Fagle točkova postaju deblje, što se čini kontraintuitivnim da bi ih ubrzali, pa šta se dešava?
Logic sugerira da ako želite da nešto brzo prođe kroz zrak, učinite to tankim i oštrim – kao Concorde. Imao je oblik strelice dok su drugi putnički avioni bili lukovičasti, pa je kao rezultat mogao preći Atlantik za manje od tri sata. Skoro isto razmišljanje je bilo i kod ranih generacija aero točkova dubokog presjeka: tanki, duboki V-profili suženi do oštre ivice, što je ostavljalo utisak da se kroz zrak seče s maksimalnom efikasnošću. Imalo je intuitivnog smisla, ali vremena su se promijenila.
Najbolja ivica dizajna točkova sada je, pa, manje rezna i tupa. Rubovi su omekšani, a naplatci prošireni do te mjere da nam se sada govori da su debeli, zaobljeni profili naplataka najbolji oblik koji vara vjetar za svestrane performanse. Pa šta se dogodilo?
Hed winds
Prvobitni zagovornik šireg oblika naplatka bio je Hed Wheels, sa svojim osnivačem, pokojnim Steveom Hedom, koji je pokretao većinu razmišljanja 1980-ih. Kada je Hed sredinom 2000-ih lansirao svoj bucmasti, širokoprofilirani set kotača Ardennes od aluminijumske legure, preporučujući da bude uparen sa gumama od 25 mm, a ne sa sveprisutnim 23 mm, mnogi su izrazili nevjericu da bi ovo moglo biti brže postavljanje. U to vrijeme, tehnički detalji su bili nedorečeni. Činilo se kao da Hed traži bolju stabilnost guma za bolju kontrolu u zavojima, zajedno sa smanjenjem šanse da se uklješte na neravnom terenu, ali početna istraživanja iz 80-ih su također pokazala da širi naplatci mogu biti aerodinamički brži. Zatim, kada je Hed patent objavljen 2009. godine, vrata su se otvorila za talas inovacija.
Michael Hall, direktor naprednog razvoja u proizvođaču kotača Zipp, kaže: 'Godinama je industrija jurila ukupnu efikasnost otpora [najbrži rezultati u testiranju u aerotunelu] bez obzira na to koliko su te komponente dobro radile na pod- optimalni dani iz stvarnog svijeta. U stvarnom svijetu, jahači se moraju nositi sa svime što im okolina baci. Za naše kotače Firecrest, lansirane 2010. godine, promijenili smo fokus i rezultirajući proizvodi nastojali su biti stabilniji i predvidljiviji u bilo kojem smjeru vjetra od onih naših prethodnih generacija.’.
Kevin Quan, direktor inženjeringa u Knight Composites, ide u detalje: 'Način na koji dizajniramo je od zadnje ivice, što znači stražnja polovina točka.' To bi moglo zvučati kontraintuitivno s obzirom na to da je guma i prednja strana rub naplatka koji prvi udari u vjetar, ali Quan kaže: 'Naše istraživanje pokazuje da kada vjetar udari u gumu pod uglom skretanja [bilo kojim uglom osim pravog], ona će se odvojiti [izgubiti svoj glatki tok preko naplatka], tako da aerodinamički oblik na prednjem dijelu naplatka ne radi puno – gotovo uvijek je u zastoju.' Drugim riječima, nema smisla davati prioritet aerodinamičkom obliku sprijeda.
Aero pogodnosti
Da bismo razumjeli kako širi obod može poboljšati aerodinamiku, a ne povećati otpor, moramo uzeti u obzir činjenicu da se zrak u kojem se vozimo ne ponaša na dosljedan način. Čak i po mirnom danu, vazduh je uskovitlani, složeni nered. Ono što je nauka o aerodinamici shvatila je da se optimalna dinamika fluida – način na koji zrak stupa u interakciju s oblicima i površinskim teksturama s kojima dolazi u kontakt – svodi na smanjenje trenja.
Kada je u pitanju protok vazduha, postoje tri široke kategorije. Prva kategorija je 'laminarni' protok zraka. Ovo je najpoželjnije stanje za niske gubitke zbog trenja i odnosi se na kretanje zraka u glatkim, ravnim ili zakrivljenim linijama. Kada naiđe na pokretni objekt, laminarni protok zraka se odvaja, klizi oko objekta, a zatim nastavlja strujanje na drugoj strani uz minimalnu gužvu.
Drugo stanje je 'turbulentno'. Kao što ime sugerira, odnosi se na zbrkani zrak koji je daleko od glatkog strujanja, iako u sebi može imati elemente "laminarnog" i "zaustavljenog" zraka. Razlozi za turbulencije mogu biti brojni: možda je dan vjetrovit, ili pomno pratite drugog vozača, ili prolaze automobili i kamioni. Ovi podoptimalni uslovi se ponekad nazivaju 'prljavim' vazduhom, i to je najčešće stanje u kojem se vozimo.
Treći uslov je 'zaustavljen'. To je kada zrak više ne struji, već se vrti u različitim smjerovima odjednom. Ovo stanje uzrokuje najveću količinu trenja i kao takvo ima najveći učinak na usporavanje vozača.
Ono što sve znači je da, iako je sjajno imati kombinaciju točka i guma koja dobro funkcionira u laminarnom toku, dok se krećete u aerotunelu, ono što je od veće koristi u stvarnim scenarijima su točkovi i gume koje dobro rade u turbulentnom vazduhu. Najuspješniji moderni dizajni zapravo imaju za cilj da uzmu zrak koji je turbulentan i smanje njegov otpor – da očiste prljavi zrak. Ovo je jedan od razloga zašto se tanke, oštre naplatke kotača zamjenjuju širim, zaobljenim felgama – novi dizajni su jednostavno brži u probijanju neurednog zraka s kojim se vozači susreću u većini stvarnih vožnji. Ali postoji još jedan glavni razlog zašto felge postaju sve šire, a to je otpor kotrljanja.
Kontaktirajte sport
Prelazak na šire felge je djelimično rezultat istovremenog kretanja ka širim gumama. Tamo gdje su gume od 23 mm nekada bile norma, više vozača i proizvođača se umjesto toga odlučuje za 25 mm, a povremeno i šire.
‘Continentalovo istraživanje pokazuje da guma od 25c ima 10-15% manji otpor kotrljanja od gume od 23c’, kaže Quan. „Continental je pokazao da ako imate veću gumu, kontaktna površina, umjesto da raste, postaje kraća, ali šira, tako da stvarna površina na cesti ostaje ista pri istim pritiscima.“.
Ovo je potkrijepljeno nalazima proizvođača guma Schwalbe. Menadžer proizvoda Marcus Hachmeyer kaže: „Ako uporedite gume različitih širina, ali identičnih specifikacija – ista smjesa, profil i pritisak napuhavanja – u smislu otpora kotrljanja širi je brži. Ako zamislite da su vaš bicikl i vozač parkirani na staklenoj ploči i da gledate odozdo na mjestu gdje se guma spaja sa staklom, vidjeli biste dva izrazito različita oblika. Na uskoj gumi oblik bi bio dugačak i tanak, ovalnog oblika. Na široj gumi ta kontaktna površina bi bila kraća i deblja, više bi bila kružna, i na taj način se u svakom trenutku koristi manje niti koje čine bočni zid i pomažu u stvaranju otpora kotrljanja, a trenje je manje.'
Sve je to jako dobro, ali zašto jednostavno ne namestiti šire gume na uske felge? Kada je naplatak uska, guma formira oblik 'sijalice' kada se gleda iz profila - stisnuta na mjestu gdje se zakači za naplatak i bulbusna daleko od naplatka. Sa širim unutrašnjim naplatkom, guma više oblikuje obrnuti 'U' oblik, koji pomaže u stvaranju zaobljenog kontakta s cestom, a time i manje otpora kotrljanja.
Unutarnja širina felgi kotača – razmak između dvije kukaste prirubnice koje postavljaju rub gume – donedavno je bila oko 14 mm. Na prvom skupu širih felgi taj je prostor narastao na više od 16 mm, a sada ih proizvođači ponovo uzimaju šire. Bontragerov najnoviji asortiman Aeolus TLR D3, koji je lansiran ranije ove godine, proširio je tu širinu u odnosu na prethodni D3 na 17.5 mm na masivnih 19,5 mm, što je značajno povećanje u procentima. Ipak, riječ upozorenja dolazi od Michela Letheneta iz proizvođača točkova Mavic. „Oba elementa [guma i felga] u idealnom slučaju moraju biti dizajnirani da savršeno odgovaraju kako bi se poboljšao sistem. Ako ne, nema smisla s rastućom inercijom, rotirajućom težinom i otporom zraka koristiti samo širu gumu. Osim toga, postoji sigurnosni aspekt o kojem treba razmišljati ako uzmete u obzir suprotan scenarij – usku gumu koja se koristi na pretjerano širokom naplatku. Ovo može dovesti do visokog rizika da guma ne nasjedne ispravno i potencijalno eksplodira.’
Sigurnost sa nečim tako važnim kao što su gume je najvažnija, a Quan dodaje: 'Trenutno 17-18 mm [unutarnja širina naplatka], čini se u redu, ali bilo šta šire, recimo do 20 mm, i ulazimo u neistražena teritorija. U ovom trenutku nismo vidjeli nikakve štetne efekte, ali to još uvijek nije viđeno u mainstreamu.’
Handle's Messiah
Samo da bismo dokazali da su kotači možda najsloženiji problem s kojima se inženjeri mogu pozabaviti, postoji još jedno važno razmatranje u opisu dizajna: rukovanje.
‘To je izuzetno važan faktor’, kaže Simon Smart, tehnički direktor Smart Aero Technology i dizajner Enve Composites sistema aero kotača (Enve SES). „Ako se vratimo sedam godina unazad, sportisti bi dolazili u aerotunel i mi bismo identifikovali najbrži set točkova za njih. Ali otkrili smo da su često u stvarnom svetu točkovi bili sporiji. To nije bilo zato što je aerotunel bio pogrešan, već jednostavno zato što vozači nisu mogli držati ravnu liniju dok se trkaju jer točkovima nedostaje stabilnost.’
Deo brzog kretanja je sposobnost održavanja kontrole, tako da ako točak nema stabilnost na bočnom vetru ili turbulentnom vazduhu, rezultat je gubitak samopouzdanja da ide brzo i performanse neizbežno trpe. 'Za mene je stabilnost u vožnji bila velika stvar koja nedostaje performansama točkova, i znao sam da ako možemo razviti stabilniji prednji točak, čak i ako se pokaže nešto sporiji u aerotunelu, znao sam da bi bio brži u stvarnom svijetu ', kaže Smart.„Zato sam se upustio u razvojni program sa Enveom, sa rukovanjem kao prioritetom broj jedan.“
Sve ovo ukazuje na činjenicu da točak i guma moraju raditi zajedno kao kompletan paket za optimalno rješenje, ne samo u aerodinamici već iu stabilnosti pri brzini, predvidljivom rukovanju i nižem otporu kotrljanja. U svjetlu ovoga, hoćemo li u budućnosti vidjeti da proizvođači kotača bliže sarađuju sa proizvođačima guma?
U slučaju Bontragera, oni su već jedno te isto. Ray Hanstein, Bontragerov menadžer proizvoda za točkove, kaže: „Naši inženjeri za točkove i gume smatraju se istim. Točkovi i gume su toliko isprepleteni da ne možete razviti jedan do njegovog potencijala bez intimnog razumijevanja drugog. Ovi momci rade u istoj prostoriji, voze se zajedno, ručaju zajedno.’ Slična je priča i u Mavicu i Zippu, koji sami prave gume kao i felge, tako da mogu kreirati precizno uparene proizvode. Veliko pitanje na koje treba odgovoriti je: jesmo li dostigli vrhunac? Smart kaže: „Dizajniranje felni je prilično izazovno, ali uzbudljivo. U posljednjih pet godina dizajn okvira se prilično promijenio, a stvari poput omogućavanja širih guma nam je dalo slobodu da istražujemo još šire naplatke. Kao i kod većine stvari, postoji tačka smanjenja prinosa, ali mislim da još nismo dostigli vrhunac.’
Na kraju krajeva, šire gume i odgovarajući široki profili točkova su put kojim industrija ide, i pravi izbor za vozače ako želite maksimalnu dobit u uslovima koje svi doživljavamo iz dana u dan, uz predvidljivo upravljanje do prtljažnika. Nauka to podržava, pa je možda vrijeme da odbacite uski pogled i idete u širinu.
