Физики из технологического университета Эйндховена (Нидерланды) с коллегами из Лёвенского католического университета (Бельгия) и университета Льежа (Бельгия) обнаружили ещё один способ, который используют профессиональные велогонщики, чтобы получить преимущество перед соперниками, кроме электромоторов в велосипедной каретке и неодимовых магнитов в заднем колесе.
Учёные провели эксперименты в аэродинамической трубе и установили, что мотоцикл непосредственно позади гонщика уменьшает силу лобового сопротивления воздуха на несколько процентов. В гонках на время, где спортсменов разделяют сотые доли секунды, это может сыграть ключевую роль.
В профессиональных велогонках рядом с велосипедистами всегда присутствует множество мотоциклов, зачастую очень близко к спортсменам. Это репортёры, фотографы и другие. Из-за них происходят неприятные инциденты и аварии, как в недавнем происшествии с 25-летним бельгийским гонщиком Антуаном Демуатье (Antoine Demoitie), погибшем месяц назад в завале на шоссейной велогонке Гент-Вевелгем после того, как на него наехал мотоцикл сопровождения.
Теперь выяснилось, что мотоциклы не только представляют угрозу жизни и здоровью спортсменам, но также заметно влияют на аэродинамические характеристики велосипеда.
Специалисты провели ряд экспериментов в программе компьютерной симуляции и в аэродинамической трубе. Выяснилось, что снижение лобового сопротивления воздуха для спортсмена регистрируется даже если мотоцикл находится в 10 метрах позади. При сокращении расстояния эффект проявляется значительно сильнее: например, при расстоянии между велосипедом и мотоциклом 25 сантиметров сила лобового сопротивления воздуха уменьшается почти на 9%. На дистанции 10 км в гонке с раздельным стартом это даёт выигрыш в десятки секунд. На дистанции 60 км — более двух минут.
Если позади велосипедиста не один, а три мотоцикла, то сила лобового сопротивления может уменьшится почти до 14%.
Фотографии с велогонок доказывают, что мотоциклы нередко едут на таком маленьком расстоянии от велогонщика. Но даже если расстояние увеличивается до десятка метров, гонщик всё равно может сэкономить секунду-другую в гонке с раздельным стартом даже на небольшое расстояние.
В прошлом году исследователи из технологического университета Эйндховена рассчитали, какое преимущество гонщику даёт автомобиль, который едет впереди. Сейчас в модель аэродинамического сопротивления включили мотоцикл позади спортсмена.
Учёные направили в Международный союз велосипедистов рекомендацию увеличить минимально разрешённую дистанцию между велогонщиком и мотоциклом во время гонки до 20-30 метров, что имеет смысл также ради безопасности.
Комментарии (48)
Fullmoon
03.05.2016 21:42+22Через n-дцать лет велосипедисты будут соревноваться в вакууме на строго горизонтальной поверхности.
А британские учёные будут указывать, что гравитационное притяжение между гонщиками даёт некоторым нечестное преимущество.
Orcus13
03.05.2016 21:54+3Через 50 лет будут соревноваться не целые организмы, а наборы органов, клонированные из реального ДНК.
Через 100 лет спорт будет представлять собой соревнование просчитанных на процессорах ДНК. Да и само соревнование, видимо, будет просчитываться.
Talyutin
04.05.2016 13:38Как игроки в преферанс. — Я проеду трассу на 10 сек бустрее тебя. — Согласен.
bzzz00
04.05.2016 14:01странное заявление… гравитационное притяжение уже дает преимущество: тощим проще ехать в гору, тяжелым — наоборот. этот и масса других нюансов делают гонку интересной, появляется пространство для тактик и стратегий.
tormozedison
03.05.2016 22:15Это не новость, данный приём довольно давно используется в так называемых гонках с лидером.
senator14
03.05.2016 22:15Справедливо ли тогда тоже самое для гонок? Машина, идущая позади снижает коэффициент лобового сопротивления идущей впереди машины? Тогда в квалификациях командам был бы смысл машины парами выпускать. Собственно, во время Гран При США на трассе в Индианаполисе так и делали, но там это делали для разгона слип-стримом.
TimID
04.05.2016 02:04Не только. Машины идущие «плотной парой» (ближе 25 см) аэродинамически похожи на 1 длинный автомобиль. То есть сопротивление воздуха будет как для одного автомобиля, а мотора-то — два. Если бы можно было упереться бампером, то отрыв был бы заметный, но и так почти 10 % выигрыш для переднего автомобиля из-за эффекта успокоения воздушного потока, обтекающего автомобиль сверху.
senator14
04.05.2016 02:26Интересно. Но в современной формуле-1 невыгодно идти вплотную за впереди идущей машиной, шины начинают гранулироваться, теряется прижимная сила, машина перегревается. Зачастую можно слышать, как инженер просит отпустить впереди идущую машину как раз из-за перегрева. Видать, проигрыш большой слишком, иначе напарники парами бы и ездили так.
TimID
04.05.2016 07:00+2Я говорил о «кузовах», причём с очень посредственной аэродинамикой, таких как в Nascar'е.
А у «формул» аэродинамика совсем иная — воздушный поток «выбрасывается» почти вертикально вверх и идущая сзади машина попадает практически в безвоздушный мешок (ну, условно, конечно). Главное, что турбулентность там очень высокая и аэродинамика — «не работает».
В том числе и в плане боковых воздухозаборников, которые очень близко к земле.
Из-за этого держаться рядом можно за счёт более интенсивного использования сцепных свойств шин — естественно, что они начинают испытывать избыточные перегрузки и разрушаться.
beavis88
04.05.2016 14:46В кузовах аэродинамика получше будет хотя бы по тому, что не торчат открытые колёса.
x86d0cent
04.05.2016 16:31Смотря что считать за получше. Например, аэродинамика машин формулы 1 обеспечивает гораздо большую прижимную силу, чем автомобилей nascar. Что позволяет проходить повороты на большей скорости.
beavis88
04.05.2016 17:47Именно что говоря лучше надо делать две оговорки: для каких задач лучше и в рамках какого регламента лучше. На суперспидвее, например, прижимная сила ф1 будет только мешать.
Astartes
04.05.2016 08:17В 13 году в Феррари пытались в квалификации в Монце использовать командный слипстрим на стартовой прямой. Оба гонщика вместе выходят из последнего поворота, разгоняются, а незадолго до первого поворота первый гонщик уходит в сторону. Ничего не получилось=) Сложно правильно синхронизировать двух пилотов даже в одной команде.
vital72
03.05.2016 22:45а сами велосипедисты, едущие позади, никак не влияют?
BubaVV
03.05.2016 23:29+2Они едут не сзади, а впереди, сохраняя силы лидеру. Перед финишем отпадают, лидер финиширует в призах. Командная тактика, используется наверное с самого начала гонок. «Никто не любит Крокодила» — околохудожественное чтиво на тему
Raytheon
04.05.2016 10:02Я раньше думал, что они защищают от ветра. Лидера в командных гонках обычно стараются запихнуть в середину пелотона/группы, там не дует и сопротивление минимальное.
А вообще: должны влиять, конечно. Чем группа отстающих хуже мотоцикла?x86d0cent
04.05.2016 10:14В статье проблема рассматривается в контексте гонки с раздельным стартом. Не думаю, что там группа отстающих — частое явление.
bydm
04.05.2016 10:47А в контексте гонки с раздельным стартом влияние на претендентов на победу довольно спорное. Поскольку в таких гонках каждый потенциальный победитель едет в сопровождении такого мотоцикла, а каждый гонщик — ещё и в сопровождении технички.
x86d0cent
04.05.2016 12:46Если я правильно понял, то статья как раз о том, что сейчас расстояние, на котором едет сопровождающий мотоцикл, никак не регламентировано. За одним велосипедистом мотоцикл ехал ближе, за другим — дальше. Первый получил преимущество за счет этого. Как-то так.
hrumcraft
04.05.2016 11:51Едущий позади велосипедист снижает сопротивление переднему на 4%. (Кажется это ребята из Specialized Wind Tunnel измеряли)
p1ayer
04.05.2016 13:57было бы неплохо еще и графики и картинки только велосипедистов выкладывать для сравнения.
doobrik
05.05.2016 11:01Даже я, не имеющий никакого отношения к велоспорту, это знаю. Это известная штука, когда вы вдвоём с другом, то ехать легче. Ехать вторым заметно легче чем одному, но даже после того как поменялись, ехать первым всё-равно проще чем одному. Далеко не настолько проще как сзади, но чуть-чуть таки проще.
По-моему это всем велосипедистам известно. Тоже мне новость.
severgun
05.05.2016 15:30Ну вот не надо додумывать теперь и бить себя в грудь со словами «А я говорил». Как минимум не красиво.
То что вам казалось «легче» на самом деле простой психологический эффект. Пиво пить в компании тоже легче, чем одному.
Эти 2-4% без секундомера вы не заметите, а без методичного профессионального вкручивания даже не получите.doobrik
06.05.2016 14:14Нет, не додумываю и не бью себя в грудь. И не говорю что говорил, потому что это и так всем известно, чего об этом говорить.
Как-то давно читал статью о необходимой мощности для поддержания конкретной скорости. Испытания в аэротрубе. И там были показатели обычного велосипедиста и велосипедиста в разных конфигурациях. Видно было на сколько падает мощность от обтекаемых спиц, от каплевидной подседельной трубы, на сколько сильно изменяется необходимая мощность от посадки, от наличия аэродинамического шлёма. Также там были варианты одиночного велосипедиста и пары велосипедистов. Видно было что в паре, как у первого так и у второго необходимая мощность меньше чем для одиночки.
Я сильно, помню, тогда удивился: ну у второго оно понятно, а у первого-то почему. Спросил об этом знакомого МС по велосперту. Он подтвердил что таки да, даже первому ехать проще чем одному, и это всем известно.
К сожалению не могу эту статью сейчас загуглить.
Так что вот не надо додумывать за меня, будто бы я бью себя в грудь и веду себя «как минимум не красиво».
Ravebinovich
Не могу никак понять как влияет объект позади мотоциклиста на его лобовое сопротивление. Разве что уменьшает за велосипедистом какие-нибудь вихри, создающие зону разряженного воздуха, тормозящего этого самого велосипедиста. Может кто знакомый с аэродинамикой сможет объяснить?
EndUser
Совсем грубо: подсос за спиной велосипедиста мотоциклист переносит за свою спину, а там борет бензином.
Ravebinovich
Ну я так же вроде понял. Т.е. всё же лобовое сопротивление велосипедиста не меняется?
ik62
а разве лобовое сопротивление не есть как-раз разница давлений спереди и сзади?
EndUser
Нет. Суммарное сопротивление состоит из лобового + индуктивного + может ещё какие есть в теории.
Да и само лобовое зависит от длины поезда при прочих равных.
encyclopedist
Индуктивного тут почти нет, так как подъемная сила крайне мала. Поверхностное трение есть, но оно не будет сколько-нибудь существенно меняться от присутствия мотоцикла позади.
Rikitiki
Нет. Разница давлений есть результирующая сила. А лобовое сопротивление это лобовое сопротивление (со своей силой естественно). Представьте что вам дуют в лицо и в затылок с одинаковой силой, но так как с одной из сторон у вас вероятнее всего профиль более обтекаемый, то вас в эту сторону и потащит.
PS впредь я буду обновлять комментарии прежде чем нажать кнопку отправить.
avost
Нет. С разницей давления не всё так просто, конечно, но лобовое сопротивление — это проекция полной аэродинамической силы на ось, совпадающую с вектором движения. А то, что вы имели в виду это, скорее всего, сила давления. В лобовое сопротивление входит, как часть. Плюс всякие прочие диссипативные силы.
encyclopedist
Перед мотоциклом создаётся область повышенного давления. А сопротивление велосипедиста обусловлено разностью давлений впереди и позади него. Мотоцикл увеличивает давление позади велосипедиста, следовательно понижает сопротивление велосипедиста.
argentumbolo
Сильно упрощенно: за велосипедистом зона разряжения в которую засасывается воздух извне, мотоцикл поджимает эту зону снижая разряжение в ней, что приводит к меньшему лобовому сопротивлению для велосипедиста.
YouHim
Наверное, похожим образом :) https://www.facebook.com/DjPiolo.Official/videos/1311331452213947/
Alexeyslav
Вообще это всё гидродинамика. Да, вполне верю что влияет.
И, вот кто бы подумал но факт — большие корабли не могут разогнаться на мелководье из-за сопротивления! А мелководье это примерно 3-4 длины корпуса корабля. И теперь представьте, военный корабль длинной 80 метров в проливе глубиной 200 метров не может обеспечить заявленные скоростные характеристики! Выводят его в открытое море, где глубина больше и он прекрасно разгоняется. Что-то мне подсказывает, что здесь возможен аналогичный эффект. Гидродинамика довольно сложная штука, и факт что среда и движущийся объект взаимодействуют друг с другом невероятнейшими, как может показаться, способами. И только натурэксперимент выявляет неучтённые ранее особенности взаимодействия.