Aerodinamika: hagyja, hogy a levegő határozza meg a kérdéseket
A rakétaorr-kúpok szuperszonikus lökéshullámokat hasítanak át, a kerékpáros viszont tengerszinti levegőben halad, 100 000 és 800 000 közötti Reynolds-számmal. Kerékpáros sebességeknél a tompa, lekerekített orr párosítva a hátul enyhén szűkülő szélterelővel sokkal több wattot takarít meg, mint egy tűhegyes orr.
Az ülés mögül induljon, ne az első kerékagy elől
Amikor a barkácsolók az első rakétainspirált kerékpárjukat vázolják, az ösztön általában egy elnyúló golyó alakú orrot helyez a kormány fölé. Mégis, ahogy Chester Kyle és David Gordon Wilson a Bicycling Science című munkában dokumentálta, az egyenes testhelyzetű kerékpáros légellenállásának nagyjából 70–80%-a abból származik, hogy a kis nyomású turbulens utánfutás leválik a versenyző törzse, csípője és forgó hátsó küllői mögött.
Ennél is fontosabb, hogy az első érintkezési felület elé helyezett oldalfelület az aerodinamikai nyomásközéppontot a kormánytengely elé tolja. Amikor egy hirtelen oldalszél-lökés 15 fokos szögben csap be, az elöl nehéz szélterelő úgy viselkedik, mint egy hátrafelé néző szélzászló: aktívan megpróbálja a szél felé elfordítani az első kereket. Az első felelős módosítás ezért hagyja szabadon az első kereket, és egy könnyű hátsó csomagtartódobozra, a vázháromszög kitöltő paneljére vagy eltávolítható hátsó kerékfedélre összpontosít.
Egy Coroplast vagy vékony nyírfa-rétegelt lemezből készült hátsó csomagtartódoboz, amely a versenyző ágyéka mögött 450 mm-rel nyúlik hátra, csökkenti az utánfutás szívóhatását, és az oldalfelületet hátrébb helyezve nyugodtabb oldalszél-stabilitást biztosít.
Egy tipikus városi kerékpár CdA-ja ~0.36 m²-ről ~0.31 m²-re csökken 30 km/h sebességnél, ami sík aszfalton körülbelül 22 watt megtakarítást jelent, miközben csak 1.1 kg statikus tömeget ad hozzá.
Kamm-farok csonkolása és a nyomásközéppont egyensúlya
A klasszikus NACA-szubszonikus táblázatok által javasolt, teljes 4:1 karcsúsági arányú cseppformák kerékpár mögött gyakorlatilag használhatatlanul hosszúak lennének: beakadnának a garázskapukba, és felesleges súrlódó felületet adnának. Wunibald Kamm 1930-as évekbeli autóipari kutatását követve, amelyet később az UCI-stílusú csonkolt szárnyprofilú vázcsövekre is alkalmaztak, a csepp hátsó harmadának levágása a maximális szélesség nagyjából 50%-ánál megőrzi a nyomásvisszanyerés nagy részét, mert az álló utánfutás egy „virtuális farkat” alkot.
Műhelyi hüvelykujjszabály: A vetített oldalfelület geometriai súlypontja legyen a tengelytáv felezőpontjánál vagy annak mögött. A kültéri tesztelés előtt akassza fel a kész kerékpárt vízszintesen egyetlen mennyezeti zsinórról a súlypontjánál, és tartson egy műhelyi dobozventilátort 30 fokos szögben a tengelyre képest, hogy megfigyelje, melyik irányba fordul el az orr.
| Konfiguráció | Tipikus CdA (m²) | Teljesítmény 32 km/h sebességnél (sík, szélcsendes) | Oldalszél-érzékenység |
|---|---|---|---|
| Egyenes üléspozíciós városi kerékpár (laza dzseki) | 0.40 – 0.44 | ~215 W | Alacsony, kiszámítható rázkódás |
| Sportos ülésállás + keskeny kormány + vázra szerelt táska | 0.30 – 0.33 | ~168 W | Nagyon kezelhető |
| Egyenes ülésállás + hátsó csomagtartódoboz + hátsó kerékfedél | 0.26 – 0.29 | ~148 W | Szélzászló-stabil; enyhe hátratolás |
| Teljesen szélterelős fekvő velomobil (referencia) | 0.06 – 0.09 | ~65 W | Gondos testprofilt és három nyomot igényel, vagy gyakorlott versenyzőt |
Valós légellenállás mérése szélcsatorna nélkül
A szélcsatorna-idő olyan létesítményekben, mint a Silverstone Sports Engineering Hub, óránként több száz fontba kerül. Robert Chung Virtuális Emelkedés módszere viszont lehetővé teszi a türelmes otthoni építőknek, hogy hajnalban egy csendes zsákutcában vagy enyhe dombon is kimutassák a 0.01 m²-es CdA-változásokat.
Ha ugyanazt a kört ismételten, váltakozó sebességgel teszi meg (például az első körön 18 km/h, a másodikon 34 km/h), miközben pontos kerékfordulatszámot rögzít egy nyelvescsöves kapcsolóval és forgattyús teljesítménnyel, az olyan szoftver, mint a GoldenCheetah Aerolab, rekonstruálja az útfelszín magassági profilját. Csak egyetlen gördülési ellenállás (Crr) és légellenállási felület (CdA) kombináció teszi úgy, hogy a kezdő és a záró magasságok egyezzenek a lassú és a gyors körök között.
Idomelemgyártási és -illesztési ellenőrzőlista
- Élvédelem: Minden lemez alumínium, polikarbonát vagy üvegszál élét hasított gumi U-profilú élvédővel (legalább 4 mm sugárral) szegélyezze, hogy esésnél semmilyen csupasz él ne érhessen a kerékpározóhoz.
- Kormányhozzáférési szabad tér: Ellenőrizze a kormány teljes, 45 fokos elfordulását úgy, hogy közben az első villa teljesen be van nyomva (végütközésig).
- Szellőzés és páramentesítés: Ha átlátszó szélvédőt használ, alkalmazzon NACA-típusú, síkba illesztett beszívónyílásokat és magas pontra helyezett kiömlőszellőzőket, hogy megelőzze a páralecsapódást és a hőkimerülést.
- Leváló rögzítőelemek: A nem teherviselő idomelemeket nylon M5 nyíróidomcsavarokkal vagy gumi rezgéscsillapító hüvelyekkel rögzítse, nem pedig merev acél bilincsekkel a vékonyfalú vázcsövekhez.
