Aerodynamiikan aakkoset

Lue alkuperäinen artikkeli Triathlon-lehdessä.

Aerodynamiikan aakkoset

Jos pyöräilijä haluaa saavuttaa 40 km/h keskinopeuden ja tiedämme sen vaativan 275W keskitehon täysin tasaisella, suoralla tiellä ja tyynellä ilmalla, kuluu tuosta tehosta vähintään 85% pelkästään ilmanvastuksen voittamiseen. Luku voi olla jopa yli 90%. Parantamalla 5 % pyöräilijän aerodynamiikassa tarvitsemme 11 W vähemmän tehoa tai pääsemme 0,6 km/h kovempaa vauhtia.

Reitin profiili: mäet, mutkat ja niiden mukanaan tuomat nopeuden vaihtelut vaikuttavat vierintävastuksen kanssa tehon tarpeeseen, mutta niiden vaikutus jää aerodynamiikan jalkoihin tasaisessa maastossa. Myös jarrutukset ja asennon hajoaminen vaikuttavat kokonaisuuteen.

Aerodynamiikka pyöräillessä tarkoittaa kuskin ja pyörän vuorovaikutusta ilman kanssa. Toisin sanoen, kuinka hyvin kuski läpäisee ilmamassan. CdA-arvo kuvaa tuota ilman läpäisevyyttä ja on yksinkertainen kertolasku, jossa ajajan otsapinta-ala (A) kerrotaan liukkaudella eli ilmanvastuskertoimella (Cd).

Ajajan otsapinta-ala on se pinta, joka kohtaa ilmavirran – kuinka suuri alue muodostaa ilmanvastuksen. Tämä pinta-ala on suurimmaksi osaksi riippuvainen pyöräilijän koosta, liikkuvuudesta ja asennosta sekä jossain määrin varusteista. Tämän kautta aerodynaamisuuden parantaminen on selkeää: kun pinta-ala pienenee, vauhti kasvaa.

Liukkauskerroin, Cd, on monimutkaisempi käsittää ja parantaa. On raportoitu, että tuo arvo sijoittuu 0,7 ympärille aika-ajoasennossa ja 0,9-1,1 ympärille maantiepyörällä otteesta riippuen. Arvo ilmaisee objektin käytöstä ilmavirrassa – kuinka sujuvasti ilma virtaa yli, ohi ja ympäri. Karrikoidusti voimme verrata luotia ja arpakuutiota, joiden otsapinta-ala on sama. Ammu luoti ja arpakuutio samalla lähtönopeudella, kumpi lentää pidemmälle? Pyöräilijän kohdalla asennon kompaktius ja luotimaisuus pienentävät liukkauskerrointa yhdessä sopivien varusteiden kanssa. Tähän vaikuttavat esimerkiksi missä kulmassa eri ruumiinosat kohtaavat ilman, pyöräilijän asu, kypärä, kiekot ja muut materiaalit.

Kun subjektiivista CdA:ta testataan, lopputuloksena on nimenomaan CdA. Tehtyjen muutosten vaikutusta on vaikea pilkkoa erikseen pinta-alan (A):n tai liukkauskertoimen (Cd) syyksi. Asentoa muuttamalla todennäköisesti tulee vaikuttaneeksi molempiin tekijöihin, mutta ajajalle olennaisinta on CdA:n muutokset.

On syytä muistaa, että CdA ei ole kaikki kaikessa. Sitä ei tule minimoida vaan mieluummin optimoida eli tähdätä parhaaseen mahdolliseen tehontuoton ja aerodynamiikan suhteeseen.

Kuskin minimoitu CdA on usein epämukava, tehoton ja epätaloudellinen. Ääripään hakeminen on usein hyväksi optimia etsittäessä. Optimointi on parhaimman yhteistuloksen hakemista ja se tarkoittaa aerodynamiikan, biomekaniikan ja fysiologian yhdistämistä. Tuo yhtälö ja balanssi taas on riippuvainen suorituksen kestosta: 10 km tempo vaatii erilaista lähestymistä kuin triathlonin täysmatka. Yksittäisistä ajajan vastukseen vaikuttavista tekijöistä asento on kuningas. Jos on kuin tiiliskivi pyörän päällä, ei kunnosta tai markkinoiden nopeimmista varusteista ole paljon iloa. Hyötyä varusteista saa, mutta huono asento kumoaa vaikutuksen moninkertaisesti.

KAINALOJUTTU PERUSPERIAATTEISTA

Jokainen ihminen on erilainen mittasuhteiltaan ja taipuisuudeltaan, joten on mahdotonta luoda systemaattisia ohjeita aeroasennon parantamista ajatellen. Ihmisessä on paljon erilaisia luita, niveliä ja lihaksia. Selkeän jatkumon luominen on käytännössä mahdotonta. Erilaiset tekijät ja asennot tulee testata ja analysoida asia kerrallaan. Olen luonut omalle aeroasennolle kaksi perusperiaattetta, jotka pyrin aina säilyttämään ja niiden perusteella toimimaan.

1) Pysy matalana ja luontevana

Lähtökohtaisesti matala asento on nopeampi lähestulkoon aina. Asennon täytyy myös toimia fysiologisesti ja biomekaanisesti. Ajoasentoa voi madaltaa pudottamalla satulaa, tankoa tai molempia. Liian aggressiivinen asento on pahasta, sillä tuotettu teho suhteessa ilmanvastukseen (W/CdA) kärsii ja vauhti putoaa, tai asento voi altistaa vammoille. Usein aggressiivinen ajoasento näkyy ylettömänä erona tangon ja satulan korkeuksien välillä.

Luonteva asento tarkoittaa, että pystyt pitämään asennon ja polkemaan ilman ylimääräistä heiluntaa ja liikettä. Heiluminen ja huojuminen rikkovat asentoa ja ilmaa kuskin ympärillä aiheuttaen lisää ilmanvastusta. Käytännössä luonteva asento tarkoittaa istuvuutta ja tarvittavaa määrää mukavuutta.

Vastaavasti korkea asento lisää ilmanvastusta ja vaikuttaa näin vauhtiin. Harvalla pyöräilijällä ja triathlonistilla asento on optimaalisen alhaalla, joten säätövaraa yleensä löytyy. Joka tapauksessa hyvä lähtökohta aerotestaukseen on aloittaa rohkeilla asennoilla: ääripään hakeminen on askel kohti optimia.

2) Syy ja seuraus

Ihminen ei ole robotti eikä yhdestä muotista tehty. Yhteen asiaan uskon jämptisti: asennon muutoksissa syyn ja seurauksen suhde on aina olemassa. Yksi asia on liitännäinen toiseen, jos ei kolmanteenkin.

Ongelmat pään pitämisessä aerodynaamisesti paikallaan ja mahdolliset niskasäryt ajoasennossa eivät ole välttämättä kiinni heikosta niskasta – syy on usein liian suuressa ‘dropissa’ satulasta tankoon tai epäsuhtaisesta asennosta pituudessa mitattaessa keskiön keskeltä tangon päihin.

Usein näkee ajajia, joilla pää on pystyssä kuin ankalla. Se hidastaa ja paljon. Asento on osin tottumuskysymys, mutta se on usein seurausta jostain muusta. Esimerkiksi jo pelkästään ajajalle sopimaton kyynärpään kulma tai ranteiden asento voi pakottaa pään pystyyn eikä alas, kuten aerodynaamisesti olisi edullista.

“Kaikki alkoi omasta unelmasta päästä mahdollisimman kovaa mahdollisimman vähällä teholla.”
Lue lisää blogista (http://antonaro.blogspot.fi/)

Anton Aro / arodynamics
MSc Performance Psychology
BSc Sport Coaching & Development

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.