可以“兩手抓蚌铜,兩手都要硬”。一方面嫩海,你可以苦練內(nèi)功冬殃,切實(shí)提高自己的功率輸出和騎行能力;另一方面叁怪,通過(guò)器材和騎行姿勢(shì)的優(yōu)化审葬,獲取“買來(lái)”的速度,何樂而不為呢奕谭?本文就為各位的實(shí)踐提供了切實(shí)可行的參考依據(jù)涣觉,大家不妨一試,有功率計(jì)的甚至可以自己做下比較血柳。當(dāng)然官册,安全第一,而且上面的數(shù)據(jù)也證明了难捌,危險(xiǎn)動(dòng)作(低頭膝宁,眼睛向下看)并不見得會(huì)更快,所以騎行時(shí)還是要看路看車根吁!

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