Hızlı olduğunu düşünüyorsun, daha hızlı olabileceğini biliyorsun ama fiziksel olarak mümkün olan en yüksek hız nedir?öğreniyoruz
İşte buradasın, hayatın buna bağlıymış gibi yokuş aşağı hızlanıyor. Çubukların üzerine çömelmiş, damlaları tutan beyaz eklemler, bisiklet bilgisayarınıza bakıyorsunuz ve rakamın 70kmh'ye kadar tıkladığını görüyorsunuz. Ah evet, şimdi gerçekten uçuyorsun. Ancak daha fazla hız kazanmadan önce, yol levhası ileride bir kavşağı işaret ediyor ve sizi güvenli bir şekilde durdurmak için frenlere basıyorsunuz.
Ama ya o kavşak orada olmasaydı? Ya yolda hiçbir engel, viraj ya da köpekler olmasaydı ve eğim, isteyebileceğiniz kadar uzun, pürüzsüz ve dik olsaydı?
O zaman ne kadar hızlı gidebilirsin? Bu soruyu yanıtlamaya, sizi engelleyen şeye bakarak başlayalım.
Hayat bir sürükleme
'Bu son hız olurdu,' diye açıklıyor çevrim içi aerodinamik kıyafet Cycling Power Lab'ın kurucusu Rob Kitching. 'Bisiklet terimleriyle, bu, aerodinamik sürtünme ve yuvarlanma direncinin ortak durdurma kuvvetlerinin, yerçekimi ve güç çıkışı tarafından sağlanan kuvvetlere eşit olduğu noktadır.'
Yerçekiminin etkisi, eğimin ciddiyetine bağlıdır. Specialized için Ar-Ge mühendisi Ingmar Jungnickel, "Eğimi sonsuz olarak ayarlarsanız - başka bir deyişle, bir duvar - lastiklerde veya bisikletin yapısında hiçbir yük olmaz" diyor.
'Etkili olarak bu hem gereksiz olur hem de paraşütle atlama yaparsınız.'
Ya da daha teknik olarak, amacın mümkün olan en yüksek son hıza ulaşmak ve bunu sürdürmek olduğu "hızlı paraşütle atlama". Bir insanı bir uçağın karnından aşağı indirin ve 200 km/s hıza ulaşsınlar; önce gidin ve 250-300kmh'den bahsediyoruz; önce kafa ve özel modern giysiler giymek 450kmh'ye kadar hızlara izin verir.
'Ama bu bisiklet sürmek değil, o yüzden bunu görmezden gelelim ve gerçek bir yol kullanalım,' diye devam ediyor Jungnickel. Dunedin, Yeni Zelanda'daki dünyanın sokaklarını tarayan Baldwin Caddesi, kime inandığınıza bağlı olarak 35-38° ile gezegendeki en dik yol olma şaibeli onuruna sahiptir.
'Bu yolun eğiminde - ancak 350m mesafesini aşıyor - sakin koşullar ve 400 watt'lık bir güç çıkışı varsayarsak, yol konumunda bir sürücü 144kmh'ye ulaşabilir, diyor Jungnickel.
Bu biraz hız, ancak yine de, geçen yıl Fransız Alpleri'nde karla kaplı Chabrières hız pistinde 223.3 kmh'ye ulaştığında, 2015'te Fransız Éric Barone tarafından kırılan dünya yokuş aşağı hız rekorunun yaklaşık 80kmh gerisinde.
Yani belki de yuvarlanma direncini az altmak için eğimimiz buzlu bir platforma sahip olmalı? Jungnickel'e göre zorunlu değil. 'Bu hızlarda hava direnci %99,5 civarındadır.'
Bu, 12 km/s'de sürerken yaklaşık %50'ye eşittir. Hava direnci ne kadar hızlı sürerseniz o kadar artar, o halde hayali bisikletçimiz maksimum hıza ulaşmak ve hava direncine meydan okumak için hangi yöntemleri kullanmalı?
Havada kal
'Açıkçası konum önemlidir,' diyor Jungnickel. 'Böylece zamana karşı deneme konumunda optimize edilmiş bir sürücü ile hesaplamalar yaptım ve uzatılmış Baldwin Street benzetmemizi kullanarak 400W sürücü 200mph'ye [322kmh] ulaşabiliyordu.'
Jungnickel optimize derken, tam aerodinamik menüden bahsediyor. Bu, gözyaşı damlası bir kask ve kaskın kuyruğunun doğal olarak pürüzsüz, aerodinamik bir arkaya doğru aktığını gören bir konum anlamına gelir.
Sıkı oturan bir tulum da hava direncini az altmak için bir zorunluluktur.
Hesaplamalı akışkanlar dinamiği uzmanı TotalSim'den Rob Lewis, 'Aslında bu hayati önem taşıyor' diyor. 'Malzemenin türü, dikiş yerleşimi ve yüzey işleminin tümü büyük bir fark yaratıyor. İyi ve kötü bir takım elbise arasında %12-15'lik bir sürtünme farkı olduğunu söylüyor olabilirsiniz.'
Lewis ayrıca çoraplarınızı mümkün olduğunca yukarı çekmenin patiklerden daha aerodinamik olarak daha etkili olduğunu ve bu aerobar uzantılarında dar bir tutuşun da sürtünmeyi hafifçe az altacağını öne sürüyor.
Ayrıca gözyaşı damlası şeklinde boru da istersiniz, çünkü yukarıdaki gibi aerodinamik sürtünme katsayısını (CdA) az altmaya yardımcı olur. Bu, bir nesnenin kayganlığını ve boyutunu artı ön alanını kapsar.
Fizik, sürükleme katsayısı sıfır olan bir nesnenin Dünya'da gerçekte var olamayacağını söylüyor - her şeyin bir çeşit sürükleme şekli vardır - ancak sayılar çok düşük olabilir.
Örneğin, üst sınıf bir bisikletteki gözyaşı damlası şeklindeki gidonlar, 0,005'lik bir rakam kaydedebilir. Bu oldukça aero.
Aero şekilli çubuklar kullanan elitlerin CdA örnekleri, iyi bir amatör sporcunun 0.25-0.30'una kıyasla 0.18-0.25 seviyesinde gelebilir.
Güç çıkışı ile hizalandığında bu rakam daha da önemli hale gelir. Alman profesyonel Tony Martin, Kopenhag'da 2011 Zamana Karşı Dünya Şampiyonasını kazandığında, güç çıkışı ve aerodinamik sürtünmesi (watt/m2 CdA olarak ifade edilir) 2, 089 olarak hesaplandı.
Bu, ikinci sırada Bradley Wiggins için 1,943 ve 10'da Jakob Fuglsang için 1,725 ile karşılaştırıldı.
'Tüm biniciler bu rakamı geliştirmek için çalışabilir,' diyor Kitching. "Ancak en yüksek hızlar için son derece önemli olan hava yoğunluğu da açıkça daha az kontrol edilebilir."
Hava almaya geliyor
Deniz seviyesinde ve 15°C'de hava yoğunluğu 1,225kg/m3 civarındadır. Bununla birlikte, sıcaklık, barometrik basınç, nem ve rakım gibi faktörler hava yoğunluğunu etkiler ve yoğunluk yükseldikçe azalır.
'Sam Whittingham gibi binicilerin insan gücüyle yürütülen kara hız rekorlarını kırmaya çalışırken yüksekte kalmalarının nedeni budur,' diye ekliyor Lewis.
Ve neden Felix Baumgartner 2012'de 1,342kmh hıza paraşütle atlarken stratosferin ince havasına kadar yükseldi.
Kanadalı Whittingham düzlükte 132,5 km/s gibi inanılmaz bir hıza ulaştı, ancak bu, taşralı Todd Reichart tarafından geçen Eylül ayında kaydedilen insan gücüyle hız için dünya rekorunu hâlâ geride bırakıyor.
Reichart 137,9 km/s en yüksek hıza ulaşarak geri kalanını geride bıraktı. "Geri kalan" diyoruz çünkü Reichart bu hızı, Battle Mountain, Nevada'nın hemen dışındaki State Route 305'teki World Human Powered Speed Challenge'da kaydetti.
Yarışmanın Nevada'da düzenlendiği arka arkaya 16. yıldı ve bu iki temel faktöre bağlı: deniz seviyesinden 1, 408 m yükseklikte, bu nedenle hava yoğunluğu düşük ve parkur 8 km'lik bir hızlanma alanı sağlıyor. 200m hız tuzağı.
Her ikisi de Reichart'ın maksimum hızına yardımcı oldu - aracının yaptığı gibi - grenajlarla kaplı yatık bir bisiklet. Jungnickel, "Daha fazla Baldwin Caddesi hesaplaması yaptım" diyor ve "tamamen perdahlı bir bisikletle, son hız 369mph [594kmh] olurdu.'
Lastikler hakkında bir şeyler yapabilseydiniz daha da yüksek olurdu, Jungnickel, dışarı çıkan lastiklerin tüm tekneden daha fazla sürtünme ürettiğini belirtti.
'Ayrıca, aşırı güç çıkışlarında, sonunda lastiklerin sağlayabileceği maksimum tutuşa ulaşırsınız, bu da yere basma kuvvetinin bir işlevidir,' diyor.
'Ardından bir yakalama-22'ye ulaşırsınız. Yere basma kuvvetini artırmak için spoiler ekleyebilirsiniz, bu da yeniden daha fazla güç gerektirecektir (vb.). Bunun ötesinde, bisikleti daha sağlam bir malzemeyle inşa edebileceğiniz için herhangi bir yapısal kaygının bir faktör olacağına inanmıyorum.'
İşte orada. Neredeyse 600kmh olan maksimum hızınıza ulaşmak için Graeme Obree'yi size bir aero Beastie bisikleti yapması için görevlendirin, Yeni Zelanda'ya gidin, Dunedin konseyinden Baldwin Caddesi'ni yaklaşık 10 km uzunluğa kadar uzatmasını ve Tony Martin'e benzer bir güç çıkışı üretmesini isteyin. Basit…
