Amata

Блог им. denis_kabanen — Сбросить 3 минуты на гонке за счет покрышек? Теперь я знаю как!

15 ноября 2012, 10:03

• denis_kabanen

Поставить на гонку 2.0" или 2.2" покрышки? Сдуть до 1,5 атмосфер или набить до трех? Такими вопросами мы задаемся практически перед каждой гонкой. Чаще всего верх берет практика использования широких покрышек с низким давлением для сложных кросс-кантрийных трасс и более узких накаченных покрышек для марафонов. Но на что мы опираемся при этом выборе? Только на личный опыт. А подкреплен ли он теорией? Я попытался разобраться в этом и обнаружил интересное исследование Peter Nilges из German Collage of Physical Education, Cologne.

Исследование заключалось в определении сопротивления качения различных покрышек Schwalbe (Albert Brothers, Racing Ralph, Fast Fred), различной ширины (2.1”, 2,25”, 2.4”), с различным давлением (1.5, 2, 3, 4 атм) на различных покрытиях. Использовался склон длиной 460 метров (уклон в среднем 5,7%), к вершине которого параллельно идут асфальтовая и гравийная дорогая, а также тропа по траве. Поддерживалась скорость в 9.5 км/ч и фиксировалась средняя мощность преодоления подъема при помощи SRM-системы. Таким образом было совершено 350 экспериментов, а с учетом того, что комбинаций покрышек-покрытия-ширины-давления может быть 108 штук, каждую из них проверяли как минимум 3 раза. Значит степень достоверности результата находится на довольно высоком уровне.

Получились достаточно занятные графики.

1. Влияние покрытия на каждый из видов покрышек.


Сопротивление качению по траве в 6 раз выше, чем по асфальту.

2. Влияние ширины покрышки.


По грунту сопротивление качению заметно снижает с увеличение ширины покрышки. Наиболее сильно это проявилось на траве, где использование широкой покрышки позволило снизить сопротивление на 15,41 Вт.

3. Влияние давления.


На грунте снижение давления снижает сопротивление качению. По траве снижение с 4 до 1,5 атмосфер позволило сэкономить внушительные 18 Вт!

4. Наложение двух графиков мощности при использовании самой быстрой (широкая покрышка с 1.5 атм) и медленной (узкая покрышка с 4 атм) комбинации на траве. Разница в средней мощности составила 50 Вт.



5. Процент мощности, уходящей на преодоление сопротивления качению, на различных покрытиях.



Что мы имеем в сухом остатке? Ставить узкие покрышки и набивать их до звона имеет смысл только на шоссе. С выездом на грунт вступает в силу обратное правило: чем шире покрышка и ниже давление, тем лучше. При этом не только проще преодолевать технические элементы на трассе, но и снижается сопротивление качению!

Это не совсем очевидно, но чем сильнее покрышка проглатывает неровности, тем меньше лишних вертикальных перемещений совершает велосипед и работает его подвеска, тем выше скорость при равной мощности педалирования!

Насколько низкое давление ставить? Я обычно набиваю ровно столько, сколько не позволяет биться ободом о камни, корни. 23-26 пси. Но обычно придерживался этого правила только на Кросс-Кантри. Так что придется менять свое мнение и также качать покрышки для марафонов.

Насколько широкую покрышку ставить? Насколько позволяет клиренс вилки и рамы! Вот тут сильно ломаются стереотипы. Обычно ограничиваешься 2.0-2.1 покрышкой, особенно с приходом 29ых колес. Но получается, что лучше идти по пути более простого рисунка протектора на более широкой покрышке.

Можно заметить, что вместе с этим растет масса резины, а ведь это лишняя масса вращения, которая самым сильным образом должна сказываться на результате.

И тут исследователь ломает наши стереотипы: для разгона покрышек с увеличенной массой в 500гр с нуля до 25 км/ч за 4 секунды требуется дополнительно лишь 4.2 Вт! При том, что экономия от использования более широкой покрышки заметно выше. Да и расплата за лишнюю ширину чаще всего составляет куда более скромные 50-100гр на покрышку.

Я наткнулся на еще одно интересное исследование, правда, с менее репрезентативной выборкой. Насколько сильно лишний вес на раме и ободе влияет на результат? Исследователь подошел радикально и четыре раза проехал самый знаменитый шоссейный перевал Alpe d’Huez с равной мощностью 275 Вт. Сначала он залил 1.8 кг воды в покрышки, потом подвесил лишние 1,8 кг к раме. На третий раз он проехал пустым, и в последний раз спустил давление в покрышках до 3 атм.



В итоге время преодоления перевала и средняя мощность составили:
1. 52.01, 275w (+1,8 кг в покрышках) +2:21
2. 51.34, 277w (+1,8 кг к раме) +1:54
3. 49.40, 278w
4. 50.38, 273w (низкое давление 3 атм) +0:58

Увеличение времени вполне ожидаемо, но столь малая разница между лишними кг на покрышках и на раме удивляет. Это можно объяснить тем, что спортсмен ехал максимально равномерно, а лишняя масса вращения будет сказываться сильнее всего на разгоне. Да и можно ли свободно перемещающуюся жидкость в покрышке считать массой вращения?


Как сопоставить эти два исследования?

Я попытался примерно оценить прирост 15,41 Вт (см. подпись к графику 2) ко времени часовой Кросс-Кантри гонки. Можно грубо предположить, что за час гонки мы совершаем подъем на Alpe d’Huez (49:40), а остальные 10 минут едем под спуск.

Если взять, что 70 кг спортсмен потолстел на 1.8 кг (2,5%), то его скорость в перевале Alpe d’Huez упадет примерно на 4%, а в виртуальной часовой Кросс-Кантри гонке на 3,3%. По сути увеличение мощность относительно массы тела на 2,5% дает прирост в скорости на Кросс-Кантри в 3,3%.
Значит спортсмен относительно высокого уровня, который в среднем будет держать 275 Вт на часовом Кросс-Кантри и поставит широкие покрышки 2.4” вместо узких 2” (+15,41 Вт) на 200гр большей массы (-1,68 Вт), скинет со своего времени три (!) минуты за счет уменьшившегося сопротивления качению! Очень занятные цифры получаются.

Для себя я решил как минимум попробовать свои любимые Specialized Renеgade Control шириной не 1.95, а 2.3! Прибавка в весе обещает составить 90гр с покрышки, но сбросить 14 Вт, т.е. 3 минуты с часа было бы круто! =)