为什么计时自行车的后轮呈圆盘状而不是辐条状?


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圆盘形的车轮会不会带来更大的侧风抗风能力?使用这种轮子有什么好处?

2006_Cervelo_P3_Carbon


这是一次计时赛,时间相当短,而且通常是在受到合理防风的道路上进行的。如果那天侧风是一个问题,他们可能会把轮子换成敞开的轮子,但是如果不是风,那么轮子可以允许更高的最高速度(更少的空气阻力,尽管以增加重量为代价)。您不会看到圆盘前部,不仅是因为有规则,而且因为它使自行车很难搬运。在更长的旅程中,风不仅是一个大问题,而且平均速度较低且攀登重量更大是一个更大的问题。
Daniel R Hicks

Answers:


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碟轮的阻力比辐条轮低。请参见Wheelbuilder空气动力学数据高性能竞赛自行车车轮的空气动力学。(一个链接显示模拟数据,另一个链接显示)。

这些测试大多数都可达到30度的偏航角。人们通常认为,在偏航角较大(更接近侧风)的情况下,驾驶员会选择辐条轮而不是盘。

圆盘轮通常是首选的课程和日间,因为风阻不会造成很大的侧风,这不是因为阻力,而是因为它们为风提供了较大的推动力,并且可能导致大侧风的性能无法预测。这是在非赛车场环境中不经常看到碟片前轮的原因之一。


也有一些国家管理机构禁止前盘式车轮。UCI允许这样做,但NGB通常不允许。
JohnP

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+1。还要注意,您不需要光盘来体验“横穿马路”的效果。我的“默认”轮圈有6厘米轮辋-与盘相比,轮毂还是比较小-但是在刮风的天气里,我会把前轮换成更小的轮辋,以便我可以沿直线行驶!
PeteH

将修复链接,但另一个类似的有趣的swissside.com/blogs/news/…–
汤姆(Tom)

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我在这里找到了一个链接:http : //www.wing-light.de/CFD/wheels.htm,但是您也可以从制造商处获得类似的图表。它显示了在不同风向角下的不同阻力。

侧风不一定会产生较大的阻力,显然它所产生的阻力要小于逆风。即使直接从侧面吹气,取决于自行车的速度和风速,最终的角度也不是90度。

现在,这是有趣的部分,如果您检查图表,则光盘实际上在20度角处具有负向阻力!我认为要获得这种角度,在快速移动时需要一个更高的角度(更像是侧风)。


我不确定我是否理解。那是逆风20度的负阻力吗?我们在这里说的是真风还是明显风?我看不到没有逆风怎么能得到负阻力。值得一个新问题吗?
詹姆斯·布拉德伯里

@JamesBradbury-新问题将是“飞机如何飞行?” 或“帆船如何顺风航行?”
Daniel R Hicks

@DanielRHicks,这意味着从顶部看时车轮不对称。是这样吗 除了在风洞中,看不到效果很好。
James Bradbury

@JamesBradbury-不一定意味着可以达到机翼效果。空气有时会做一些神秘的事情。
Daniel R Hicks

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@JamesBradbury是的,距逆风20度。在风洞中,因为车轮是固定的,所以真实风为20度。在路上会出现明显的风角。如果这提出了一个新问题,我认为它将进入物理学只是为了更深入地了解风洞测试结果。正如DanielRHicks提到的,他们称其为帆效应。另一个有趣的观点是,如果您因为不是专业人士而认为这不值得,那么该论文还表明,较慢的骑手可以获得更多的时间收益!
imel96

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圆盘轮的好处是,在平坦,平整的道路上,在稳定的速度下,您可以比辐条轮更快地骑行。一旦出现山坡(重力和较低的速度)或速度变化,轮辐车轮的外壳就会变得更坚固。


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我在物理课上了解到,实心轮的惯性矩较小,因为材料的质心位于轮毂附近(想想溜冰者握住手臂并旋转)。从技术上讲,这应该使车轮更容易加速并降低旋转车轮的阻力。重量更大,那么这有什么优势吗?拥有它们的原因是什么?


这仅适用于质量相同,分布不同的两个车轮。但是,实心自行车车轮通常比轮辐车轮重。
MOZ
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