6 9 月 2016

左右為難之選:該選輕量化還是空力輪組?

作為輕量化及空力輪組專家的Vision,為了滿足職業選手追求更高速的需求,不斷推出性能更佳的輪組,再創貼地飛行的最速紀錄。然而,在茫茫一片輪海中,要選對適合騎乘需求、賽事地型的輪組可是一門學問,例如說在比賽前,你該選擇超輕量低框的Vision Trimax 30輪組,還是空力高框的Metron 81輪組,相信你也摸不著頭緒吧!沒關係,透過以下淺顯易懂的選輪小教室,讓你選對輪組御風而行。

平路vs.爬坡

自行車有一個黃金定律:越重越慢。這道理很簡單,想必人人都會這麼認為吧!但事實上,所謂的輕量化黃金定律,近年來經過實驗研究已被空力優勢給打破。例如說雖然A組輪的重量高於B組輪,但如果A組輪的增重是因為框高較高,那很有可能俱有較佳空力優勢的A輪,會跑得比重量較輕的B輪還要快。但問題是,究竟輕量化與空力優勢,兩者之間的優劣該如何衡量呢?

經研究數據顯示,以時速32km/h騎行一小時,高框輪組比起低框輪組可節省均瓦10瓦的輸出,也就是說在一小時的騎行中可以快上30秒。另一方面,當然在同樣材質下,高框輪組也會來得比較重。假設說高框輪組比起低輪框重上450克,即便說是在很有挑戰性的10度陡坡,450克的輕量化大約只可省下均瓦5瓦。

風阻係數​​​​​​​

關於輪組的選用,除了空力、輕量化,還有一個需要考慮的元素-風阻係數(CdA),這個數字是當某物體受到來自四面八方的風勢干擾時,對該物體所產生的牽引力,是計算空氣阻力的重要係數。在自行車中例如騎乘姿勢、量身調整、空力安全帽等都可以優化空力係數。此外,本篇談論的主題-輪組,經實驗測試得知,使用空力輪組可以降低3-5%的空力係數,這是什麼概念呢?假設騎士以350瓦的踩踏功率於平路巡航,速度可無痛從44.6km/h拉高到45.4km/h。

此外,透過分析模型圖更可得到令人震驚的事實:空力輪組不僅平路快,在緩坡上的表現也很猛。假設騎士以300瓦的功率,騎行在2%的緩坡,高框輪組所得到的空力優勢,換算加權之下大約可比低框輪組還要擁有2,840克的輕量化優勢。然而,隨著坡度越來越陡,空力優勢也跟著降低。來到6%爬坡時,高框輪組比起低框輪組,大約只得到50克的輕量化優勢。

摸不著上述的分析數據嗎?以Vision輪組為例,輕量化低框的Trimax Carbon TC24(框高24mm)整組僅重1,300克;而空力高框的Metron 81(框高81mm,開口胎版)來到1,790克。根據前一段的分析數據,兩組輪的重量差異為490克,來到5%以上爬坡時,輕量化的重要性就會勝過高框輪組帶來的空力優勢。另外,這個研究繼續深入分析,踩踏輸出也是否會影響測試數據呢?是的,腿力越強、速度越快的騎士,使用高框輪組的空力優勢更明顯,也因此對於環法級選手來說,高框與低框輪組的選用,8%以上的陡坡使用高框,8%以下的緩坡則用低框;而對於一般騎士,選擇輪組的交叉點會落在5%。

更優越的加速性

​​​​​​​經研究證實,輪框越輕量,加速性越優秀。想像一下,花式溜冰選手在進行旋轉動作時,運動員向外伸展胳膊。這麼做的用意是讓身體作為中心點來旋轉身體。更明確的說,如果你曾經看過冬季奧運,就可看到運動員利用雙手的位置來調整身體的旋轉速度,用來降低轉動慣量對中心點的影響,也形成向外伸展胳膊時轉動的速度較慢,而胳膊收縮並緊貼在身旁時轉動的速度較快。這是物理學定律,相同質量的物體,當質量分布距離轉軸越遠,其轉動速度也跟著較慢。
將場景移到自行車,溜冰選手的冰上旋轉也類似於輪組上的車框及花鼓。根據牛頓第二運動定律,物體的加速度與淨外力成正比,與物體的質量成反比,方向與淨外力方向相同。所以,如果輪組的轉動慣量越大,也就需要更強的驅動動能。

以Vision所贊助的Cannondale-Drapac車隊的而言,身為強擊型選手(Puncheur)的Jack Bauer在面對穿插短坡的騎乘地型,會選用低框輪組。在這種需要頻繁加速的丘陵地型,你可以發現許多衝刺型選手也都使用低框輪組,為的就是更輕快的加速性;畢竟,加速反應在比賽中非常重要,勝負決勝點就在這裡。

Vision旗下最終極的爬坡輪,框高24mm的Trimax TC24僅重1,300克;另一方面空力高框的Metron 81重量1,550克(開口胎版)。前面提到低框輪組比起高框輪組的優勢在於輕量化,事實上還有另一項優點,一般來說低框輪組的剛性會比高框來得好(註:實際視各品牌輪組款式而定),也就是說比較硬;相較之下,高框碳纖板輪的騎感就會軟一些,對於體重較重的騎士感受會明顯一些。所以如果你的體重不算輕(80公斤以上),並且騎乘地型主要是起起伏伏的丘陵,那麼低框輪組所帶來更佳的力量傳輸性,會有利於你攻克途中的小短坡。

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