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骑行中的空气动力学到底是怎么一回事,看看国外的一些分析

2023-1-31 11:29| 查看: 74904| | 去自行车论坛逛逛

你为什么要保持这个姿势骑行,如果你答不上来,直接一句“根据空气动力学原理”似乎可以解决大部分问题。空气动力学是如何影响骑行者的,来看下国外的研究。

当自行车及其骑手在道路上行驶时,空气施加的力会随着速度的增加而急剧增加。该力是由于空气与骑手和自行车的暴露表面之间的摩擦造成的。

看看空气阻力的计算公式:(了解其中几个变量就可以)

FD = 阻力,

ρ=空气的密度

A = 骑自行车者的正面区域

C D = 阻力系数

V = 速度

FD就是我们骑行过程中要克服的空气阻力。

ρ随着海拔的增加,空气密度越小,ρ值越小,阻力就越小,所以在高海拔地区骑行要克服的阻力更小(前提是其他条件相同)。

CD阻力系数将取决于多种因素,例如自行车和自行车手的速度和表面粗糙度,需要直接测量。

A表示骑行者正面骑行时候的面积,很明显面积越小阻力越小。

V是骑自行车者速度。速度是平方的,这意味着速度快两倍的骑行者需要克服四倍的阻力。

一个很经典的实验,三个人以三种姿势骑行(如上图),得出的结果第二种第三种骑行姿势的阻力分别降低了 14% 和 32%。当然第三种姿势由于身子过低,踩踏起来也更困难,所以一般在下坡中被用到。

如何才能更符合空气动力学的骑行?

1. 给自己买一辆空气动力自行车

骑自行车时减少阻力的最佳方法之一是为自己准备一辆设计精良的符合空气动力学的自行车。自行车占骑车人总阻力的 30-40%。

专门设计的“气动”自行车可为骑车人提供可观的减阻效果。例如,与非空气动力学改装的自行车相比,Cannondale 的 SystemSix 在 40K 计时赛中节省了 2 分钟时间。一些研究发现,最好的选择是 60 毫米到 90 毫米的轮辋深度。

2. 空气动力学骑行头盔也有帮助

骑自行车者可以减少空气阻力的另一种方法是使用空气动力学设计的头盔。这些是流线型的后向头盔,您之前可能在竞技自行车赛中见过。

航空头盔在减少阻力方面非常出色,但通常“头感”不是很好。由于头盔后部的“扰流板”,当骑自行车的人向下看时,它们也往往像一张大帆。

3. 骑自行车者甚至可以穿符合空气动力学设计的衣服

骑自行车者可以减少阻力的另一种方法是通过专门设计的衣服。全身紧身衣,类似于田径短跑运动员所穿的紧身衣,可以帮助骑自行车的人在高速骑行时节省大量精力和时间。

在某些情况下,这种服装可以减少多达 10% 的阻力。一些现代改进包括一种叫做涡流发生器的东西,它是一系列位于重要位置的小翅膀,如肩膀、上臂和肘部,以及大腿。当空气流过骑车人的身体时,这些微小的翅膀有助于混合空气,并使其更靠近身体以减少阻力。(当然在专业的比赛中这些事被禁止的,环法比赛规则规定“禁止穿着非必要的衣服或旨在影响骑手表现的物品,例如减少空气阻力或改变骑手的身体的服装”)

4.骑行姿势是减少自行车阻力的最佳方式之一

相对于自行车而言,骑手才是空气阻力的最大因素,通过在骑车时降低您的姿势,可以大大减少阻力。

有一个减阻的“最佳点”,就是将你的手放在车头上,双臂弯曲,前臂与地面平行。与经典骑行姿势相比,这种姿势可约 13-14% 的阻力。

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本文标题:骑行中的空气动力学到底是怎么一回事,看看国外的一些分析
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