Мислите, че сте бързи, знаете, че бихте могли да бъдете по-бързи, но коя е най-бързата физически възможна скорост? Откриваме
Ето ви, ускорявате се надолу, сякаш животът ви зависи от това. Приклекнал над решетките, с бели кокалчета на пръстите, стискащи капките, поглеждате надолу към компютъра си за велосипеди и виждате фигурата да щрака до 70 км/ч. О, да, вече наистина летиш. Но преди да успеете да наберете повече скорост, пътният знак сигнализира за кръстовище пред вас и вие натискате спирачките, за да спрете безопасно.
Но какво ще стане, ако това кръстовище го нямаше? Ами ако нямаше препятствия, завои или кучета, скитащи по пътя, и наклонът беше толкова дълъг, гладък и стръмен, колкото бихте могли да си пожелаете?
Колко бързо можехте да карате тогава? Нека започнем да отговаряме на този въпрос, като разгледаме какво ви спира.
Животът е влечение
„Това ще бъде крайната скорост“, обяснява Роб Кичинг, основател на онлайн аеродинамично оборудване Cycling Power Lab. „От гледна точка на колоезденето, това е точката, в която съвместните спиращи сили на аеродинамично съпротивление и съпротивление при търкаляне са равни на силите, осигурени от гравитацията и мощността.“
Колко въздействие оказва гравитацията зависи от тежестта на наклона. „Ако зададете наклона на безкраен – с други думи, стена – няма да има натоварване върху гумите или конструкцията на мотоциклета“, казва Ингмар Юнгникел, R&D инженер за Specialized.
„Ефективно това ще направи и двете излишни и ще скачате с парашут.“
Или по-технически „скоростно скачане с парашут“, където целта е да се постигне и поддържа възможно най-високата крайна скорост. Пуснете човек от самолет с корема надолу и той ще достигне скорост до 200 км/ч; главата напред и говорим за 250-300 км/ч; главата напред и носенето на специализирано рационализирано облекло позволява скорости до 450 км/ч.
„Но това не е колоездене, така че нека игнорираме това и използваме истински път“, продължава Юнгникел. Сканирайки улиците на света, Baldwin Street в Дънидин, Нова Зеландия, има съмнителната чест да бъде най-стръмният път на планетата с 35-38°, в зависимост от това на кого вярвате.
„По наклона на този път – но удължен над разстоянието от 350 метра – при спокойни условия и изходна мощност от 400 вата, мотоциклетист в позиция на пътя може да достигне 89,48 мили в час [144 км/ч],“казва Юнгникел.йени
Това е известна скорост, но все още е с близо 80 км/ч по-малко от световния рекорд за скорост на спускане, поставен миналата година от французина Ерик Бароне, когато той достигна 223,3 км/ч на заснежената скоростна писта Шабриер във Френските Алпи през 2015 г.
Значи може би, за да намалим съпротивлението при търкаляне, нашият наклон трябва да има заледена платформа? Не е задължително, според Юнгникел. „При тези скорости съпротивлението на въздуха е около 99,5%.“
Това се сравнява с около 50% при каране с 12 км/ч. Съпротивлението на въздуха се увеличава колкото по-бързо карате, така че какви методи трябва да използва нашият въображаем колоездач, за да достигне максимална скорост и да се противопостави на съпротивлението на въздуха?
Запазете въздуха
„Явно позицията е важна“, казва Юнгникел. „Така че аз предприех изчисления с ездач, оптимизиран в позицията на часовника и, използвайки нашата удължена аналогия с Baldwin Street, 400W ездач може да достигне 200mph [322kmh].“
Когато Jungnickel казва оптимизиран, той говори за пълното аеродинамично меню. Това означава капковиден шлем и позиция, при която опашката на шлема се влива естествено в гладък, опростен гръб.
Плътно прилепналият кожен костюм също е задължителен за намаляване на съпротивлението на въздуха.
„Всъщност това е жизненоважно“, казва Роб Луис от специалиста по изчислителна динамика на флуидите TotalSim. „Видът материал, разположението на шева и обработката на повърхността правят огромна разлика. Може да се говори за 12-15% разлика в съпротивлението между добра и лоша боя.’
Люис също предполага, че издърпването на чорапите ви нагоре, доколкото е възможно, е по-аеродинамично ефективно от ботушите, докато тясното захващане на тези разширения на аеробара също леко ще намали съпротивлението.
Бихте искали също и тръби с форма на сълза, защото, както по-горе, те помагат за намаляване на коефициента на аеродинамично съпротивление (CdA). Това покрива хлъзгавостта и размера на обекта плюс предната му част.
Физиката казва, че обект с коефициент на съпротивление нула не може действително да съществува на Земята – всичко има някаква форма на съпротивление – но числата могат да бъдат много ниски.
Кормилото с форма на сълза на мотоциклет от най-висок клас, например, може да регистрира число от 0,005. Това е доста въздушно.
CdA примери за елити, използващи щанги с форма на въздух, може да достигнат до 0,18-0,25, срещу 0,25-0,30 на добър спортист-аматьор.
Тази цифра става още по-важна, когато се съгласува с изходната мощност. Когато германският професионалист Тони Мартин спечели Световното първенство по часовник през 2011 г. в Копенхаген, неговата изходна мощност и аеродинамично съпротивление (изразени като ватове/m2 CdA) бяха изчислени като 2 089.
Това в сравнение с 1943 за Брадли Уигинс на второ място и 1725 за Якоб Фуглсанг на 10-то.
„Всички ездачи могат да работят, за да подобрят тази цифра“, казва Кичинг. „Но също така изключително важна за максималните скорости е плътността на въздуха, която очевидно е по-малко контролируема.“
Предстои за въздух
На морското равнище и при 15°C, плътността на въздуха е около 1,225 kg/m3. Въпреки това, фактори като температура, барометрично налягане, влажност и надморска височина влияят върху плътността на въздуха, като плътността намалява колкото по-високо сте.
„Ето защо ездачи като Сам Уитингам вдигат главата си, когато се опитват да счупят рекордите за скорост на земята, задвижвани от хора“, добавя Луис.
И защо Феликс Баумгартнер се издигна до разредения въздух на стратосферата, когато скочи с парашут до 1342 км/ч през 2012 г.
Канадецът Уитингам достигна невероятните 132,5 км/ч на равна повърхност, въпреки че това все още е по-малко от световния рекорд за скорост, задвижван от човек, регистриран от сънародника му Тод Райхарт миналия септември.
Reichart остави останалите след себе си, достигайки максимална скорост от 137,9 км/ч. Казваме „останалото“, защото Reichart регистрира тази скорост на World Human Powered Speed Challenge на State Route 305 точно извън Battle Mountain, Невада.
Това беше 16-та поредна година, в която състезанието се проведе в Невада и това се дължи на два ключови фактора: надморската височина е 1408 м, така че плътността на въздуха е ниска и трасето осигурява зона на ускорение от 8 км, водеща до скоростен капан на 200 метра.
И двамата подпомогнаха максималната скорост на Райхарт, както и неговото превозно средство – легнал велосипед, покрит с обтекатели. „Направих допълнителни изчисления на Болдуин Стрийт“, казва Юнгникел, „и с напълно обтекаем велосипед крайната скорост ще бъде 369 мили в час [594 км/ч].“
Ще бъде още по-високо, ако можете да направите нещо по отношение на гумите, като Jungnickel заявява, че по-голямо съпротивление се създава от изпъкналите гуми, отколкото целият кораб.
„Също така, при екстремни изходни мощности, в крайна сметка бихте попаднали на максималното сцепление, което гумите могат да предизвикат, което е функция на притискащата сила“, казва той.
‘След това достигате до уловка-22. Бихте могли да добавите спойлери, за да увеличите притискащата сила, които добавят съпротивление, което отново ще изисква повече мощност (и така нататък). Освен това, не вярвам, че някакви структурни опасения биха били фактор, тъй като можете просто да направите велосипеда по-здрав с повече материал.“
Ето го. За да достигнете максималната си скорост от почти 600 kmh, поръчайте на Graeme Obree да ви построи aero велосипед Beastie, отидете до Нова Зеландия, помолете съвета на Dunedin да разшири Baldwin Street до около 10 km и генерира мощност, подобна на Tony Martin. Просто…
