Зам эгц болмогц драфтын аэродинамик нөлөө алга болдог уу? Дугуйчин судалж байна…
Энэ нөхцөл байдлыг төсөөлөхөд тийм ч хэцүү биш: та Альпе д’Хуэзын тал руу явж, урд талын дугуйтай холбоотой байхыг хичээж байна. Уушиг шатаж, зүрхний цохилт нэмэгдэж, бие чинь амрах гэж хашгирч байна.
Тиймээс авиралтын үеэр ноорог хийхдээ зөвхөн өчүүхэн үр өгөөжөө өгөхөд энэ бүх хүчин чармайлт нь үнэ цэнэтэй гэж үү?
Хавтгай дээр зураг зурах нь эрчим хүч хэмнэх үр нөлөөг сайн мэддэг ч авиралтад морины ард байхын ашиг тусыг харьцангуй бага мэдээлсэн.
“Драфтын үр нөлөөг судлахад хэцүү учраас энэ талаар бодитой мэдээлэл төдийлөн байхгүй” гэж Cervélo-ийн дугуйн ахлах технологич Дэймон Ринард тайлбарлав.
‘Бидэнд ганцаарчилсан унаачдад агаарын чирэлтийг судлах салхины туннель, багаар хөөцөлдөхдөө драфтыг хэмжих велодром судлал байдаг ч үүнийг ууланд хэрэглэхэд хэцүү.'
Үндсэн мэдээлэл рүү буцах
Үндсэн зүйл рүү буцах цаг боллоо. Хамгийн гол нь аэродинамикийн ашиг тус нь хурдаас хамаардаг бөгөөд өгсөх үед хурдацтай буурдаг.
“Унадаг дугуйн спортод даван туулах ёстой гурван хүч бол агаарын эсэргүүцэл, гулсалтын эсэргүүцэл ба таталцал юм” гэж McLaren Applied Technologies-ийн аэродинамикийн мэргэжилтэн Мэтт Уильямс тайлбарлав.
'Хавтгай газар бүх хүч чирэх болон өнхрөх эсэргүүцлийг даван туулахад зарцуулагддаг ч өгсөх тусам хөдөлгөөнийг эсэргүүцэх жингийн хүч маш хурдан нэмэгддэг гэж тэр хэлэв.
‘Өгөгдсөн хүчин чармайлтын хувьд та илүү удаан явдаг, учир нь та таталцлын хүчийг даван туулахын тулд илүү их хүчин чармайлт гаргаж, урагшлахын тулд бага зарцуулдаг.'
Хурд багасах тусам агаарын эсэргүүцэл нэмэгддэг. Үүнийг дараах байдлаар илэрхийлж болно: Fd=½ rv2CdA (энд r=агаарын нягт, v=хурд, Cd=чирэх коэффициент ба A=урд талын талбай), өөрөөр хэлбэл хурд ба чирэх хоорондын хамаарал экспоненциал байна.
‘Чирэх хүч нь хурдны квадраттай пропорциональ байдаг тул хурдыг өөрчлөхөд хүч ихээхэн өөрчлөгддөг гэж Ринард тайлбарлав.
'Ердийн авиралтын 15-20км/цаг хурдтай үед салхины эсэргүүцэл аль хэдийн мэдэгдэхүйц буурсан ба 12км/цаг орчимд салхины эсэргүүцэл нь дугуйны гулсмал эсэргүүцэлтэй ойролцоогоор тэнцэх цэг юм.'
Энэ бүхэн нь ууланд гулгах замаар эрчим хүч хэмнэх боломж хамаагүй бага гэсэн үг, учир нь унаачны эсрэг үзүүлэх хүч маш бага байдаг.
"Таны хурд маш хурдан унадаг тул агаарын ашиг тус буурдаг" гэж Уильямс хэлэв.
Бүүлгэж байна
Тэгвэл уулархаг газар ямар эрчим хүч хэмнэх боломжтой вэ? "Жишээ нь, та орон сууцанд аэродинамик хүчийг даван туулахын тулд 300 ватт ашиглаж байж болох бөгөөд хэрэв та ноорог хийх замаар үүний гуравны нэгийг хэмнэвэл 100 ватт бага болно" гэж Уильямс хэлэв.
Гэхдээ 6% градиент дээр таталцлын хүчийг эсэргүүцэхийн тулд эрчим хүчний 80%, агаарын эсэргүүцлийн эсрэг ердөө 10% зарцуулж болно.
‘Хэрэв та аэродинамик таталтыг даван туулахын тулд ердөө 30 ватт хэрэглэж байгаа бол үүний гуравны нэгийг хэмнэсэн ч ердөө 10 ватт хэмнэнэ.'
Үнэндээ бол бодит хэмнэлт үүнээс ч бага байж болно. "Үүн дээр тоо тавих нь хэцүү хэсэг" гэж Ринард хэлэв.
‘Зураг төсөл боловсруулахад шаардагдах хүчийг 30-50%-иар бууруулж байгааг хэмжсэн боловч энэ нь ердийн, тэгш газрын хурдтай байна.
Авирахын тулд хүч өндөр, хурд нь бага байдаг тул чирэх хүчний хэмнэлт нь мөн бага байдаг – гэхдээ үүнийг тоолоход амаргүй.’
Гэсэн хэдий ч Виржиниагийн Олд Доминион Их Сургуулийн дасгалын шинжлэх ухааны профессор Дэвид Свэйн хэлэхдээ ноорог зурах нь ямар ч хамаагүй үр дүнтэй байх магадлалтай.
“Гүйгчид 15 миль/цаг хурдлах нь тодорхой, учир нь анх драфтын тусламжтайгаар дөрвөн минутын миль туулсан бөгөөд тэд марафоны хурдтай байсан ч ашиг тусаа өгдөг” гэж тэр хэлэв.
‘Толгод нь алхах хурдыг албадахааргүй эгц биш л бол дугуй унах үед авирах хурдад эрчим хүчний зардал багасна.'
Цахилгааныг унтрааж байна
Системд хэдий чинээ их хүч зарцуулж, эсвэл илүү хөнгөн байх тусам ашиг тус нь ихсэх бөгөөд энэ нь яагаад мэргэжлийн хүмүүс ууланд бие биентэйгээ маш ойрхон байдгийг тайлбарлах болно.
"Бидний ихэнх нь 8%-ийн авиралтад зөвхөн 8 эсвэл 9 км/цаг хурдтай явдаг бөгөөд ийм хурдтай байхад давуу тал нь бага байдаг" гэж Кембрижийн их сургуулийн инженерийн профессор Тони Пурнел хэлэв. British Cycling-ийн техникийн хөгжлийн дарга.
‘Гэхдээ хэрэв та Виченцо Нибали шиг өгсөж байгаа бол энэ нь өөр нөхцөл байдал юм. 20км/цаг хурдлах нь техникийн бодит давуу тал юм.’
'Градиент 5% эсвэл 6% -иас дээш өсөхөд тэдний хэмнэж буй хэмжээ бага боловч дугуй үйлдвэрлэгчид тоног төхөөрөмжийн загварт хэмнэлт гаргахыг эрмэлздэг тул энэ нь тийм ч чухал биш, гэж Уильямс нэмж хэлэв.
‘Гурван долоо хоног үргэлжлэх тайзны уралдааны хүрээнд мэргэжлийн дугуйчид эрчим хүч хэмнэх бүх боломжийг эрэлхийлж байна.’
Ашиг олох
Pro багууд одоо ууланд урьдчилан таамаглахад хэцүү байж болох салхины үр дүнтэй хурдыг бодит цаг хугацаанд хэмжиж, зураг төсөл боловсруулахын ашиг тусыг илүү сайн тодорхойлохыг эрэлхийлж байна.
“Унадаг дугуйн дээрх агаарын дижитал хурд болон салхины чиглэл мэдрэгч шаардлагатай бөгөөд дөнгөж сая бэлэн болсон” гэж Ринард хэлэв.
'Mavic нь тэдний ашиглаж буй салхи мэдрэгчтэй бөгөөд бидэнд агаарын хурд, салхины чиглэл, жолоочийн замнал, эрчим хүчний гаралт, хурдыг хэмжиж, секунд секундээр бүртгэдэг Aerostick хэмээх багаж бий..
‘Гэхдээ энэ технологи нь сүүлийн 3 жил орчмын хугацаанд харьцангуй шинэ бөгөөд үүнтэй холбоотой ихэнх өгөгдөл хувийн гарт байсаар байна.'
Драфт хийх нь урагшлах зам юм шиг санагдаж байна. Энэ нь араас довтолгоо хийх, эсвэл багын найзууддаа хурдаа тохируулах боломж олгох зэрэг нэмэлт тактик болон сэтгэл зүйн ашиг тусыг тооцохгүй.
“Нөхөрсөг дугуйтай байх нь сэтгэл зүйн хувьд чухал өөрчлөлтийг авчирдаг” гэж Пурнел хэлэв. 'Мөн авиралт нь тогтвортой градиент ховор байдаг тул та хэн нэгний жолоодлоготой байх нь үнэхээр чухал давуу талтай байхыг хүсдэг.'
Бидний хувьд мөнх бус хүмүүсийн хувьд нэг зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Пурнелл хэлэхдээ "Чи юу чадвартай гэдгээ мэдэх хэрэгтэй, учир нь ноорог гэдэг нь таны урдах морьтонтой ижил хурдтай явахыг хэлдэг" гэж Пурнел хэлэв.
Өөрийнхөө хурдыг баримтал
‘Хүмүүс ихэвчлэн “Өөрийнхөө хурдаар авир” гэж хэлдэг бөгөөд энэ нь утга учиртай юм. Та ноорог хийснээр эрч хүчний давуу талыг олж авч магадгүй, гэхдээ хэтэрхий хурдан байвал улаанаар орж, үлээх болно.’
Тоогоор илэрхийлбэл, 20%-ийн градиент дээр 300 ваттын хүчин чадалтай 70 кг жинтэй дугуйчин ердөө 6 км/цаг хурдлах бөгөөд энэ үед агаарын эсэргүүцэл нь маш бага бөгөөд зүгээр л урагшлах хөдөлгөөнтэй харьцуулахад зураг төсөлд санаа зовдоггүй.
Гэхдээ Ринард уралдаанчны бодлоор: "Энэ нь үргэлж драфт хийх нь зүйтэй" гэж тэр дүгнэжээ. "Хэрвээ та ноорог гаргахгүй байгаа бол яагаад болохгүй гэсэн шалтгаан байгаа нь дээр. Хэрэв гүйх барианы шугам эсвэл хийх довтолгоо байгаа бол эдгээр нь бүгд хүчинтэй шалтгаан болно.
‘Гэхдээ танд хийхгүй байх шалтгаан байхгүй л бол ноорог гаргах нь тустай. Энэ нь бага ч гэсэн үнэ төлбөргүй, яагаад авч болохгүй гэж?’
