Capire la resistenza al rotolamento | Picchi di formazione

Con così tanta enfasi sul peso e, più recentemente, sull’aerodinamica, spesso trascuriamo un’altra importante componente di forza che i ciclisti devono superare per spingere la bici in avanti: la resistenza al rotolamento.

Quando abbiamo creato per la prima volta Miglior Bike Split abbiamo raccolto tutti i dati che siamo riusciti a trovare per creare alcuni valori di base del coefficiente di resistenza al rotolamento (Crr) standard in base ai tipi e alle dimensioni di pneumatici tipici dell’epoca. Abbiamo anche fornito agli utenti un modo per inserire valori noti se li avevano per aiutare a rendere il modello più accurato.

Negli anni successivi i produttori di pneumatici hanno fatto molta strada nella produzione di pneumatici più veloci, le larghezze dei pneumatici comuni si sono ampliate e ci siamo ramificati nella modellazione di alcuni nuovi tipi di gare non stradali.

Best Bike Split era scaduto per un aggiornamento del sistema, quindi abbiamo recentemente “attuato” alcune modifiche per aiutare a mettere a punto le impostazioni Crr, oltre a evidenziare l’impatto di varie modifiche al valore della resistenza al rotolamento degli pneumatici sulle prestazioni complessive e sui tempi di finitura previsti il giorno della gara.

Per spiegare il processo che abbiamo seguito con questi aggiornamenti, voglio prima discutere perché la resistenza al rotolamento è importante, parlare di un’azienda che sta aiutando a standardizzare il modo in cui guardiamo i dati degli pneumatici e guardare alcuni casi di studio per evidenziare ciò che questo significa per gli atleti in scenari del mondo reale.

Coefficiente di resistenza al rotolamento

Per avere un’idea di cosa sia Crr, tuffiamoci prima nell’equazione della grande forza del ciclismo. L’illustrazione seguente semplifica il concetto, ma i punti chiave sono che qualsiasi cosa tu possa fare per ridurre le forze contro di te ti aiuterà ad andare più veloce con la stessa quantità di potenza o a mantenere la velocità per una potenza inferiore.

Quindi cos’è esattamente la resistenza al rotolamento? È semplicemente l’attrito tra le tue gomme e la strada. Maggiore è l’attrito, più lentamente andrai. Condizioni stradali scadenti, pneumatici e camere d’aria di qualità inferiore, peso del ciclista e velocità contribuiscono tutti ad aggiungere attrito e quindi a rallentare. Anche la pressione degli pneumatici gioca un ruolo importante, ma come la qualità degli pneumatici e le condizioni stradali è integrata in un unico parametro chiamato coefficiente di resistenza al rotolamento (Crr).

Per aiutare a capire in che modo queste variabili influiscono sulla resistenza al rotolamento, ci addentreremo nell’equazione vera e propria:

Notazioni:

È facile perdersi nelle notazioni sopra, ma ciò che è veramente importante è che la Potenza necessaria per superare l’attrito aumenta linearmente con la velocità. Più veloce andrai, maggiore sarà la potenza che dovrai produrre.

Il grafico seguente mostra quanta potenza è necessaria solo per superare questa forza all’aumentare della velocità utilizzando un peso tipico del ciclista di 160 libbre con una bici da 18 libbre e Crr generale per uno pneumatico Continental 4000s II adeguatamente pressato con camere d’aria in butile su condizioni stradali pianeggianti medie.

Come mostrato sopra per le velocità tipiche percorse dagli atleti, la resistenza al rotolamento può costituire una parte significativa della potenza richiesta, ma come si fa a fare una scelta consapevole quando si selezionano le gomme e si modellano i piani di gara?

Dati sugli pneumatici in soccorso

Con l’aerodinamica del ciclismo stiamo iniziando a vedere test e report sempre più standardizzati; tuttavia, i produttori di pneumatici non sembrano avere un test di resistenza al rotolamento standard né spesso riportano i numeri ai consumatori.

Inizialmente, abbiamo raccolto tutti i dati che potevamo trovare e li abbiamo eseguiti attraverso un modello di apprendimento automatico per determinare le caratteristiche chiave (assumendo una pressione dei pneumatici relativamente ottimale) che determinavano le differenze nei valori di Crr. I risultati basati sui dati che avevamo erano che la larghezza del pneumatico, il tipo di pneumatico e il tipo di camera d’aria erano significativi e abbiamo sviluppato linee di base dalle equazioni risultanti.

I dati hanno mostrato che gli pneumatici più larghi erano generalmente migliori, i copertoncini avevano raggiunto o superato molti pneumatici tubolari e che i tubi in lattice erano significativamente migliori del butile.

Negli ultimi cinque anni dalla nostra modellazione originale, i pneumatici sono diventati più larghi, i pneumatici tubeless sono migliorati e i nuovi materiali hanno contribuito a ridurre notevolmente il Crr degli pneumatici.

Il dilemma era che non avevamo dati adeguati per rieseguire la nostra analisi originale. Fortunatamente una società giustamente chiamata bicyclerollingresistance.com ha riscontrato gli stessi problemi che abbiamo riscontrato noi ed è intervenuta per aiutare. Il loro sito offre ai consumatori una panoramica dei dati sugli pneumatici non formalmente disponibili, insieme ad un impatto nel mondo reale in termini di risparmio di watt per la loro specifica configurazione di test.

Sulla base di ciò che hanno fatto, abbiamo adattato il modo in cui modelliamo Crr per aderire al loro standard di reporting. Se stai usando uno pneumatico che hanno testato, puoi semplicemente cercare il tuo pneumatico nel loro grafico di confrontoseleziona il tuo pneumatico se disponibile e trova il tuo valore Crr dalla tabella dei risultati del test di resistenza al rotolamento (esempio sotto).

Dopo aver inserito questo valore nelle impostazioni del Crr della tua bici BBS, possiamo portare l’analisi della potenza a un nuovo livello mostrando l’impatto nel mondo reale di quella modifica della resistenza al rotolamento per un atleta il giorno della gara e l’impatto della modifica del Crr all’interno di un piano di gara utilizzando il nostro strumento di analisi del tempo.

Qual è l’impatto nel mondo reale?

Tornando rapidamente all’equazione, sappiamo che il peso e il Crr influiscono sulla resistenza al rotolamento, ma quanto vale uno rispetto all’altro? Per rispondere a questa domanda dobbiamo fare una rapida analisi.

La tabella seguente presuppone un Crr fisso di .00387, una velocità fissa di 20 mph e una configurazione standard della bici da 18 libbre. Variando il peso possiamo vedere l’impatto diretto che ha sulla potenza necessaria per superare l’attrito di resistenza al rotolamento.

Ora, se fissiamo peso e velocità e variamo Crr da un valore di pneumatico molto buono a un valore di pneumatico scarso, possiamo vedere l’impatto delle modifiche al Crr. Di seguito abbiamo tracciato i risultati per i ciclisti di tre diverse taglie, tutti con una configurazione standard della bici da 18 libbre.

Il peso ovviamente conta un bel po’; tuttavia, c’è qualcosa da ricordare sulle equazioni lineari. L’impatto della forza finale sarà lo stesso in base alla riduzione percentuale del Crr o del peso. Con gli attuali progressi degli pneumatici è facile trovare una riduzione del 25 percento o addirittura del 50 percento del Crr, ma una riduzione del 25 percento del peso è molto più difficile!

Quindi ciò significa che se stiamo solo isolando le variabili da considerare in relazione alla resistenza al rotolamento, allora Crr e velocità sono le componenti principali. Fortunatamente queste informazioni stanno finalmente diventando prontamente disponibili e per un risparmio sul costo per watt relativamente basso, e chiunque può trarne vantaggio il giorno della gara.

Ci sono ovviamente altri motivi per non andare sempre con la gomma più veloce. Potresti anche prendere in considerazione l’evitare la foratura, la longevità o le gomme da allenamento specifiche, ma per mostrare davvero l’impatto, guardiamo due esempi: uno dal World Tour e uno famoso da IRONMAN.

In una questione di secondi

A livello Pro Tour, gli atleti corrono estremamente veloci! Ciò è particolarmente vero durante le prove a tempo individuali. Ciò che è anche importante è quanto possano essere vicini i tempi tra i migliori contendenti, non solo per le singole tappe ma per l’intero Grand Tour.

Dopo migliaia di chilometri e 89 ore di corsa, il Giro de Italia 2018 è stato deciso in soli 46 secondi con Chris Froome che ha vinto su Tom Dumoulin. Questi risultati sottolineano l’importanza di ogni secondo fuori rotta.

Prima dell’ultima tappa a cronometro del Giro, abbiamo modellato le prestazioni di Tom Dumoulin utilizzando le stime della sua posizione aerodinamica e della sua potenza. Guardando la sua attrezzatura sapevamo già che stava guidando uno pneumatico estremamente veloce con resistenza al rotolamento, ma ora potremmo giocare scenari ipotetici contro il miglior pneumatico testato.

In questo caso esaminiamo la Vittoria Corsa Speed ​​Tubular testata a .00297 Crr rispetto alla loro versione Tubeless misurata a .00249. L’analisi mostra un vantaggio di 10 secondi che a quelle velocità equivale a 4 watt di risparmio! Potrebbe non sembrare molto, ma quando i grandi tour vengono vinti o persi per meno di un minuto, quei secondi possono fare una grande differenza.

Anche se questo potrebbe non essere un confronto del tutto equo a causa del fatto che i pneumatici devono corrispondere ai tipi di cerchioni sponsorizzati ecc., Mostra chiaramente l’impatto significativo che la resistenza al rotolamento può avere anche sui pneumatici di fascia più alta.

Un po’ dal Gator

Ci sono alcune storie famose sul grande triatleta americano ITU e IRONMAN Andy Potts che corre sul percorso del campionato del mondo con pneumatici Continental Gatorskin. A detta di tutti, questi pneumatici sono eccellenti in molti modi e, come suggerisce il nome, raramente, se non mai, si sgonfiano; tuttavia, non sono noti per avere una grande resistenza al rotolamento al rotolamento.

In effetti, nei test tendono a testare nella fascia molto bassa rispetto ai GP 4000 di Continental e alle offerte di pneumatici della serie TT più recenti. Quindi, in che modo questa scelta ha influito sul tempo di Potts e, soprattutto, in che modo avrebbe avuto un impatto su una fascia d’età?

Poiché la stragrande maggioranza delle fasce d’età guida più lentamente dei professionisti e sappiamo che la potenza richiesta per superare la resistenza al rotolamento aumenta con la velocità, concentreremo l’analisi sulle prestazioni di una fascia d’età Kona.

Se assumiamo un atleta di fascia d’età con una media di 200 watt con un posizionamento aerodinamico moderatamente aggressivo e CdA (coefficiente di resistenza aerodinamica) utilizzando le condizioni meteorologiche ideali del 2017 e variando la resistenza al rotolamento degli pneumatici, possiamo trovare i guadagni di tempo possibili in base alla selezione degli pneumatici.

Quindi, mentre la differenza dall’ottimo pneumatico Conti 4000 tutto intorno al più corto pneumatico TT specifico per la gara potrebbe non valere il potenziale per flatting, è chiaramente ovvio che avere un allenamento ad alta resistenza al rotolamento o uno pneumatico per tutte le stagioni causerà uno svantaggio di tempo significativo.

Per divertimento abbiamo esaminato l’impatto di quale sarebbe stata la migliore combinazione copertoncino / tubo (Gran Prix TT con tubi in lattice) per l’epoca di Lionel Sanders l’anno scorso. Anche se non pensiamo che questa combinazione valga il rischio di una foratura quando il margine di vittoria di Lange su Sanders a Kona era di soli due minuti e 42 secondi, alcuni atleti potrebbero essere disposti a rischiare!

In breve, la tua scelta di pneumatici può fare una grande differenza. Di testare diversi scenari di resistenza al rotolamento, condizioni meteorologiche, potenza media e altro, puoi essere meglio preparato per fare la tua gara migliore.

Non lasciare che una soluzione facile come la selezione degli pneumatici ti costi il ​​giorno della gara. Iscriviti a Best Bike Split oggi gratuitamente e ricevi il tuo piano per il giorno della gara inserito.