「被跟車」也能減少風阻嗎?

Note:本文引自我們的微信公眾號「LOCOMO耐力運動研究院」:「被跟車」也能減少風阻嗎?| 學術派

在自行車圈子裡,一直有一個神秘的傳說。每個車隊里,一定存在著一個的大體重玩家,姑且稱為胖哥。胖哥是車隊里的功率擔當,平路巡航虎虎生風。小編至今仍然記得跟胖哥車留下的心理陰影。

不要小看你身邊的胖子 「胖哥」 Ernest Gagnon可是個勵志網紅

每當這時,在蹭風的小編心裡,總會浮現出另外一個神秘的傳說安慰自己。據說在跟車的時候,前邊破風的車手也可以享受更小的阻力。

為了驗證這個傳說,小編查閱了文獻,恰巧翻到這麼一篇《Aerodynamic benefit for a cyclist by a following motorcycle》,中文翻譯為《被摩托車跟車的空氣動力學效果》。這篇論文於2016年發表在《風動力學和工業流體力學期刊》(Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics)上。

眾所周知,自行車運動的主要阻力來自於風阻。在速度為54km/h時,風阻佔到總阻力的90%。隨著計算機軟硬體的發展,計算流體力學在工程中佔據了越來越重要的作用。在這篇論文中,作者同時採取了計算流體力學和風洞實驗的方法,研究摩托車跟車對自行車騎行阻力的影響。

目前依照UCI的規定,尾隨的摩托車需要與自行車保持至少10米距離。在實際比賽中,由於路況等原因這條規定很難嚴格執行。

我們經常會發現 比賽中摩托車與自行車的距離顯然不足10米

同時,摩托車帶來的事故也對比賽產生了深遠的不良影響,下圖為近年來因為摩托車造成的事故和造成的後果:

在風洞測試中,作者製造了尺寸為現實情況1/4的模型,相應地模擬等價實際情況15m/s的風速。實際測試中,作者考察了兩者相距0.25m至2.5米的情況。見下圖:

而在計算流體力學模擬中,作者同樣模擬了摩托車與自行車不同距離的阻力情況,同時,作者還考察了兩輛或三輛摩托車跟隨自行車的情況。下圖為風洞測試和計算機模擬的結果對比:

其中,縱軸為自行車受到的空氣阻力,橫軸為不同距離。黃色為風洞實驗結果而灰色為計算機模擬結果。可以看到,摩托車距離自行車越遠,自行車收到的阻力越大。

由上圖可以看到,在一輛摩托車距離車手1米的情況下,車手受到的空氣阻力會降低4%。

而在這裡,作者計算了摩托車對比賽結果的影響。可以看出,如果一台摩托車在車手背後7.5米尾隨,車手在60km的計時賽中可以節約3秒左右。而如果有三台摩托車尾隨,車手則有可能節約11秒,這個優勢在精英級別的比賽中很可能成為決定性的因素因此作者建議UCI嚴格執行10米的跟車距離限制。

開元觀點

從這篇論文的結論來看,在騎行過程中,摩托車尾隨可以很可觀地降低風阻。儘管尾隨者如果是自行車的話,這種優勢可能有所下降,但是我們依然相信,跟車會降低前車風阻的傳說是真的

在業餘比賽中經常出現這樣一種情況,一個平時訓練中最多把速度穩定在38km/h的車手,可以在比賽中以超過40km/h的速度帶領集團。拋開賽場狀態和心理影響,背後掛著的大集團也很大程度降低了騎行阻力。

很多車手,特別是缺乏比賽經驗的新手,往往畏懼以超出自己平時能力的速度帶領集團,總是擔心自己會「爆掉」,以至於讓團隊戰術無法施展。希望這篇導讀可以給這些車手們一些信心,打破內心的恐懼,在賽場勇敢玩出更多的戰術。

這也為我們在公路自行車大組賽的突圍策略提供了指導性的建議。在多人突圍的過程中,能力較強的車手容易承擔更多的頂風責任。儘管如此,尾隨的車手依然可以為前車降低一部分空氣阻力。因此,在突圍過程中,帶一個比自己更弱的「伴」,沒準會獲得驚喜。


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