บันทึกนี้เกี่ยวข้องกับการนำนักปั่นเร่งความเร็วหลังจากรถลาก จากนั้นปล่อยจักรยานและจับเวลาผู้ขับขี่ในระยะทาง 200 เมตร บันทึกโดยรวมอยู่ที่ 296 กม. ต่อชั่วโมง ซึ่งจัดทำขึ้นในเดือนกันยายน 2018 โดย Denise Mueller-Korenekซึ่งถูกลากโดยรถลากบน Bonneville Salt Flats ในยูทาห์ แต่ความเร็วในการปั่นจักรยานที่สูงเหล่านี้สามารถเกิดจากประสิทธิภาพของมนุษย์ได้มากแค่ไหน? ต้องใช้นักกีฬาระดับสูงเพื่อรักษาความเร็วนั้นไว้หลังจากออกตัว หรือรถทำงานหนักทั้งหมดจริงๆ หรือ? และ
ถ้าเป็นเช่นนั้น ก็หมายความว่าสามารถบันทึกได้เร็วยิ่งขึ้นใช่หรือไม่?
เมื่อพิจารณาถึงอุปทานและความต้องการพลังงานที่เกี่ยวข้องในบันทึกของผู้ชายคนใหม่ของ Campbell เราสามารถเริ่มชื่นชมการมีส่วนร่วมของมนุษย์และเครื่องจักร สำหรับบันทึกนี้ พลังงานมาจากทั้งการเผาไหม้เชื้อเพลิงของรถยนต์และจากกำลังคน
กำลังที่ต้องใช้เพื่อรักษาความเร็วที่กำหนดนั้นขึ้นอยู่กับแรงต้านทานที่กระทำต่อการเคลื่อนไหวไปข้างหน้าของผู้ขับขี่ บนเส้นทางราบด้วยความเร็วคงที่ มีส่วนประกอบสำคัญสองส่วน:
สิ่งสำคัญคือ แรงต้านอากาศพลศาสตร์จะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็วลมซึ่งหมายความว่าแรงต้านอากาศพลศาสตร์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน แรงต้านการหมุนจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงด้วยความเร็ว ซึ่งหมายความว่าแรงต้านการหมุนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วน้อยลงเมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว หากคุณต้องการปั่นจักรยานเร็วๆ และคุณมีตัวเลือกที่จะแยกแรงต้านทานออกจากฟิสิกส์ คุณก็ควรที่จะถอดส่วนประกอบแอโรไดนามิกออก
ในการใส่สิ่งนี้ในบริบท ในการขี่จักรยานลู่วิ่งระดับหัวกะทิ (ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่มีรถให้หลบอยู่ข้างหลัง!) โดยทั่วไปแรงต้านอากาศพลศาสตร์คิดเป็นประมาณ95% ของแรงต้านทานทั้งหมด
ดังนั้นรถลากในความพยายามบันทึกของแคมป์เบลล์จึงช่วยเขาในสองวิธีที่สำคัญ ประการแรก มันทำให้เขามีความเร็ว ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานระหว่างการเร่งความเร็ว
ประการที่สอง สิ่งที่แนบมากับสลิปสตรีมของรถ (โดยทั่วไปคือจุดตัดระหว่างสปอยเลอร์และเต็นท์ ซึ่งด้านหลังแคมป์เบลล์วางตำแหน่งตัวเองระหว่างการขับขี่) ได้ขจัดแรงต้านอากาศพลศาสตร์ออกไปมาก ซึ่งมิฉะนั้นจะผ่านไม่ได้ด้วยความเร็วที่น่าเวียนหัวดังกล่าว
ผู้ขับขี่จะได้สัมผัสกับทั้งความเร็วลมสัมพัทธ์ที่ต่ำและแรงต้าน
อากาศพลศาสตร์ที่ต่ำ ในความเป็นจริง หากผู้ขี่อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง การไหลของอากาศในการปลุกรถสามารถสร้างแรงขับแบบแอโรไดนามิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยตัวรถจะ “ลาก” อากาศบางส่วนไปด้านหลัง และด้วยเหตุนี้ผู้ขี่จึงสามารถถูกดูดไปพร้อมกับมันได้
แล้วความต้องการทางกายภาพในการรักษาความเร็วนั้นหลังจากปล่อยลากจูงล่ะ? สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของเกียร์ที่ใช้และแรงต้านการหมุนที่ต้องเอาชนะเป็นหลัก จากการคำนวณของฉัน และสมมติว่าการลากตามหลักแอโรไดนามิกที่อยู่ด้านหลังรถลากนั้นเล็กน้อย การพุ่งไปที่ 300 กม. ต่อชั่วโมง (เหตุการณ์สำคัญครั้งต่อไปสำหรับบันทึกการลื่นไถลของทั้งบุรุษและสตรี) ผู้ขับขี่จะต้องรักษากำลังขับที่ 600-700 วัตต์สำหรับ ใช้เวลา 2.4 วินาทีในการขี่ผ่านกับดักเวลา 200 ม.
สิ่งนี้ดูเหมือนจะทำได้เพียงพอ เนื่องจากนักแข่ง Tour de France สามารถออกกำลังได้มากกว่า 1,000W เป็นเวลาหนึ่งนาทีเต็มหรือมากกว่านั้น
อ่านเพิ่มเติม: หลักอากาศพลศาสตร์ของการทดสอบจับเวลา Tour de France
ดังนั้นรถลากจึงเป็นปัจจัยสำคัญจริงๆ มากกว่าสมรรถภาพทางกายของผู้ขับขี่ ในความเป็นจริง หากผู้ขับขี่ต้องดึงออกจากสลิปสตรีมหลังจากถูกลากด้วยความเร็ว 300 กม. ต่อชั่วโมง ความต้องการพลังงานเพื่อรักษาความเร็วนี้จะอยู่ที่ 100 กิโลวัตต์ ซึ่งเป็นสมรรถนะโดยประมาณของรถจักรยานยนต์กำลังสูง!
แล้วบันทึกการปั่นจักรยานที่ไม่มีคนช่วยล่ะ?
เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญอย่างยิ่งยวดในการเอาชนะการลาก ตามหลักอากาศพลศาสตร์ จึงไม่น่าแปลกใจที่ทีมจักรยานชั้นยอดจะลงทุนมหาศาลในการวิจัยและพัฒนาด้านแอโรไดนามิก
อันที่จริงแล้ว แอโรไดนามิกของจักรยานทั่วไปและตำแหน่งการขี่ยังห่างไกลจากความเหมาะสม สิ่งนี้เห็นได้ชัดเมื่อเราเปรียบเทียบความเร็วที่ทำได้บนจักรยานทั่วไปกับความเร็วของ นี่คือจักรยานดัดแปลงโดยผู้ขี่นอนในท่าเอนโดยมีคันเหยียบอยู่ด้านหน้า ภายในมีฝาครอบแอโรไดนามิกที่เรียกว่าแฟริ่ง
จักรยานเอนปั่นที่ได้รับการออกแบบ พัฒนา และผลิตโดยนักศึกษามหาวิทยาลัย Monash
บันทึกความเร็วของยานพาหนะดังกล่าวในระยะทาง 200 เมตร ปัจจุบันอยู่ที่144 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วเป็นสองเท่าของความเร็วสูงสุดที่ทำได้ในระหว่างการวิ่งแบบเร่งความเร็วบนลู่จักรยานทั่วไป
เดวิด เบอร์ตัน ผู้จัดการศูนย์วิจัยอุโมงค์ลมของมหาวิทยาลัยโมนาช กล่าวว่า การปั่นจักรยานระดับหัวกะทิได้ “หมดปัญหาการลอยตัวต่ำไปเสียแล้วเมื่อพูดถึงการสร้างความได้เปรียบในการแข่งขันผ่านแอโรไดนามิกส์” เนื่องจากกฎและข้อจำกัดของกีฬาในแง่ของการออกแบบอุปกรณ์และ ตำแหน่งผู้ขับขี่
แต่เขาเสริมว่ายังมีลู่ทางการวิจัยที่มีเทคโนโลยีสูงในการปรับปรุงประสิทธิภาพ รวมถึง “เทคนิคการทดสอบเชิงทดลองขั้นสูงและการจำลองเชิงตัวเลขที่มีความละเอียดสูงของฟิลด์การไหลรอบ ๆ นักปั่นจักรยาน”
ดังที่เราได้เห็นข้างต้น อาจยังคงมีศักยภาพสำหรับความเร็วที่มากขึ้นเมื่อพูดถึงการปั่นจักรยานแบบมีสลิปสตรีม ฉันแนะนำว่ามันอยู่ในขอบเขตของประสิทธิภาพของมนุษย์ระดับสุดยอดในปัจจุบันเพื่อให้ได้ความเร็วใกล้ 400 กม. ต่อชั่วโมงเมื่อถูกห่อหุ้มด้วยยานพาหนะ
บางทีความท้าทายในท้ายที่สุดก็กลายเป็นเรื่องทางจิตวิทยา จะมีใครกล้าลองไหม
