The Aero Testing Process p.2

エアロテストプロセス p.2

導入

このブログのパート 1 結論の 1 つは、屋外でのエアロテストは天候の予測が困難であるということでした。環境要因によるノイズを最小限に抑えるために、次のテスト バッチでは屋内の自転車競技場に向かいました。このブログでは、エンジニアリング インターンシップ プログラムを通じてエアロテストのプロセスを詳しく調べ続け、屋内の自転車競技場でエアロテストを行う利点は何かという疑問に答えます。

エアロテスト中のVelobike Skat耐久ハンドルバー

エアロテストの前に Notio エアロメーターを取り付けた BT ultra


何をテストしましたか?

パート1のハンドルバー テストのテーマを引き継いで、次の 2 つのケース スタディに焦点を当てました。

  • フードグリップ C の位置で、Skat エンデュランス ハンドルバーのさまざまな幅をテストします。
  • 別の日に、アルティアスのハンドルバーとトラックスプリントのハンドルバーを比較してテストしました

Altias と Track Sprint のハンドルバーを比較する場合、ボトムブラケットに対して同じ x 座標と y 座標に配置することが重要でした (下の図)。こうすることで、エアロの違いはバイクのフィットではなくハンドルバーによるものであることがわかります。この状況では、Altias ハンドルバーのドロップは Track Sprint ハンドルバーよりも 42 mm 小さくなっています。これを考慮して、Altias バーのステム角度を -6 ° (+6 °と比較) に設定し、ステムの長さを 10 mm 短くしました。

Velobike Altias ハンドルバーバイクのフィットジオメトリ測定

スタックとハンドルバー接触点までの到達距離を示す図。


なぜこれらの変数をテストするのでしょうか?

何が速いか遅いかを知ることは役に立ちますが、これらの違いを定量化することで、アスリートが装備について十分な情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。同時に、マーケティングや研究開発の目的で、データ収集プロセスに関する貴重な洞察を収集できます。

ハンドルバーの幅のテストは議論の多いトピックです。狭いほど速いということは今では広く認められていますが、限界はあるのでしょうか? フードを装着した状態でさまざまなSkat Endurance ハンドルバーの幅をテストすると、アスリートがこれを特定するのに役立ちます。同様に、 AltiasTrack Sprint ハンドルバーを直接比較することは、スプリント バーのコンテキストでハンドルバーを選択することにどれだけのメリットがあるかを正当化するための検証方法です。

エアロテスト用にセットアップされたAltias Sprintハンドルバーを備えたAvanti Rio Sprint アヴァンティ リオ スプリントがエアロテストに向けて準備完了


屋外テストとプロセスはどのように異なりましたか?

自転車競技場は通常、民間の施設であり、ビジネスとして運営されています。時間はお金であり、予約スケジュールに合わせて作業することが重要です。時間枠内でエアロテストが価値があり現実的であることを確認することが重要です。また、複数回繰り返しテストを行う場合は、1 日の同様の時間帯を選択すると、気温や空気密度などの環境の変化を緩和できます。

一方、屋外トラックを使用すると、テスト環境は管理されにくくなりますが、一般的にアクセスしやすくなります。屋外トラックは通常、公共施設であり、トレーニングやレースの予約があまり体系化されていません。そのため、より安価で、より利用可能なリソースになります。

屋内設定により、天候の影響を受けずに、測定対象の変数のみに集中することができました。このより制御された環境により、よりクリーンなデータが生成され、テスト距離を短くすることができました。屋外での 2 km テスト ランに対して、1 km テスト ランを実施しました。以下のグラフは、屋内および屋外でのテスト ランの風速データを示しています。グラフのスケールに注意してください。

屋外環境での風解析
屋外の航空テスト実行からキャプチャされた風速データのスクリーンショット (スケールを参照)。
屋内航空試験環境における風解析
屋内航空テスト実行からキャプチャされた風速データのスクリーンショット。

CdA の計算では風速が考慮されていますが、風速の大きな変化により、アスリートがテスト走行中に一定の速度とパワーを維持することが難しくなります。この外部変数は、テスト走行の平均を取る際に加速によるエネルギー損失がソフトウェアで考慮されない可能性があるため、結果を乱します。したがって、屋内で行われたため、結果の信頼性が向上し、テスト走行が短くなったためプロセスも合理化されました。

屋内の自転車競技場でのテストは、混雑した環境のため、課題がありました。安全な環境を確保し、他のライダーの空気力学的後流が風速測定に影響するのを防ぐために、トラックを予約する必要がありました。ANT+ 信号の密度が高まったため、トラックに到着する前にセンサー ID を知ることの重要性も強調されました。


結果

以下は、エアロテストの結果の一部です。これらはアスリートやテスト中の状況に固有のものであるため、すべてのシナリオに当てはまるとは限りません。

  1. Skat ハンドルバー幅をテストしたアスリートの場合、幅の狭いハンドルバーの方が速くテストされました。下のグラフでは、幅の狭い 2 つの幅の差が小さいことがわかります。これは、アスリートの体型またはバイクのフィット感により、ハンドルバー幅による空力効果の限界に達したことを示しています。この例としては、リーチが十分でないことが挙げられます。これにより、ライダーの肘が膝に当たらないように外側に広がり、ハンドルバーの位置が最適ではないため、空力効果が得られなくなります。

    さまざまな幅のSkat Enduranceバーを使用した場合の電力節約

  2. このアスリートでは、Skat 325 mm ハンドルバーで 2 つの異なる手の位置もテストしました。ドロップと比較して、グリップ C の位置では CdA が 15.7% 減少しました。これは、時速50 キロで60 ワット、時速60 キロで102 ワットに相当します。これにより、アスリートは前腕を水平にし、頭を下げ、背中を平らにすることができ、この位置が CdA の削減に非常に効果的であった理由が説明できます。

    Skat エンデュランス ハンドルバーのドロップハンドルとフードハンドルでの走行時の CdA 節約


  3. Altias および Track Sprint ハンドルバーをテストしたアスリートの場合、Altias ハンドルバーでは 3.5% の CdA 削減が記録されました。次のグラフは、2 つの CdA 値を使用して特定の速度を達成するために必要な推定パワーを示しています。

    Altias Sprint ハンドルバーと Track Sprint ハンドルバーの比較

    この改善は、Altias ハンドルバーの最適化された機能の多くによって説明できますが、最大の要因は、ハンドルバーの形状によって、胴体が低く、腕が曲がった、エアロ タック ポジションが可能になったことです。これは予想どおりの結果でしたが、値にはあまり自信がありませんでした。これについては、次の説明で詳しく説明します。

議論

Skat ハンドルバーの幅に関するケース スタディでは、屋内テスト セッションでクリーンなデータが生成されました。ベンチマーク テストでは一貫した値が得られ、グラフに表示されるノイズは最小限でした。1 つの外れ値を除き、10 回のテスト実行はすべて、 CdA ツールで計算した推定 CdA から 1.5% 以内でした。これは、有用な検証方法でした。

テストした最も狭いハンドルバーが 2 番目に狭いハンドルバーと非常に似ていることがわかったのは、意外な結果でした。これらのデータ セットを信頼していたため、アスリートは情報に基づいた決定を下すことができました。2 番目に狭い幅を使用する方が、最も狭い幅よりも快適で、空力の利点をすべて得られるため、より良いという判断でした。

このアスリートから得たフィードバックは、結果が有用であるというものでした。「 [結果] は、作業のベースラインとなる CdA の優れた基準となります。結果は、ハンドルバー 1 組で得られるメリットを理解する上で有益です」。アスリートからは、貴重な洞察も得られました。テスト走行間の一貫性を保つために、アスリートは毎回同じ場所でテスト走行を行う前に、トラックを下りてスピードを上げていました。また、ヘルメットのバイザーが鼻から指 2 本分離れていることも確認し、各テストで同じ位置になるようにしていました。

エアロテストの実践
屋内自転車競技場のエアロテストセッション


Altias ハンドルバーをスプリント選手でテストしたとき、同じ品質のデータを得るのに苦労しました。加速グラフは不安定で、傾斜率の動きが激しく、ライダーがラインから外れていることを示していました。トラック スプリントはより速く、より爆発的な競技であるため、データが乱雑になっています。

このため、テスト実行がスムーズに実行されたセクションを見つけるために、間隔を切り取りました。CdA 値の差は顕著でした (切り取られていない間隔と切り取られた間隔の間で最大 2 百分の 1)。下のグラフは、間隔の終わりの傾斜 (緑) ノイズと間隔の両端のパワー (黄色) 低下を除外した、切り取られた間隔 (青のセクション) を示しています。

よりきれいな結果を得るためにエアロテストの実行を切り取る
切り取られたテスト実行間隔(青)


インターバルを切り取ると、より短い期間で平均化された CdA 値が得られます。このことは、結果がわずかな不一致の影響を受けやすくなり、精度が低下することを意味します。トラック スプリンターの結果に自信を持つには、より多くの繰り返しテストを実行する必要があります。ただし、スプリンターは短いレースに向けてトレーニングするため、疲労の影響を受けない十分なデータを収集するために、複数日にわたってエアロ テスト セッションを実行するのが最善の方法です。

ご覧のとおり、環境はより管理されているにもかかわらず、屋内自転車競技場のエアロテストには依然として課題があります。CdA 値が正確で使用可能であることを保証するために、テスト プロセスの多くの側面を注意深く監視する必要があります。屋内自転車競技場はアクセスが制限されており、結果が不安定な性質であるため、屋外テストはエアロテストを開始するのに最適な場所です。プロセスが洗練され、ベンチマーク テストがさまざまなセッションで一貫した値を生成するようになったら、屋内自転車競技場に移行して正確な CdA 値を取得することに自信を持って取り組むことができます。エアロテストの旅を始めるときは、専門知識とエアロテストの経験者を持つことが常に推奨されます。

ダン・ガードナーがVelobike Innovationのエンジニアリングインターンシップの一環として執筆

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