Maastopyöräilijä harrastuksensa parissa. Kuvituskuva. Data pureutuu pyöräilyyn
Datan puheenvuoro-sarjan tässä osassa (edellinen täällä) tutkitaan käytännön kokein ajoasennon vaikutusta ilmanvastukseen.
Ilmanvastuksen pienentämisestä seuraa pari vaihtoehtoista seikkaa: samalla teholla voi päästä lujempaa tai samalla nopeudella voi edetä pienemmällä teholla. Toisaalta alamäissä on mahdollista rullata pidemmälle ennen polkemisen aloittamista.
Tässä kokeilussa todetut seikat pätevät maastopyöriin, mummopyöriin, jopoihin tai hybridipyöriin. Käyräsarvisiin maantie- tai gravel-pyöriin vaikutukset ovat pienemmät, koska niissä ajoasento on jo valmiiksi aerodynaamisempi varsinkin, jos kykenee ajamaan alaotteella.
Ongelma
Minulla on ollut maastopyörä jo kolmella vuosikymmenellä. Maastopyörissä on hyvin leveä ohjaustanko, jopa 80cm. Käsien, rinnan ja reisien väliin muodostuu vauhdikkaimmilla osuuksilla tuulipussi esim. maantiellä.
Minulla onkin jo pitkään ollut tapana ajaa mainituilla osuuksilla siten, että käteni ovat välittömästi ohjaustankoon liittyvän etuhaarukan molemmin puolin. Näin tuulta vastustava pinta-ala pienenee.
Tällaista ajatuksia olen antanut itselleni sepittää vuosien aikana! Satua vai totta? Data kertokoon.
Testijärjestely
Onko kapealla otteella ja muilla keksimilläni kikoilla sitten vaikutusta ilmanvastuksen pienentämisessä? Lopulta päätin mitata sitä.
Päädyin testeissäni yksinkertaiseen mittaustapaan. Mittaan alamäessä maksiminopeuden eri ajoasennoilla. Lähtö tapahtui paikalta vain kevyesti itseni liikkeelle maasta potkaisten. Testimäeksi valitsin Sotavallantien Ristimäessä, uuden hautausmaan kupeessa.
Kokeilin seuraavia ajoasentoja:
- normaali; kädet ohjaustangon päissä, pysty ajoasento
- kädet kapealla, pysty ajoasento
- kädet kapealla, matala ajoasento. Toisin sanoen ylävartaloni kumartuu mahdollisimman lähelle ohjaustankoa. Tämä on melko hankala asento, koska satulani on melko korkealla. Kun pää on alhaalla, niska rasittuu ja eteenpäin näkeminen matalassa asennossa on hankalaa.
- kuten 3) mutta lasken satulan alas. Minulla on nykyään säätösatula, jonka voi ajon aikana laskea alas ja nostaa ylös. Laskuvaraa omassa pyörässäni on 15cm. Asentoon 3) verrattuna ajoasento on paljon leppoisampi. Sen ansiosta on helpompi pysyä matalana pidempään ja laskea pää lähemmäksi ohjaustankoa kuin edellisessä asennossa.
Alla taulukko nopeusmittauksista ja lasketuista nopeuseroista prosentteina.
| Ajoasento | max nopeus / km/h | ero edelliseen / % | ero normaaliin / % |
| 1) normaali | 37,8 | ||
| 2) kapea ote | 39,3 | 4,0 | 4,0 |
| 3) kapea, matala | 42,4 | 7,9 | 12,2 |
| 4) kapea, matalampi | 43,7 | 3,1 | 15,6 |
Mittauksista pääteltyä
Eroja todellakin löytyy. Vaikka erot km/h lukemissa ovat melko pieniä, erot prosenteissa ovat kuitenkin aika suuria. Muutamia päätelmiä
- ero normaalin ja kapean otteen välillä on aika pieni. Selittävänä tekijänä voi pitää sitä, ettei vartalon leveys loppujen lopuksi muutu. Vain kädet suppenevat.
- hyppäys pystyn ja matalan ajoasennon välillä on selvä. Tuulta vastustava pinta-ala pienenee selvästi.
- matalien asentojen väliltäkin löytyy jonkin verran eroja. Verrattuna edelliseen sain jonkin verran takapuolta pois tuulta vastustamasta.
Hitaammat nopeudet
Suurissa nopeuksissa erot kasvavat. Fysiikan lakien mukaan ilmanvastus kasvaa nopeuden neliössä. Se tarkoittaa sitä, että ajonopeuden kaksinkertaistuessa ilmanvastus nelinkertaistuu!
Ristimäki on poikkeustapaus Lempäälässä. Sitä vauhdikkaampia mäkiä ei Lempäälässä taida olla. Fysiikan perusteella pienissä nopeuksissa erot ovat pienemmät, mutta ovatko ne mitattavissa? Tämä tuli mieleeni Ristimäestä kotia kohti sotkiessani. Pysähdyin mittaamaan sitä vielä Lempoisten koulun taakse notkoon johtavalla kevytväylällä.
Alla taulukko hitaan nopeuden nopeusmittauksista ja lasketuista nopeuseroista prosentteina.
| Ajoasento | max nopeus / km/h | ero normaaliin / % |
| 1) normaali | 20,7 | |
| 2) kapea ote | 21,6 | 4,1 |
| alkuvauhdilla normaali | 25,7 | 24,2 |
| alkuvauhdilla kapea ote | 25,7 | 19,2 (* |
Sattumaa tai ei, mutta silmiin pistävää on se, että kapean otteen nopeusero normaaliin on prosentteina sama kuin suurella nopeudella. Toinen havainto on, että tässä loivassakin mäessä nopeusero oli mitattavissa.
Mittaus alkuvauhdilla
Edellisissä testeissä lähdettiin paikalta testikertojen luotettavuuden maksimoimiseksi. Todellisuudessa näin ei tapahdu.
Uteliaisuuttani päätin kokeilla miten alkuvauhti vaikuttaa loppunopeuteen. Ajoin normaalivauhdillani hitaan nopeuden testin alamäkeen. Nopeus molemmilla ajoasennoilla oli noin 19km/h edellisen testin lähtöpisteessä. Lähtöpisteessä lopetin polkemisen. Molemmilla ajotavoilla loppunopeus oli 25,7km/h. Siten alamäessä tapahtuva nopeuden lisäys oli enimmillään vain 5km/h.
Nopeuden lisäys alamäessä oli mielestäni yllättävän pieni. Ilmanvastus pani parastaan! Muuten en tiedä mitä ajatella noin pienestä nopeuden lisäyksestä.
Johtopäätös
Yksiselitteinen johtopäätös on, että alamäessä menon joutuisuutta on helppo lisätä normaaliin ajoasentoon verrattuna eri keinoilla oli pyörän tyyppi mikä tahansa.
Tasaisella alustalla helppo keino pieneen joutuisuuden edistämiseen on asettaa kädet kapealle ohjaustangolle. Matala ajoasento ei sitä vastoin ole käytännön vaihtoehto kuin lyhyinä hetkinä, jos alla ei ole käyräsarvista maantien nielijää.
Varoituksen sana. Jos kokeilet kapealla otteella tasaisella tai matalaa asentoa alamäessä tai molempia yhtä aikaa huomaa, että reagointi yllättäviin tilanteisiin hidastuu. Myös pyörän hallinta on pienissä nopeuksissa huterampaa. Näitä kikkoja ei kannata kokeilla huonopintaisilla teillä tai puuskittaisessa sivutuulessa.
hurjas
Loppukevennys
Miten Google sai selville, että olen kirjoittamassa artikkelia tuulen vastuksesta? Juuri tämän artikkelin viimeistelyvaiheessa Youtube tarjosi minulle videota osallistumisesta Hollannin vastatuuliajon mestaruuskilpailuhin. Kilpailuille kävi tosin kehnosti: ne peruutettiin liian kovan tuulen takia! Tämän artikkelin opeilla sinäkin voit aloittaa valmistautumisen ensi vuoden kisoihin. Linkit ovat englanninkielisiin sisältöihin.