骑自行车的人爱空气动力学装备，你真了解其原理吗？

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骑自行车的人喜欢空气动力学设备：空气动力学自行车，空气动力车轮，空气动力学骑行头盔，甚至是空气动力学的智能代码手表，哦，哦，这是一种令人心动的感觉！但是，我们真的知道这些欺骗性设备是如何工作的吗？或“空气动力学”到底是什么意思？这些空气动力学可以容易维护吗？当您骑得很快时，空气动力学会很重要吗？您的骑行姿势空气动力学足够吗？我们聘请了业内顶级空气动力学专家来解决这些急需的问题。以下是我们文章带给您的有用信息。

空气动力学的定义

在您骑行中要克服的所有阻力中，两个最大的阻力是：空气阻力和（道路向上倾斜时）重力。您可以留在平坦的地面上以避免后者，但是除非您前往月球，否则无法避免防空。即使在完全无风的日子里，您也可以在骑行时产生防空功能，并且骑行速度越快，防空气阻力就越大。当乘车速度超过每小时9英里（14.5公里）时，这是主要阻力。当乘车速度达到每小时30英里（48公里）时，使用90％的功率来克服科学家所谓的空气阻力。尽管空气动力学是要研究流动空气的特性以及空气与固体之间的相互作用，但您还应该了解如何减少作为自行车爱好者的阻力。这是对您面临的两个主要电阻的快速审查：压力差电阻和表面摩擦电阻。

压差电阻

当您骑行时，您会与空气颗粒碰撞，空气会被压缩，然后在流过您的情况下变得间隔；从前到后的气压差会产生阻力。空气动力学的设计通过减少压力差来降低压力阻力，从而使空气在您面前流动，从而减少了您身后的低压尾巴。

表面摩擦抗性

身体与移动的空气颗粒之间存在摩擦，周围的空气层之间存在摩擦。身体上方的空气仍然存在；空气迅速自由地流过您的身体。这些区域之间的过渡会产生摩擦和抵抗。可以通过降低表面摩擦力来降低整体阻力，例如高尔夫球上的蜂窝凹面或皮夹克肩膀上的纹理材料。

“表面饰面通过使空气靠近表面更加湍流来增加皮肤摩擦。这样做的好处是，湍流边界层具有更好的能量转移，这使气流可以在圆形表面停留更长的时间，从而降低压力电阻。”

谁将从空气动力学中受益？

有人误解，仅当驾驶员快速时，空气动力学才是重要的。巴里解释说：“人们会说，'我不够快，不需要空气动力学设备。'

确实，您的速度越快，消耗能量的空气阻力就越大。将速度从32 km/h提高到64 km/h不会产生双重空气阻力，但几何量的空气电阻量增加了近8倍。巴里说：“以接近48 km/h的速度，使用90％的功率来克服空气阻力。” “即使在相对较慢的速度下，您的大部分功率也用于克服防空能力。”

“在16公里/小时的情况下，一半的动力将克服空气阻力。骑行速度慢，空气动力学会为您节省更多的时间，因为您在路上花费更多的时间。如果您以29km/h的速度骑行，您仍然可以通过减少空气阻力来节省大部分时间。”

即使在登山比赛中，爬山车也完成了空气动力学的发展。 （参考进一步阅读：“谣言终结者：空气动力框架等于缓慢的攀登？”）

空气动力学设计的基因，例如公路车辆，已被传给包括砾石车在内的各个田地，而马山派对也对此感到兴奋。

减轻空气阻力甚至可以帮助您更快地爬山。巴里说：“在大约6％的坡度上，具有空气动力学轮廓的自行车将比轻型自行车更快，或者相当于强大的精英骑手攀登7％的斜坡地形。”在此坡度上，您可以在同样的体重情况下节省更多的精力。

我们需要了解的有关空气动力学设备

当科学上以权力进行计算时，良好的空气动力学可能等同于轻松保持速度和节省身体能量。您的空气动力设备可以大大降低空气阻力，因此您可以减少努力越来越快地骑行。让我们看看最重要的是什么。

自行车

不列颠哥伦比亚省西蒙·弗雷泽大学（Simon  ）的空气动力学体育研究顾问Len博士说，您的自行车占总阻力的30％，特别是对于不使用空气动力学骑行姿势的骑手。他说：“如果您的身体不太灵活，或者您的身体结构不允许长时间保持空气动力学的骑行姿势，那么一种降低空气阻力的自行车可以帮助您弥补这一点，无论您何时在任何时候，一辆空气动力学的自行车总是和平地减少您的空气动力学自行车。”

对于自行车本身，即使自行车一开始很快，管空气动力学优化仍然可以节省大量时间。

例如，在测试期间，工程师发现，如果他们使用与另一辆普通公路车相同的车轮，则驾驶员可以在40k时间试用时间表中节省两分钟。这是该品牌设计的第一款彻底的空气动力学公路车，EVO是赛车。

如果将空气动力学的自行车与传统的低架车轮赛车进行比较，节省的节省接近3分钟。 “正确的驾驶舱设计具有很大的影响，并且将传统的圆管形状车把的优化为空气动力学形状非常重要，这对于减少空气阻力的最前沿非常重要。”

打结车把，传统的圆管被扁平化为气管。

Scott IC SL

RSL

主要制造商发射的集成气动车把是出乎意料的，在这条路上不可能做。每个人都因空间有限而被拍照，所以我不会一个一个列出它们。

发射的共同品牌气动战车

更有趣的是，盘式制动器不仅提高了放慢或停止的制动能力，Barry解释说：这也是一种更具空气动力学的框架结构。如果您放弃传统的环制动器并使用盘式制动器，那么您的设计将有很多自由。在减少拖动方面，您会看到很多改进。透明

骑自行车头盔

根据布朗利的研究，使用经典的空气动力TT头盔而不是标准的公路车头盔可以为40k/h的40k时间表中节省超过1分钟的时间。但是TT头盔因舒适性差和各种使用限制而臭名昭著。幸运的是，今天的气动头盔比以往任何时候都更好，更舒适。 “现代气动头盔，例如Giro和S-Works Evade II，在空气动力学中非常接近传统的全覆盖TT头盔，但它们更舒适。”

S-works逃避

Giro

布朗利说：“如果我选择气动头盔来提高我的运动表现，我会选择其中之一。”

自行车设备

以40k计时次数为例。穿着最先进的紧身骑行服具有相同动力的骑手在比赛中不适合俱乐部骑行西装领先两分钟以上。布朗利说，工程师将骑行西服的拖曳减少为他们的主要研究方向，他还与耐克合作开发了具有扰流板设计的竞争性运动服（有点像一系列小翅膀）。

布朗利说，对于田径短跑运动员，它们可以将阻力减少10％，这相当于100米的得分提高了1％。 “有一些自行车服装制造商开发了类似的时间试验骑自行车服，这些扰流板效应的质感织物将它们设计到诸如肩膀，上臂到肘部，大腿等的迎风面，从而使粗糙的空气流过您的四肢，并在保持靠近身体时产生较小的抵抗力。”

然而，布朗利指出：“这种减阻效应的效果也很小，我们最近的风洞试验测试测试时间试验循环西服表明，某些太空服设计可能会极端变化，因为有太多的纹理面料；最低的电阻集；我们测试了我们测试的质地和上臂的质地，依靠空气的正面，并限制了质地，并依靠空气，是我们对空气的平稳，并且在空气流方面，是对空气的平稳，并且对空气的范围很紧密，并限制了空间，并且是对空气的范围，并且是对空气的范围，并且是对空气的范围，并且是空气的，并且是空气的，并且是对空气的平稳，并且是对空气的范围。制造商，Sugoi，并提供最佳的阻力减少。”

曾经在“ UCI禁止”范围内包含的TT计时审判一件式骑行服已通过风隧道进行了测试，可以看出，骑行服具有强大的R＆D强度。

车轮套件

“车轮结构很复杂，它们与可以大大改变阻力的轮胎配对。几年前，我们通过五个不同的轮胎制造商生产的轮胎进行了相同的空气动力前轮测试。我们惊讶地发现，选择不同的车轮套件，轮毂阻力的变化，多达9％，但总体上有60mm至90mm x 90mm ximm  airs frag。

ROVAL CLX，前轮框架高51毫米，后轮框架高60mm。

根据巴里（Barry）对其新的气动轮套装的研究，出色的气动轮套装的时间很重要。即使在气动公路车上，与典型的30mm框架高合金训练轮相比，气动轮廓也可以在300瓦40k TT比赛中节省48秒。

骑手如何实现气动骑行姿势？

当您想减少电阻时，请先看镜子。布朗利解释说，作为一个骑手，您比自行车大，占整体阻力横截面的70％至80％。毫无疑问，降低躯干可以显着降低迎风的表面和整体阻力。达到回报点的速度比您想象的要快。巴里（Barry）和莫纳什大学（ ）的一组研究人员进行了一项研究，以一系列的手和身体姿势模拟了精英道路和铁人三项速度，并具有45 km/h的风力阻力。

最高的电阻位置是经典的垂直骑行位置，当骑手手摇动并改变位置时，需要430瓦的空气阻力才能克服。将手柄位置握在手中时，您可以节省一些能量，这需要417瓦。可以通过弯曲肘部并降低腰部来节省更多能量，这需要385瓦。但是，最有效的空气动力学姿势实际上是握手的改变，手臂弯曲，前臂平行于地面。在这个位置上，驾驶员只需要372瓦的电源，与初始手动置换姿势相比节省了13.4％。

使用三种不同的骑行姿势，您可以看到图3比图1更有效地降低了躯干位置，从而降低了风电性并节省了功率。

（对于以上九个骑行姿势的扩展学习，您可以阅读本文：“学术学校|哪种9个骑行姿势更好？让数据告诉您”）

对于在40k时间试用时间表中输出300瓦功率的骑手来说，从开始到结束时，简单的姿势调整（弯曲肘部和降低躯干）可以缩短近3分钟。

TT骑行姿势

但是事实证明，有一种观点已经过度刻板。研究表明，骑手姿势的变化也会影响他们的呼吸和功率输出。在一项研究中，有19名训练有素的骑手进行了一系列的强度测试，从与水平的24°角开始，逐渐降至0°角（或尽可能接近0，当然并不是每个骑手的腰部都足够灵活，可以攀爬得如此低）。测试的每个性能参数：包括功率，心率，节奏，V02最大值和峰值功率输出随躯干角的下降而恶化。

功率输出从最高点下降到最低，下降14％（51瓦）。当然，随着骑行姿势的较低，骑手也减少了偏斜的横截面（最高14％），因此在现实世界中，他们具有更大的空气动力学优势。但是，研究人员得出的结论是，最低的坐姿会阻碍驾驶员的最佳功率输出性能，这甚至使训练有素的专业人士避免了这种坐姿。因此，对于空气动力学的骑行姿势，这是功率输出受损与获得空气动力学优势之间的权衡，每种都具有其优缺点。

Peaks Group的电力训练专家 Allen说：“使用功率计测试自己非常容易，您也可以简单地使用速度和RPE（自我引起的力的频率）进行测试。”这是他的建议：

设置基线：找到一条平坦的道路，以便您可以骑行而不会中断。盖上自行车表，以便您看不到骑行数据。然后，使用正常的骑行姿势以6级RPE（1-10级，6级有点困难，第10级是您可以做的最大困难。）检查并记录您的平均速度。

自我测试：降低躯干几个度。同样，不要查看您的骑行数据，然后在同一RPE上重复测试。检查并记录您的平均速度。在平均速度下降之前，在逐渐降低的骑行位置（不要耗尽自己）中重复此测试。

伸展和训练：将最低的骑行位置保持三个星期，每周至少骑三次，包括周末的长距离骑行，在此期间，每天伸展腿筋，臀肌，小腿，股四头肌和臀部屈肌。

重新测试：三个星期后，重新测试自己，看看您现在是否可以在该位置骑行更快。如果是这样，请稍微降低一点，看看它是否可以较低。如果没有，请将您的姿势恢复到您记录的最快平均速度。