Thunderboltia rakentamassa

[Joutilas]

Englannissa on kokeellisesti tutkittu, että 13,5 kg painava teräsrunkoinen polkupyörä ei ole yhtään hitaampi kuin 9,5 kg painava hiilikuiturunkoinen pyörä. Kokeen tulos oli itse asiassa päinvastoin: painavampi pyörä oli nopeampi

Brittilääkärimme testailu ei ehkä täytä kovinkaan tiukkoja vaatimuksia.

Jos niistä jotain voi päätellä, niin ehkä sen, että jos pyörän varustelutaso (laadukkaat osat) ja pyöräilijän ja pyörän yhteisaerodynamiikka ovat onnistuneet, niin raskaammallakin pyörällä voi saavuttaa nopeampia aikoja.
Toisinsanoen: ajajan ja pyörän muodostama kokonaisuus on tärkeämpää, kuin jonkun kilon säästö pyörän painossa.

Jos ilmanvastuksen optimointi on niin henkimaailman hommaa kuin annetaan ymmärtää, niin jo pienetkin muutoksen pyörän rakenteissa, ajoasennoissa jne. saattavat kääntää tilanteen hivenen raskaamman yhdistelmän eduksi.

Oikeastaan kaveri ei testannutkaan painon vaikutusta, vaan työmatkalleen kahta erilaista pyörää, joista tällä kertaa raskaampi - ja ehkä halvempikin - osoittautui käytön kannalta 'kilpailukykyisemmäksi' vaihtoehdoksi. (Tulos oli, ettei ehkä enää hankkisikaan uutta hiilikuituista, jos aika siitä jättäisi.)

Pelkän painon vaikutusta olisi voinut testata vaikka niin, että kaikki matkat olisi ajettu hiilikuituisella, johon 'rautapäivinä' olisi lisätty aerodynamiikkaa muuttamattomasti 4kg lisäpainoa.

[jviirret]

Oikeastaan kaveri ei testannutkaan painon vaikutusta, vaan työmatkalleen kahta erilaista pyörää, joista tällä kertaa raskaampi - ja ehkä halvempikin - osoittautui käytön kannalta 'kilpailukykyisemmäksi' vaihtoehdoksi. (Tulos oli, ettei ehkä enää hankkisikaan uutta hiilikuituista, jos aika siitä jättäisi.)

Pelkän painon vaikutusta olisi voinut testata vaikka niin, että kaikki matkat olisi ajettu hiilikuituisella, johon 'rautapäivinä' olisi lisätty aerodynamiikkaa muuttamattomasti 4kg lisäpainoa.

Tismalleen näin, ei mun fysiikan oppien mukaan painavampi ajoneuvo voi olla nopeampi jos muut muuttujat pysyy ennallaan ja työmatka ei ole alamäkivoittoinen. Mutta häviävän pieni pelkkä rungon painon vaikutus kokonaisvastuksien joukossa on.

Jukka

[optimistx]

...

Pelkän painon vaikutusta olisi voinut testata vaikka niin, että kaikki matkat olisi ajettu hiilikuituisella, johon 'rautapäivinä' olisi lisätty aerodynamiikkaa muuttamattomasti 4kg lisäpainoa.

Noin juuri. Ja huolehtien, että oma kokonaispaino(ajovaatteet, taskujen ja laukkujen ja reppujen sisältö, mahassa olevan ruoan ja veden paino, rasvakerrosten määrät) on molemmissa tapauksissa aina sama. Eli vaakaan seisomaan ajovarusteissa pyörä sylissä ennen liikkeellepolkaisua. Ja ilmanvastuskertoimeen vaikuttavat muodot pitää olla samat. (ei esim. virtaviivainen pyöräilyasu toisinaan ja lepattavat löysät vaatteet toisinaan.)

Teoriassa tietyin edellytyksin:

• vierintäkitkavoima on verrannollinen KOKONAISmassaan vaakasuoralla tiellä. Siis 1 % painavampi on 1 % hitaampi samalla teholla poljettaessa vakionopeudella myötätuulen ollessa sama kuin ajonopeus

• kiihdytettäessä liike-energian synnyttäminen on verrannollinen KOKONAISmassaan. Siis 1 % painavampi vaatisi 1 % enempi tehoa kiihtyäkseen yhtä nopeasti

• mäkeä ylösnoustessa asemaenergian hankkiminen on verrannollinen KOKONAismassaan. Tältä osin siis 1 % painavampi vaatisi 1 % enempi tehoa kiivetäkseen mäen päälle yhtä nopeasti

• ilmanvastus on TÄYSIN riippumaton KOKONAISpainosta (mutta riippuu vahvasti kokonaissysteemin muodosta, ja ennen kaikkea nopeudesta ilman suhteen)

• alamäkeä ajettaessa asemaenergian muuttaminen muiksi (esim. liike-energiaksi) on verrannollinen KOKONAISmassaan. Siis 1 % painavampi KOKONAISmassa antaa 1 % enempi tehoa alamäessä

• jarrutuksessa 1 % suurempi KOKONAISmassa pysähtyy 1 % hitaammin samalla jarrutusteholla

Noin 100 kg:n KOKONAISmassalla Jukan likiarvosääntö tuntuu hyvältä, kun nopeudet ovat pieniä (eli ilmanvastuksen osuus pieni)

Oman vatsamakkaran pienentäminen esim. 5 kg:lla voi olla vaimonkin mielestä parempi vaihtoehto kuin vaihtaa 2000 eurolla hiilikuituosia säästääkseen 1 kg kulkuvälineestä. Edellinen antaa noin 5 % lisää nopeutta, jälkimmäinen vain 1 % lisää.(ilman ilmanvastuksen vaikutusta)

Teoriassa ei ole nopeudelle yhtikäs mitään merkitystä sillä, sijaitseeko paino ajajassa vai pyörässä vai repussa. Ei siis yhtikäs mitään. Vai? Mitä virheitä näissä väittämissa?

[jviirret]

Teoriassa ei ole nopeudelle yhtikäs mitään merkitystä sillä, sijaitseeko paino ajajassa vai pyörässä vai repussa. Ei siis yhtikäs mitään. Vai? Mitä virheitä näissä väittämissa?

Väittäisin että renkaan kehällä oleva paino(pyörivä massa) vaikutta enempi kuin kuskissa tai muualla pyörässä oleva massa?

Jukka

[mhelander]

Renkaan kehämassalla on vauhtipyörämäinen vaikutus ajamiseen. Tästä evidenssinä kun hankin ensimmäisen "kilpapyörän" Cresent retkipyörän seuraajaksi piti näin herkästi kiihtyvällä/hidastuvalla välineellä opetella polkemaan uudestaan.

Pärjäsin yhdessä kisassa jopa itseäni kovemmalle pyöräilijälle joka teki saman virheen eli treenasi retkipyörällä mutta lainasi kisaan kilpapyörän .

Eli kehämassa vaikuttaa "herkkyyteen" ylämäissä tai kovasti kumpuraisessa maastossa, ja tätä voi kompensoida opettelemalla tasaiseen pyöritykseen. Painavasta tulee häviötä varmasti mutta kuinka paljon sen määrää "moottori".

[Nebulus]

Teoriassa ei ole nopeudelle yhtikäs mitään merkitystä sillä, sijaitseeko paino ajajassa vai pyörässä vai repussa. Ei siis yhtikäs mitään. Vai? Mitä virheitä näissä väittämissa?

Väittäisin että renkaan kehällä oleva paino(pyörivä massa) vaikutta enempi kuin kuskissa tai muualla pyörässä oleva massa?
Jukka

Kaikenlainen heiluminen, painon siirto edestakaisin ja yleinen teutarointi pyörän päällä on työläämpää, jos paino on kuskissa. Tästä on haittaa maastoajossa.
Pystypyörän käsitteleminen on raskaampaa, jos paino on pyörässä. Kiihdyttäessä seisten satulassa pyörää heilutellaan edestakaisin alla käsien voiman siirtämiseksi poljentatapahtuman osaksi. Raskaalla pyörällä tässä tuhrautuu voimaa.
Ylämäkeen kiihdyttäessä noustaan useimmin polkemaan seisten. Tällöin kuskin painosta voi olla jopa etua (jos jaloissa on jerkkua) ja pyörän painosta varmastikin enemmän haittaa.

Pyörivän massan pienentäminen on selkeästi helpoin havaita. Kilon painoisen renkaan vaihtaminen puolikiloiseksi tuntuu varsin selkeästi.

Lisäksi psykologinen tekijä: jos pyörä tuntuu käsiteltäessä keveältä, se tuntuu nopeammalta. Tämä johtunee matalan painon tuomasta yleisestä herkkäliikkeisyydestä.

[optimistx]

...

Väittäisin että renkaan kehällä oleva paino(pyörivä massa) vaikutta enempi kuin kuskissa tai muualla pyörässä oleva massa?

Jukka

Joo, noin on. Kiekko toimii energianvarastona, sitä suurempana, mitä isompi halkaisija ja mitä enempi painoa ja mitä enempi paino on kiekon kehällä. Se ottaa kiihdytettäessä energiaa, mutta antaa sen takaisin hidastuessa. "Kaivonrengas" mäeltä alas pyöräytettynä pyörii mäen alla vain puolet siitä nopeudesta mitä samansäteinen yhtä painava (teoreettinen) kulkine, jonka massa on kokonaan keskellä.

Kokeillessani simulaattorilla 100 kg:n pyörän ja 90 kg:n pyörän nopeuksia "tavanomaisiksi arvatuilla sunnuntaipyöräilijan arvoilla", niin kyllä nopeuseroiksi tuli muutamassa kokeilussa vain luokkaa 3-4 % eikä 10 %. Ilmanvastus taitaa olla todella merkittävä tekijä tai sitten simulaattorissani on tuntemattomia virheitä.

Arvot olivat: vierintäkitkakerroin= 0.008, ilmanvastuskerroin * otsapintala = 0.4 m2, polkemisteho 150 W. Radan pituus 1km tai 10 km, maali samalla korkeudella kuin lähtö. Mäkisyyttä ja tuulta vaihdeltiin.

[jviirret]

Toinen on laitteen käsittely silloin kun sillä ei ajeta, jolloin laitteen tyhjäpaino on erityisen tuntuva ominaisuus.

Tämä on harvinaisen totta, pyörää nostellessa jokainen kilo tuntuu. Helpoin ja halvin keino saada tuosta vielä n. kilo pois on laittaa taaksekin 20" rengas. Renkaan ja kumin lisäksi kevenee takahaarukka kun putket lyhenee ja lisäksi ketjustakin lähtee 15cm pois. Käsittely helpottuu lisäksi pyörän pienenemisen vuoksi.

Jukka

[ajarmala]

Kokeillessani simulaattorilla 100 kg:n pyörän ja 90 kg:n pyörän nopeuksia "tavanomaisiksi arvatuilla sunnuntaipyöräilijan arvoilla", niin kyllä nopeuseroiksi tuli muutamassa kokeilussa vain luokkaa 3-4 % eikä 10 %. Ilmanvastus taitaa olla todella merkittävä tekijä tai sitten simulaattorissani on tuntemattomia virheitä.

Jos tähän vertaa vaikka oman Performer Agendani arvoja, jotka olen mitannut rullauskoesarjojen avulla, ja niistä saadut arvot sijoittaa liikeyhtälöihin, niin saa seuraavat arvot vierintäkitkan ja ilmanvastuksen voittamiseen tarvittaville tehoille vaakasuoralla pinnalla tyynessä ilmassa:

nopeus, km/h vierintävastus, W ilmanvastus, W ilmanvastus, %

10 11 4 27
20 22 33 60
30 34 111 77

40 45 263 85

(Edit: miten täällä saa käyttöön tasalevyisen fontin tai taulukkomuotoilut?)

Eli mitä kovempaa ajetaan, sitä merkityksettömämpää on vierintävastuksen osuus kokonaisvastuksista ja samalla myös sitä merkityksettömämpää on pyörän tai ajajan massa tai kokonaismassa.

T. Ari

[Nojanalle]

Eikö näin ole että mitä kevyempi on pyörän kiekot, sitä helpompi sitä on hallita . Pyörään kohristuu erillaisia voimia. Eikä vierintävastus ole ainoa seikka . Eikö raskaammalla kiekolla ole suurempi keskipakovoima ja näin se aiheuttaa suurempia heilahdus voimia kuin kevyt. Puhumattakaan laakereille kohristuvasta suuremmista kuormista. Mitä painavammat renkaat sitä suuremmat tasapaino virheet kohristuu siihen. Sen kyllä huomaa kun menee alamäkee 70km tunnissa.

[Nebulus]

Eikö näin ole että mitä kevyempi on pyörän kiekot, sitä helpompi sitä on hallita . Pyörään kohristuu erillaisia voimia. Eikä vierintävastus ole ainoa seikka . Eikö raskaammalla kiekolla ole suurempi keskipakovoima ja näin se aiheuttaa suurempia heilahdus voimia kuin kevyt. Puhumattakaan laakereille kohristuvasta suuremmista kuormista. Mitä painavammat renkaat sitä suuremmat tasapaino virheet kohristuu siihen. Sen kyllä huomaa kun menee alamäkee 70km tunnissa.

Itse asiassa tuo ei ole ihan niin suoraviivainen juttu: hyrrävoima pyrkii pitämään renkaan suorassa. Jos kasvatetaan vauhtia taikka kehällä olevaa massaa, rengas pyrkii koko ajan enemmän säilyttämään asentonsa. Joskus kun kaverin kanssa päästeltiin alpeilla 75km/h alamäkeen, niin renkaan kasvava vakaus jopa hieman yllätti. Alamäkipyörissä, joissa renkaat ja vanteet painavat tuplasti mun maastopyörääni verrattuna, tuo homma korostuu vielä entisestään.

[Nojanalle]

Kyllä kyllä. Mutta se tasapainovirheet korostuu suuremmassa massassa. Kevyt vanne ja kevyet renkaat ovat yleensä suuniteltu nopeaan ajoon ja laatu on parempi. Eikä ole materiaalista ja muusta johtuvaa virhettä niin suuresti. Kyllä täytyy sanoo että kyllä mielummin laskee hyvillä kilpapyörän renkailla mäkee , kun ottaa Jopon alle ja yrittää samaa.

[jviirret]

Kyllä täytyy sanoo että kyllä mielummin laskee hyvillä kilpapyörän renkailla mäkee , kun ottaa Jopon alle ja yrittää samaa.

Kilpapyörissä on pienempi jättö kuin jopossa. Sekin vaikuttaa ohjaustuntumaan, ei pelkkä renkaiden paino.

Jukka

[KV1252]

Jopas on vääntöä asian vierestä Eikö asiaa kannattaisi käsitellä paremminkin omassa ketjussaan urheilufoorumilla? Itse kuitenkin pyrin keveään rakenteeseen syistä jotka vain välillisesti liittyvät keskinopeuteen, jos edes siten.

Eniveis, rautaa odotellessa. Kuusakoskelta tulee putket selkänojaan ja poljinrunon osiin, Arigolta tulee (toivottavasti) putket runkoputkeen ja istuimen alaosaan; kaikki 1.5mm:n seinämävahvuudet muutettu 1.25 mm:iin. Nova cyclesiltä tilailin vielä muutamia komponentteja, pääosin putkiaineet etunapoihin, "satulatolppa" 42x0.7mm putkesta sekä 16/12.5-kavennetut putket takahaarukoihin plus pikkutilpehöörit.

Ketjurullia tarvitaan rakenteeseen vain yksi, ja sekin tehdään rullaluistimen renkaasta, paluuketju tulee muoviputkea pitkin. Näistä yhteensä tulee tuskin viittäkymmentä grammaa lisäpainoa, joka häviää jo laskelmien kohinaan. Takapakan unohtaminen laskuista oli kyllä moka meikäläiseltä.

[irakas]

Jopas on vääntöä asian vierestä Eikö asiaa kannattaisi käsitellä paremminkin omassa ketjussaan urheilufoorumilla? Itse kuitenkin pyrin keveään rakenteeseen syistä jotka vain välillisesti liittyvät keskinopeuteen, jos edes siten.

Eniveis, rautaa odotellessa. Kuusakoskelta tulee putket selkänojaan ja poljinrunon osiin, Arigolta tulee (toivottavasti) putket runkoputkeen ja istuimen alaosaan; kaikki 1.5mm:n seinämävahvuudet muutettu 1.25 mm:iin. Nova cyclesiltä tilailin vielä muutamia komponentteja, pääosin putkiaineet etunapoihin, "satulatolppa" 42x0.7mm putkesta sekä 16/12.5-kavennetut putket takahaarukoihin plus pikkutilpehöörit.

Ketjurullia tarvitaan rakenteeseen vain yksi, ja sekin tehdään rullaluistimen renkaasta, paluuketju tulee muoviputkea pitkin. Näistä yhteensä tulee tuskin viittäkymmentä grammaa lisäpainoa, joka häviää jo laskelmien kohinaan. Takapakan unohtaminen laskuista oli kyllä moka meikäläiseltä.

Onpa taas ollut paljon intensiivistä juttua nojakin painon merkityksestä nopeuteen!

Kokemuksesta voin sanoa, että ketjurullan tekeminen rullaluistimen renkaasta ei ole viisasta, koska materiaali on liian pehmeää ja polkeminen selvästi raskaampaa kuin esim. polyasetaali- (=Pommi-) muovista tehdyllä ketjurullalla. Siinä menetetään heti kättelyssä kalliit painon kevennykseen hukutetut eurot.

Sakari