聯(lián)系我們
肇慶博涵體育用品有限公司
公司地址:廣東省 肇慶市 四會(huì)市 大旺高新區(qū)康泰街
電 話:00086-758-3980938
電子郵件:info@www.gfspittsburgh.com
QQ: 2355878906 ;2355878900; 2851810044
招商熱線:18038615180
當(dāng)自行車騎士在空氣中運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,空氣支對(duì)騎士施加一股力量,稱為空氣阻力,又稱風(fēng)阻(Drag)。研究這種物體民氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下的受力特性,即為空氣動(dòng)力學(xué)(Aerodynamics),科學(xué)家對(duì)此已有相當(dāng)程度的研究。雖然一般人看不見它,對(duì)它的感受也只限于騎快的時(shí)候會(huì)有呼呼的風(fēng)從臉旁吹過,但它對(duì)于騎士的踩踏能量損耗,可不亞于傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦阻力,所以千萬別小看它!
空氣阻力實(shí)際上與有效迎風(fēng)面積(EffectiveFrontalArea)、前進(jìn)速度(Veloity)的平方以及阻力系數(shù)(DragCoefficent)成正比。當(dāng)有效迎風(fēng)面積增加1倍時(shí),阻力會(huì)增加一倍;而阻力系數(shù)增加一倍,阻力也會(huì)增加一倍;但是速度增加一倍時(shí),阻力則會(huì)增加三倍,變成原先的四倍。因?yàn)榭諝庾枇Φ挠绊懭绱酥,?970、1980年代,科學(xué)家們進(jìn)行廣泛而深入的研究不論是從理論分析、數(shù)值仿真或利用風(fēng)洞測(cè)試等,所獲得的結(jié)論都成為后來騎乘姿勢(shì)、比賽戰(zhàn)術(shù)與自行車設(shè)計(jì)等的重要參考依據(jù)。
▶▶ 騎乘姿勢(shì)V.S.風(fēng)阻
在騎乘姿勢(shì)方面,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,假設(shè)采正姿騎乘(一般騎淑女車的姿勢(shì)),以時(shí)速20km/h前進(jìn),所受的空氣阻力約為10牛頓。而如果將身體彎下來,像場(chǎng)地賽選手那樣地騎乘,大約可減少55%的空氣阻力,因此一般跑車選手會(huì)盡量壓低自己的身體。如果是采用輪車的方式,彎姿騎乘的領(lǐng)騎選手空氣阻力仍是減少 55%,但在其后的選手可以較正姿騎乘減少86%的阻力,等于只要花原先1/7的力量就可以克服空氣阻力。
各姿勢(shì)對(duì)風(fēng)阻的影響,你該換姿勢(shì)了!
▶▶ 比賽戰(zhàn)術(shù)V.S.風(fēng)阻
在整個(gè)車隊(duì)前進(jìn)的情況下,領(lǐng)騎選手較其后選手約多3倍的空氣阻力,因此允許自行車的團(tuán)隊(duì)比賽中(目前UCI多數(shù)的畫隊(duì)賽都允許),戰(zhàn)術(shù)如何的運(yùn)用就顯得格外重要。
一般而言,各隊(duì)都會(huì)有副將騎在主將前面,幫他擋風(fēng),讓主將保留體力至最后沖刺,因此也衍生出各種戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用,如領(lǐng)先集團(tuán)、主集團(tuán)、領(lǐng)騎、掩護(hù)、攻擊、追趕等,都是各種戰(zhàn)術(shù)中所用的專用名詞。而自行車比賽戰(zhàn)術(shù)之復(fù)雜技巧之細(xì)膩,也由此可見一斑。
而在整個(gè)自行車運(yùn)動(dòng)中,人體所占的有效迎風(fēng)面積比例最高,風(fēng)阻系數(shù)也較高,產(chǎn)生之空氣阻力約 占整體阻力的60%,所以采用低風(fēng)阻的騎乘姿勢(shì)對(duì)于減小阻力非常有幫助。其次是輪組,因?yàn)檩喗M除了本身在空氣中運(yùn)動(dòng)的阻力外,鋼絲在旋轉(zhuǎn)時(shí)亦會(huì)產(chǎn)生阻力, 整體輪組約占了整個(gè)阻力8%,因此采用低風(fēng)阻的輪組亦會(huì)有相當(dāng)助益,各家輪組廠也無不挖空心思進(jìn)行改良,希望能有效減少風(fēng)阻。至于車架的影響約與輪組相 當(dāng),也在8%左右,所以車架設(shè)計(jì)如何在輕量化、高剛性與低風(fēng)阻間取得較佳平衡點(diǎn),一直是各車廠不停努力研究的焦點(diǎn)。
▶▶ 輪組v.s風(fēng)阻
改用低風(fēng)阻輪組可以發(fā)現(xiàn),前輪之影響后輪大,這是因?yàn)榍拜啚檎v車最先接觸到空氣的部分,所以在前輪下功夫是較具經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。至于后輪,由于空氣經(jīng)過人體,已產(chǎn)生擾流,如以同樣的方式改進(jìn)后輪,其效果沒有前輪顯著。
最先出現(xiàn)的低風(fēng)阻設(shè)計(jì)是碟輪(Disc Wheel),因完全沒有鋼絲,正向風(fēng)阻最小,結(jié)構(gòu)剛性也最佳,并提供了最高的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,常見于場(chǎng)地賽或計(jì)時(shí)賽。不過側(cè)風(fēng)時(shí),由于輪組所受的風(fēng)力過大,會(huì)影響騎乘操控性與穩(wěn)定性,使用上仍有其安全顧慮,不適合一般道路騎乘。
再來則是采用低風(fēng)阻輻條取代鋼絲,風(fēng)阻的確降低了,不適由于輻條體積較鋼線大,在重量上失去優(yōu)勢(shì)。為了輕量化,碳織維成為該型輪組的主流材料,但其價(jià)格與制 造難度偏高,使得這種低風(fēng)阻輪組仍屬于貴族產(chǎn)品。最后一種是現(xiàn)在市面上最常見到的方式,直接減少鋼絲數(shù)量,利用高強(qiáng)度的鋼絲(或鈦絲)取代舊有鋼絲,并搭 配高強(qiáng)度設(shè)計(jì)的多層輪圈,可同時(shí)達(dá)到降低風(fēng)阻以及重量的雙重理想目標(biāo)。目前主要的輪組廠商都有推出這類輪組,鋼絲數(shù)從傳統(tǒng)的32條減少到24~16條,鋼絲編法之設(shè)計(jì)理論各不相同,車友可作多方比較,選擇適合自己的輪組。
▶▶ 車架&前叉v.s.風(fēng)阻
至于車架以及前叉,由于各家設(shè)計(jì)差異極大,所能減少之風(fēng)阻系數(shù)與有效迎風(fēng)面積也相去甚遠(yuǎn),對(duì)于側(cè)風(fēng)阻力減少的效果也各異。
自行車行進(jìn)過程中,車架&前叉與風(fēng)阻關(guān)系甚大▲
以1984年洛杉磯奧運(yùn)美國(guó)隊(duì)所采用的低風(fēng)阻車架(Huffy制造)為例,無風(fēng)時(shí)大約可減少5%的阻力,而10度側(cè)風(fēng)時(shí)竟能減少12%的阻力,讓美國(guó)隊(duì)在1984、1988兩屆奧運(yùn)因而大放異彩,在場(chǎng)地賽共拿下兩金、兩銀及一銅。
至于前叉方面,理論上目前常見的登山車圓柱型避震前叉,如果改為相同直徑的流線型,空氣阻力約可以減少90%,不過體積與重量也會(huì)相對(duì)增加(為了配合避震機(jī) 構(gòu))。當(dāng)然,適當(dāng)?shù)牡惋L(fēng)阻設(shè)計(jì)可在減少阻力與增加重量尋找出平衡點(diǎn),但其成本的增加則是無可避免,再加上一般的登山車騎乘速度較慢,強(qiáng)調(diào)的是Off- road的舒適性與操控性,所以低風(fēng)阻設(shè)計(jì)仍不常見。至于公路車因?yàn)椴恍杩紤]避震機(jī)構(gòu),前叉直徑較小,且時(shí)速較快(別忘了,阻力與速度的平方成正比),所 以現(xiàn)在的跑車前叉有越來越多各式低風(fēng)阻設(shè)計(jì)的出現(xiàn)。
事實(shí)上,自行車風(fēng)阻的問題相當(dāng)復(fù)雜,但對(duì)于愛好騎車而非科學(xué)家的一般車友,能在選購(gòu)低風(fēng)阻設(shè)計(jì)零組件時(shí),有概念知道該如何選擇適合自己的產(chǎn)品就足夠了。而車友們下次騎車的時(shí)候,除了享受追風(fēng)的樂趣外,也可以親身體驗(yàn)一下空氣動(dòng)力學(xué)奧妙!