Jantele devin mai îngrase, ceea ce pare contraintuitiv pentru a le face mai rapide, deci ce se întâmplă?
Logic sugerează că, dacă vrei ca ceva să taie rapid aerul, îl faci subțire și ascuțit - ca Concorde. Avea forma unei săgeți, în timp ce alte avioane de pasageri erau bulboase și, ca rezultat, putea traversa Atlanticul în mai puțin de trei ore. Aceeași gândire s-a aplicat la primele generații de roți aerodinamice cu secțiune adâncă: secțiuni în V subțiri și adânci, conice la o margine ascuțită, care dădeau impresia de tăiere prin aer cu eficiență maximă. Avea sens intuitiv, dar vremurile s-au schimbat.
Marchia de tăiere a designului roților acum este, ei bine, mai puțin tăietoare și mai tocită. Marginile au fost înmuiate și jantele s-au lărgit în măsura în care acum ni se spune că profilele de jante grase și rotunjite sunt cea mai bună formă care înșală vântul pentru o performanță generală. Deci, ce s-a întâmplat?
Vânturi ascuțite
Supportătorul inițial al formei mai late a jantei a fost Hed Wheels, cu fondatorul său, regretatul Steve Hed, care a condus o mare parte a gândirii în anii 1980. Când Hed și-a lansat setul de roți Ardennes, dolofan, cu profil larg, din aliaj de aluminiu, la mijlocul anilor 2000, recomandând să fie asociat cu anvelope de 25 mm, mai degrabă decât cu omniprezentul 23 mm, mulți și-au exprimat neîncrederea că aceasta ar putea fi o configurare mai rapidă. La acea vreme, detaliile tehnice erau incomplete. Se părea că Hed căuta o stabilitate mai bună a anvelopelor pentru un control mai mare în viraje, împreună cu scăderea șanselor de ciupire pe teren accidentat, cu toate acestea, cercetările inițiale din anii 80 au arătat, de asemenea, că jantele mai largi ar putea fi mai rapide din punct de vedere aerodinamic. Apoi, când brevetul Hed a fost valabil în 2009, s-a deschis ușa pentru un val de inovații.
Michael Hall, director de dezvoltare avansată la producătorul de roți Zipp, spune: „De ani de zile, industria a urmărit eficiența generală a rezistenței [cele mai rapide rezultate în testarea tunelului de vânt] cu puțină atenție la cât de bine au funcționat acele componente pe sub- zile optime, din lumea reală. În lumea reală, călăreții trebuie să se ocupe de tot ceea ce le aruncă mediul. Pentru roțile noastre Firecrest, lansate în 2010, ne-am schimbat focalizarea, iar produsele rezultate au căutat să fie mai stabile și mai previzibile în orice direcție a vântului decât cea a generațiilor noastre anterioare.’.
Kevin Quan, director de inginerie la Knight Composites, intră în mai multe detalii: „Modul în care proiectăm este de la marginea de fugă, adică jumătatea din spate a roții.” Acest lucru ar putea suna contraintuitiv, având în vedere că este anvelopa și partea de vârf. marginea jantei care lovește mai întâi vântul, dar Quan spune: „Cercetarea noastră arată că, atunci când vântul lovește o anvelopă la un unghi de rotire [orice unghi decât cel drept], aceasta se va detașa [și va pierde curgerea lină peste jantă], așa că forma aerodinamică din partea din față a jantei nu face prea mult – este aproape întotdeauna blocată.” Cu alte cuvinte, nu are rost să prioritizezi o formă aerodinamică în față.
Beneficii Aero
Pentru a înțelege cum o jantă mai lată poate îmbunătăți aerodinamica în loc să sporească rezistența, trebuie să luăm în considerare faptul că aerul în care călărim nu se comportă într-un mod consistent. Chiar și într-o zi calmă, aerul este o mizerie învolburată, complexă. Ceea ce știința aerodinamică a realizat este că dinamica optimă a fluidelor – modul în care aerul interacționează cu formele și texturile suprafeței cu care intră în contact – se reduce la reducerea frecării.
Când vine vorba de fluxul de aer, există trei categorii mari. Prima categorie este fluxul de aer „laminar”. Aceasta este cea mai dorită stare pentru pierderi reduse prin frecare și se referă la mișcarea aerului în linii netede, drepte sau curbe. Când întâlnește un obiect în mișcare, fluxul de aer laminar se separă, alunecă în jurul obiectului, apoi își reia curgerea pe ceal altă parte cu o agitație minimă.
A doua stare este „turbulentă”. După cum sugerează și numele, se referă la aer încurcat, care este departe de a curge lin, deși poate avea elemente atât de aer „laminar”, cât și de aer „stătut”. Motivele turbulenței pot fi multe: poate este o zi cu vânt, sau urmăriți îndeaproape un alt călăreț sau trec mașini și camioane. Aceste condiții suboptimale sunt uneori numite aer „murdar” și este cea mai comună stare în care călătorim.
A treia condiție este „blocat”. Acesta este momentul în care aerul nu mai curge, ci se vârtejește în direcții diferite simultan. Această stare provoacă cea mai mare frecare și, ca atare, are cel mai mare efect asupra încetinirii unui călăreț.
Ceea ce înseamnă toate acestea este că, deși este grozav să ai o combinație de roți și anvelope care funcționează bine în flux laminar, pe măsură ce ajungi direct într-un tunel de vânt, ceea ce este un beneficiu mai mare în scenariile din lumea reală sunt roți și anvelope care funcționează bine în aer turbulent. Cele mai de succes modele moderne vizează de fapt să ia aer turbulent și să-i reducă rezistența – pentru a curăța aerul murdar. Acesta este unul dintre motivele pentru care jantele subțiri și ascuțite sunt înlocuite cu jante mai largi și mai rotunde – noile modele sunt pur și simplu mai rapide în a tăia aerul dezordonat pe care îl întâlnesc cicliștii la majoritatea curselor din lumea reală. Dar există un alt motiv major pentru care jantele devin mai largi, și anume rezistența la rulare.
Sport de contact
Trecerea la jante mai largi este parțial rezultatul unei mișcări simultane către anvelope mai largi. În cazul în care anvelopele de 23 mm erau obișnuite, mai mulți motocicliști și producători optează pentru 25 mm și, uneori, chiar mai largi.
„Cercetarea Continental arată că o anvelopă de 25c are cu 10-15% mai puțină rezistență la rulare decât o anvelopă de 23c”, spune Quan. „Continental a arătat că, dacă aveți o anvelopă mai mare, zona de contact, în loc să devină mai lungă, devine mai scurtă, dar mai lată, astfel încât suprafața reală de pe drum rămâne aceeași la aceleași presiuni.”
Acest lucru este susținut de descoperirile producătorului de anvelope Schwalbe. Managerul de produs Marcus Hachmeyer spune: „Dacă comparați anvelope cu lățimi diferite, dar cu specificații identice – același compus, profil și presiune de umflare – în ceea ce privește rezistența la rulare, este mai rapid. Dacă îți imaginezi bicicleta și călărețul parcați pe o folie de sticlă și că priveai sus de dedesubt la locul în care anvelopa se întâlnește cu sticla, ai vedea două forme distinct diferite. Pe o anvelopă îngustă forma ar fi lungă și subțire, un oval. Pe o anvelopă mai largă, acel petic de contact ar fi mai scurt și mai gras, mai mult de un cerc și, în acest fel, mai puține fire care alcătuiesc peretele lateral și ajută la crearea rezistenței la rulare sunt utilizate în orice moment, iar frecarea este mai mică.
Totul este foarte bine, dar de ce să nu potriviți pur și simplu cauciucuri mai largi pe jante înguste? Când janta este îngustă, anvelopa formează o formă de „bec” când este privită din profil – ciupită acolo unde se agăță de jantă și bulboasă departe de jantă. Cu o jantă interioară mai lată, anvelopa formează mai mult o formă de „U” inversată, ceea ce ajută la crearea unei zone de contact mai rotunde cu drumul și, ulterior, la o rezistență mai mică la rulare.
Lățimea interioară a jantelor de șosea – distanța dintre cele două flanșe cu cârlig care așează talonul anvelopei – a fost până de curând de aproximativ 14 mm. La prima recoltă de jante mai largi, spațiul respectiv a crescut la 16 mm, iar acum producătorii le iau din nou mai largi. Cea mai recentă gamă Aeolus TLR D3 de la Bontrager, care a fost lansată la începutul acestui an, și-a extins acea lățime față de D3 anterior, la 17.5 mm până la 19,5 mm, o creștere substanțială în termeni procentuali. Totuși, un cuvânt de avertizare vine de la Michel Lethenet de la producătorul de roți Mavic. „În mod ideal, ambele elemente [anvelopa și janta] trebuie proiectate pentru a se potrivi perfect pentru a îmbunătăți sistemul. Dacă nu, nu are sens cu creșterea inerției, greutatea rotativă și rezistența aerodinamică să folosești doar o anvelopă mai lată. În plus, trebuie să vă gândiți la aspectul de siguranță dacă luați în considerare scenariul opus – o anvelopă îngustă folosită pe o jantă excesiv de lată. Acest lucru poate avea un risc mare ca anvelopa să nu se așeze corect și să se explodeze.’
Siguranța cu ceva la fel de vital ca anvelopele este primordială, iar Quan adaugă: „În prezent, 17-18 mm [lățimea interioară a patului jantei], pare în regulă, dar mai lată, să zicem până la 20 mm, și intrăm în teritoriu necunoscut. Momentan nu am observat niciun efect advers, dar nu a fost încă observat cu adevărat în curentul mainstream.’
Mesia lui Handle
Doar pentru a demonstra că roțile sunt poate cea mai complexă problemă pe care inginerii trebuie să le abordeze, există un alt aspect esențial în briefingul de proiectare: manevrarea.
„Este un factor extrem de important”, spune Simon Smart, directorul tehnic al Smart Aero Technology și designerul sistemului de roți aerodinamice al Enve Composites (Enve SES). „Dacă ne întoarcem cu șapte ani în urmă, sportivii ar veni la tunelul de vânt și am identifica cel mai rapid set de roți pentru ei. Dar am constatat că adesea în lumea reală roțile erau mai lente. Acest lucru nu a fost pentru că tunelul de vânt a fost greșit, ci pentru că pilotii nu au putut păstra o linie dreaptă în curse, deoarece roțile nu aveau stabilitate.’
O parte a mersului rapid este acela de a menține controlul, așa că dacă o roată nu are stabilitate în vânt transversal sau aer turbulent, rezultatul este pierderea încrederii în a merge rapid și performanța are inevitabil de suferit. „Pentru mine, stabilitatea de rulare a fost cel mai mare lucru care lipsea din performanța roților și știam că, dacă am putea dezvolta o roată față mai stabilă, atunci, chiar dacă s-a dovedit puțin mai lentă în tunelul de vânt, știam că va fi mai rapid în lumea reală.”, spune Smart.„De aceea m-am angajat în programul de dezvoltare cu Enve, cu manipularea ca prioritate numărul unu.”
Toate acestea indică faptul că roata și anvelopa trebuie să lucreze împreună ca un pachet complet pentru o soluție optimă, nu numai în aerodinamică, ci și în stabilitate la viteză, manevrabilitate previzibilă și rezistență la rulare mai mică. Având în vedere acest lucru, vom vedea pe viitor producătorii de roți lucrând mai strâns cu producătorii de anvelope?
În cazul Bontrager, acestea sunt deja una și aceeași. Ray Hanstein, manager de produs pentru roți la Bontrager, spune: „Inginerii noștri de roți și anvelope sunt considerați la fel. Roțile și anvelopele sunt atât de împletite încât nu le poți dezvolta pe una la potențialul său fără a avea o înțelegere intimă a celeil alte. Băieții ăștia lucrează în aceeași cameră, călătoresc împreună, iau prânzul împreună.” Este o poveste similară la Mavic și Zipp, care își fac propriile anvelope, precum și roți, astfel încât pot crea produse perfect combinate. Marea întrebare rămasă de răspuns este: am ajuns la culme? Smart spune: „Proiectarea jantelor este o provocare, dar interesantă. În ultimii cinci ani, designul cadrului s-a schimbat destul de mult și lucruri precum permiterea unor anvelope mai largi ne-au oferit libertatea de a explora jante și mai largi. La fel ca în majoritatea lucrurilor, există un punct în care randamentele descrescătoare, dar nu cred că am atins vârful încă.’
În cele din urmă, anvelopele mai largi și profilele roților corespunzător sunt direcția în care se îndreaptă industria și alegerea potrivită pentru călăreți dacă doriți câștiguri maxime în genul de condiții pe care le experimentăm cu toții zi de zi, cu o manevrabilitate previzibilă.. Știința o susține, așa că ar putea fi timpul să respingem vizualizarea îngustă și să mergem lat.
