Våde forhold er måske det sidste, du ønsker, når du planlægger din tur, men hvis ultimativ hastighed er dit mål, er det måske ikke så slemt
Der er masser af fornuftige grunde til at undgå at ride, når vejrudsigten siger regn. Det er forræderisk, kan bare være en lille smule elendigt, og din cykel bliver dækket af vejsnavs. Men hvis du når tophastigheden under en sport eller sætter en tidskørsel PB-funktioner på din dagsorden, vil du måske planlægge dit angreb til netop det tidspunkt, hvor skyerne er mest truende.
Der er forskellige teorier om, hvilken kombination af atmosfæriske forhold, der giver dig mulighed for at træde i pedalerne på din maskine, når den er allerhurtigst, og der er beviser for, at når den er våd eller ved at blive våd, er det bedste tid for maksimale hastigheder. Men aldrig til bare at læne sig tilbage og roligt acceptere det, besluttede Cyclist, at det var på tide at få noget videnskabelig bekræftelse at tilføje til formodningen.
Uundgåeligt, hvad angår hastighed på en cykel, afhænger tingene af aerodynamik, og i dette tilfælde hvordan atmosfæriske forhold påvirker, hvor let du kan skære gennem luften.
Andy Ruina, professor i mekanik og rumfartsteknik ved Cornell University, forklarer: 'Vi ved, at luftmodstandskraft er det største træk på en cykelrytter. Det er nogenlunde proportion alt med luftens tæthed og hastigheden i anden. Luftens tæthed er mindre ved lavere tryk [deraf hvorfor menneskedrevne hastighedsrekorder udføres i stor højde] og ved højere luftfugtighed og ved højere temperatur. Flyliften har lignende skalering, så fly har brug for længere landingsbaner på varme fugtige dage.'
Uden seriøs landskabspleje er der ikke meget, du kan gøre ved at hæve højden af dit private TT-kredsløb med et par tusinde meter, men barometertryk, luftfugtighed og temperatur svinger, og hvis du leder efter den optimale kombination af lavt tryk, høj luftfugtighed og høj temperatur – de falder sammen, når der er storm i luften.
Chris Yu, aerodynamik og R&D-ingeniør hos Specialized, tager historien op: 'Tilstandskraften på rytteren vil være lavere med øget luftfugtighed og lavt barometertryk, men virkningerne er små. Under ekstreme forhold, som efter en storm, kan de dog i alt være store nok til at vise en mærkbar forskel.’ Spørgsmålet er: hvor meget?
Videnskaben
Grav dine gamle skolebøger frem, og du kan måske finde denne ligning: luftdensitet (rho)=tryk / (gaskonstant x temperatur). Med andre ord er luftdensiteten proportional med lufttrykket og omvendt proportional med temperaturen. Så for at drage fordel af lav lufttæthed (og minimal luftmodstand), vil du have lavt tryk og høje temperaturer. Desuden reducerer høje niveauer af fugtighed (vanddamp) i luften dens massefylde, fordi vandmolekyler (lavet af brint og oxygen) er lettere end de oxygen- og nitrogenmolekyler, der udgør det meste af luftens volumen.(Den forrige ligning gælder stadig for fugtig luft, hvor gaskonstanten er større – hvilket reducerer lufttætheden.)
For at beregne hastigheden (v) for en rytter, der træder i pedalerne med konstant kraft (P), med en modstandskonstant på c, i luft med densitet rho, er ligningen: v=3√(P/(c x rho))). Fordi trykket er på bunden af fraktionen, stiger hastigheden, hvis du mindsker det, som vi ville forvente. Men hvad betyder det på vejen?
Ruina siger: "Hvis du sænker rho [lufttrykket] med 10 %, kan du øge gennemsnitshastigheden med omkring 3 %. Dette ignorerer naturligvis, at en rytter måske ikke har den samme kraft (P) til rådighed ved lavere tryk, højere temperatur og højere luftfugtighed. Ud over dette kan rullemodstanden blive påvirket af fortovets fugtighed.’
Faktisk. Lavt barometrisk tryk falder ofte sammen med ustadigt eller stormfuldt vejr og medfører den ekstra komplikation af vand. Mens aerodynamisk modstand udgør 80-90% af modstanden for en hurtigkørende rytter, taber rullemodstanden forårsaget af cyklens passage over jorden også energi og hastighed. Intuitivt kan man antage, at vand skaber mere friktion og bremser dig. Det siger Wolf vorm Walde fra Continental-dæk ikke.
‘Hvis overfladen blot er imprægneret med en tynd vandfilm – da vandet ikke hæver sig over toppen af asf altgranulatet – bør rullemodstanden reduceres, siger han. 'Rullemodstand er for det meste energitab på grund af materialedeformation - den energi, der kræves for at klemme dækket, når det ruller hen over jorden.
"Der er dog også rullemodstand på grund af vedhæftning, klæbrighed af gummiet på overfladen," tilføjer han. »Klæbekræfterne er meget mindre end tabet fra deformation. Alligevel binder gummi og vej på et molekylært niveau i kontaktfeltet. Vedhæftningen er stærkere, jo længere opholdstiden er – det betyder, at jo langsommere man kører, jo stærkere er vedhæftningen. Denne del af rullemodstanden reduceres, hvis der er et slipmiddel [vand] mellem dæk og vej. Et vådt dæk er mindre klistret. Vandet hindrer bindingen i kontaktplasteret.’
Så det ser ud til, at en fugtig vej skaber mindre rullemodstand, hvilket gør dig hurtigere. Men vent et øjeblik…
'Der er en anden effekt af vand på vejen,' siger vorm Walde. »Alt ovenstående gælder kun for de samme temperaturer. I praksis køler vand dækket og vejen ned. Et køligere dæk har højere rullemodstand. Dette modvirker effekten af mindre rullemodstand på grund af mindre vedhæftning. Der er en anden faktor at overveje – hvis vandfilmen er tyk nok til at dække asf alten, skal dækket fortrænge vandet. I dette tilfælde er modstanden højere.’
Find det søde sted
Ude på vejen er en berømt tidskørsel ikke i tvivl om de bedste forhold. Graeme Obree var to gange verdensmester i individuel forfølgelse og to gange indehaver af en times distancerekord, og er en mand kendt for sin analytiske tilgang. 'Når du venter på et regnskyl, og det er roligt - det er det søde sted,' siger han. »De tre perfekte forhold er høj temperatur, høj luftfugtighed og lavt atmosfærisk tryk. Fugtige sommeraftener har en tendens til at være hurtigere, når du næsten kan lugte vandet i luften. Du får ikke de betingelser ret ofte, og når de kommer sammen er det ligesom "wow", du får din bedste form for sæsonen. Det er den aften, hvor du skal bruge dine hurtigste hjul.'
Selvfølgelig vil ingen bebrejde dig, hvis en stormfuld vejrudsigt holder dig væk fra din cykel, men så igen, kan det alligevel være værd at tage en hurtig tur.
