Aerodynamikk: La luften bestemme spørsmålene
Rakettnesen gjennombryter sjokkbølger i supersonisk fart, mens en syklist beveger seg gjennom luft ved havnivå med Reynoldstall mellom 100 000 og 800 000. Ved sykkelfart sparer en stump, avrundet forkant kombinert med en svakt tilspisset bakre forkledning langt mer effekt enn en spiss nese.
Start bak setet, ikke foran framhjulsnavet
Når tinkerere tegner sin første rakettinspirerte sykkel, plasserer intuisjonen vanligvis en feiende kulenese over styret. Men som Chester Kyle og David Gordon Wilson dokumenterte i Bicycling Science, kommer omtrent 70 % til 80 % av trykkmotstanden på en oppreist syklist fra lavtrykksvirvlene som løsner bak rytterens overkropp, hofter og roterende bakhjulseiker.
Enda viktigere er at økt sideflate foran framhjulets kontaktpunkt flytter sentertrykket for aerodynamikken foran styreaksen. Når et plutselig sidevindkast treffer i en gir-vinkel på 15 grader, oppfører en forkledning med tyngde foran seg som en værvane som vender feil vei – den prøver aktivt å vri framhjulet bort fra vinden. En ansvarlig første endring bør derfor la framhjulet være fritt og fokusere på en lett bakre halekasse, et utfyllingspanel i rammetrekanten eller et avtakbart deksel for bakhjulet.
En bakre halekasse av Coroplast eller tynn bjørkeplywood, som strekker seg 450 mm bak rytterens korsrygg, reduserer sugen fra virvlene og flytter sideflaten bakover for roligere stabilitet i sidevind.
Typisk CdA for en hverdagssykkel synker fra ~0,36 m² til ~0,31 m² ved 30 km/t – som sparer omtrent 22 watt på flat asfalt, mens den bare legger til 1,1 kg i statisk masse.
Kamm-halens avkapping og balanse for sentertrykket
Fulle dråpeformer med finhetsforhold 4:1, som anbefales i klassiske NACA-tabeller for subsonisk strømning, blir upraktisk lange bak en sykkel, de hekter seg fast i garasjeporter og gir unødvendig mye friksjonsflate. Etter Wunibald Kamms bilforskning fra 1930-tallet – senere tilpasset rørrammer med avkuttet profil i UCI-stil – bevarer man det meste av trykkgjenvinningen ved å kutte av den bakre tredjedelen av dråpen ved omtrent 50 % av maksimal bredde, fordi den stillestående virvelen danner en «virtuell hale».
Tommelfingerregel for verkstedet: Hold det geometriske tyngdepunktet for det projiserte sideareal på eller bak midtpunktet av akselavstanden. Før utendørstesting henger du den ferdige sykkelen vannrett i én takstrikk gjennom tyngdepunktet og holder en vifte for verkstedet i 30 graders vinkel fra aksen for å se hvilken vei nesen roterer.
| Konfigurasjon | Typisk CdA (m²) | Effekt for 32 km/t (flatt, vindstille) | Følsomhet for sidevind |
|---|---|---|---|
| Oppreist nyttesykkel (løs jakke) | 0.40 – 0.44 | ~215 W | Lav, forutsigbar rystelse |
| Racerstilling + smale styre + rammeveske | 0.30 – 0.33 | ~168 W | Godt håndterbar |
| Oppreist + bakre halekasse + deksel for bakhjul | 0.26 – 0.29 | ~148 W | Værvanestabil; liten skyvekraft bakover |
| Fullt forkledd liggesykkel (velomobil, referanse) | 0.06 – 0.09 | ~65 W | Krever nøye kroppsprofil og tre spor eller en erfaren rytter |
Måling av reell luftmotstand uten vindtunnel
Vindtunneltid ved anlegg som Silverstone Sports Engineering Hub koster hundrevis av pund per time, men Robert Chungs metode for virtuell høyde lar tålmodige hjemmebyggere oppdage endringer i CdA på 0,01 m² på en stille blindvei eller en mild bakke ved daggry.
Ved å kjøre nøyaktig samme løkke gjentatte ganger i vekslende hastigheter (for eksempel 18 km/t på første runde og 34 km/t på andre runde) mens hjulhastigheten registreres nøyaktig via en reedbryter og effekten i sveivene, rekonstruerer programvare som GoldenCheetahs Aerolab høydeprofilen på veien. Bare én kombinasjon av rullemotstand (Crr) og luftmotstandsareal (CdA) gjør at start- og sluthøyden stemmer overens på både langsomme og raske runder.
Sjekkliste for produksjon og montering av kåper
- Kantbeskyttelse: Trim alle kanter på aluminiumsplate, polykarbonat eller glassfiber med delt gummiprofil i U-form (minimum 4 mm radius), slik at ingen bar kant kan komme i kontakt med syklisten ved et fall.
- Styreklaring: Kontroller full styrerotasjon på 45 grader mens forgaffelen komprimeres til full nedslagsbevegelse.
- Ventilasjon og anti-dugg: Bruk NACA-lignende innløpskanaler i flukt med overflaten og eksosventiler høyt oppe hvis du bruker en gjennomsiktig vindskjerm, for å hindre dugg og overopphetning.
- Løsnebare festeelementer: Monter ikke-bærende kåper med M5 skjærbolter i nylon eller gummiisolerende bobiner i stedet for stive stålklemmer på tynnveggede rammerør.
