Le biciclette moderne sono progettate per funzionare al meglio con angoli di vento specifici, ma come fanno i produttori a sapere da dove verrà il vento?
I telai e le ruote Aero sono progettati per ottimizzare la scivolosità della tua bici nell'aria. Il problema è che l'aria non lo sa. Continua a cambiare velocità e direzione rispetto a te sulla tua bici, il che significa che un fattore significativo dell'aerodinamica è raramente stabile per molto tempo: l'angolo di imbardata.
Eppure i produttori affermano di aver ottimizzato i loro prodotti per gamme specifiche di angoli di imbardata, con alcuni che affermano addirittura di aver creato tubi e cerchioni che si comportano come vele, guidando la bici in avanti quando il vento la colpisce dall'angolazione corretta. Ma dato che la velocità e la direzione del vento e del pilota sono infinitamente variabili, come può esserci un angolo di imbardata "ottimale" e, soprattutto, che cos'è?
Primo, capiamo l'imbardata. Immagina di legare un filo di seta al tuo reggisella, quindi di fare un giro virtuale, verso nord. Supponendo che sia una giornata perfettamente calma e senza vento, il filo scorrerà dritto dietro di te, puntando verso sud, in linea con la tua ruota posteriore.
Ma immagina che il tempo cambi improvvisamente e un vento soffia da ovest. Questa nuova forza agirà sul filo di seta, spingendolo verso est e aprendo un angolo tra il filo e la linea rivolta verso sud della ruota posteriore.
Questo è l'angolo di imbardata. È il risultato della forza del vento naturale che si combina con la forza del vento contrario che crei per te stesso andando in avanti.
Restringere gli angoli
Da questo puoi ora vedere che anche se il vento ti viene incontro ad angolo retto, l'idea di un puro vento al traverso è pura aria calda.
Il tuo movimento in avanti creerà sempre una brutta copia e quella forza, in misura maggiore o minore a seconda della velocità alla quale stai viaggiando, contrasterà la direzione del vento, spingendo il filo e chiudendo efficacemente l'angolo di imbardata dall'ipotetico angolo retto rispetto a qualcosa di significativamente più piccolo.
È per questo che i team professionistici non devono mai correre fianco a fianco per proteggersi a vicenda quando il vento laterale è forte. Invece, formano uno scaglione diagonale per ripararsi.
Naturalmente, il vento, la tua velocità e la direzione relativa dell'uno rispetto all' altro cambiano costantemente durante una corsa. Ad esempio, a poche miglia lungo la strada nella tua ipotetica corsa, il vento da ovest potrebbe improvvisamente alzarsi e spingersi ancora più a est per aprire l'angolo di imbardata più ampio.
Ma non è tutto. Immagina di iniziare una ripida discesa, dove la tua maggiore velocità aumenta anche il vento contrario effettivo che stai creando per te stesso. Questa forza ora più forte spinge il filo indietro più vicino alla dovuta linea sud della ruota posteriore e riduce l'angolo di imbardata. Quindi la velocità influisce anche sull'angolo di imbardata: vai più veloce e l'angolo di imbardata si riduce.
Quindi ora la nostra corsa fittizia è finita, ma lascia ancora quella domanda sulla forza di burrasca: dal momento che la velocità e la direzione dei motociclisti e i venti che incontrano sono infinitamente variabili, come possono i produttori dire l'ampiezza degli angoli di imbardata che hanno scelto per ottimizzare la forma aerodinamica dei loro telai e ruote è quello giusto? È tempo di sparare al vento con gli esperti.
Lavorare gli angoli
"Abbiamo passato molto tempo a testare diversi atleti - dal ciclista occasionale al professionista - in diverse discipline ed è interessante quanto sia diversificata la gamma", afferma Chris Yu, leader del gruppo di tecnologia applicata di Specialized.
'Se guardi un velocista WorldTour che esce da una ruota negli ultimi 200 m di una gara, l'imbardata effettiva è straordinariamente bassa, vicino a 0°. Questo perché vanno molto veloci, a più di 60 kmh, e i rettilinei di arrivo sono in genere ben protetti da barriere e folla, che servono a bloccare eventuali venti trasversali.
'D' altra parte, se vai ai Campionati Mondiali di Kona Ironman, risalgono la costa hawaiana, con il vento che soffia sull'acqua, quindi per un gruppo di età a Kona gli angoli di imbardata effettivi colpiscono fino a 15° se ci sono raffiche. I professionisti andranno un po' più veloci, quindi vedranno angoli di imbardata fino a 10° o giù di lì, forse adolescenti bassi ', dice Yu.
In viaggio
Queste cifre non sono solo congetture, sono il risultato di adattare strumenti a biciclette vere e convincere i ciclisti veri a fare ciò che sanno fare meglio: guidare le strade.
Mio Suzuki di Trek afferma: "Montiamo una sonda di pressione su una bici, che sporge molto per evitare l'aria "sporca" dalla bici o dal pilota. Abbiamo provato l'aria intorno al nostro quartier generale in Wisconsin e il team è andato anche in Arizona ea Kona per l'Ironman.'
Questi sforzi di raccolta dei dati consentono ai produttori di calcolare la probabilità che un ciclista incontri angoli di imbardata specifici, che quindi informano il processo di progettazione attraverso l'uso di software di fluidodinamica computazionale e test nella galleria del vento.
'Cerchiamo di restringere il campo attraverso la sperimentazione e la misurazione. Per questo ragionevole angolo di imbardata, l'intervallo è compreso tra 5° e 15° , afferma Leonard Wong, aerodinamico di Giant.
Suzuki racconta una storia simile: 'Nel mondo reale da 2,5° a 12,5° sono gli angoli di imbardata più diffusi che i motociclisti incontrano.'
Yu di Specialized aggiunge: 'Per un ciclista medio, a meno che tu non stia pedalando in condizioni estremamente ventose, gli angoli tipici sono inferiori a 10°.'
Questa leggera differenza nei risultati è il motivo per cui una bici aero non sembra identica a un' altra. Specialized ha progettato il Venge ViAS in base alla sua visione della perfetta gamma di imbardata, mentre Trek ha progettato la Madone per adattarsi a una gamma diversa.
Quindi sembra che se sei Peter Sagan, che guida il gruppo a 50 kmh, vuoi una bici ottimizzata per gestire angoli di imbardata di circa 3°-7°, mentre il resto di noi vuole una bici progettata per affrontare imbardate fino a 10°-12°.
Migliori prestazioni
E che dire dell'idea che alcuni progetti possono sfruttare i venti laterali per generare spinta in avanti, come uno yacht che vira contro vento? Jason Fowler di Zipp Wheels è categorico: "Non crediamo così", dice.
Xavier Disley, la cui consulenza AeroCoach misura l'aerodinamica della pista per i team e i produttori del WorldTour, è altrettanto sprezzante: Ogni volta che le persone hanno trovato spinta in passato, tendeva a essere attraverso componenti come le ruote a disco. Ma come parte dell'intero sistema di bici e pilota qualsiasi effetto sarebbe minimo.'
La scienza ciclistica di Max Glaskin è ora disponibile in versione tascabile. Copre tutti gli angoli su Twitter come @cyclingscience1
