에어로 기술 #2 - 트랙은 얼마나 빠른가요?

트랙 사이클리스트의 가장 큰 적은 항상 보드 위에 있는 다른 라이더가 아닙니다. 힘차게 헤쳐나가는 데 필요한 정신력 외에도 극복해야 할 가장 큰 전투는 공기 저항입니다. 50km/h(31mph)의 속도에서는 라이더 출력의 약 90%가 라이더에게 가해지는 공기의 힘을 극복하는 데 사용됩니다.

일련의 블로그 게시물을 통해 트랙 사이클링 공기역학을 분석하고 일련의 혁신적인 개념과 제품 디자인으로 내 연구에 응답할 것입니다.

이번 포스팅에서는 기압과 그것이 트랙 사이클리스트에게 야기할 수 있는 저항에 대해 논의하겠습니다. 기압과 관련하여 온도와 고도가 미치는 영향을 설명하고 지역 벨로드롬의 상태를 직접 평가할 수 있는 도구를 제공할 것입니다.

사람들은 종종 실내 벨로드롬을 속도를 늦추는 공기가 없는 폐쇄형 사이클링 트랙으로 혼동했습니다. 사실 이것은 잘못된 것입니다. 그것은 물리학 법칙에 위배되며 인간의 생명을 지탱할 수 없습니다. 공기가 없는 곳, 즉 진공이라고 불리는 곳은 우주 공간과 같습니다. 별로 넓지 않은 공간입니다. 반면에 실내 벨로드롬은 자전거 타는 사람의 효율성을 지속적으로 극대화하는 방식으로 만들어졌지만 실제로 여전히 속도를 늦추려는 세력이 있습니다.

실내 경륜장은 바람, 비, 습도, 온도와 같은 자연 변수를 제거하여 건설되었습니다. 에어컨은 일년 내내 안정적인 온도를 유지할 수 있지만, 야외에서 경륜장을 폐쇄한다고 해서 항상 기압 변수에 영향을 미치는 것은 아닙니다.

특정 날짜에 벨로드롬의 속도를 변경할 수 있는 두 가지 주요 요소 변수가 있습니다.

• 공기압

• 온도

공기의 압력

기압은 지구를 누르는 공기의 무게, 또는 제가 표현하고 싶은 방식은 주어진 공간에 있는 공기 분자의 밀도입니다. 기압이 낮을수록 공기를 통해 움직이는 모든 것에 부딪히는(그리고 저항하는) 분자의 수가 줄어듭니다.

기압은 온도, 습도, 기상 조건, 고도에 따라 달라질 수 있습니다. 해수면의 벨로드롬은 더 높은 고도의 벨로드롬보다 느립니다. 해발 2230m에 위치한 멕시코시티 벨로드롬은 기압이 낮아도 시속 2.5km 정도의 속도를 낼 수 있다 .

온도가 조절된 실내에서도 기압이 낮기 때문에 날씨가 좋고 화창한 날보다 폭풍우가 치는 날에는 해수면 경륜장을 이용하는 것이 더 빠를 수 있습니다.

기온

온도는 공기압보다 제어하기가 훨씬 쉽습니다. 우리는 공간의 열을 조절하고 제어하기 위해 히터나 냉장고를 사용하여 매일 공기 온도를 조절합니다.

공기 온도는 진동하는 공기 입자 사이에서 생성된 운동 에너지에 비례합니다. 기압이 떨어지면 온도도 떨어지게 됩니다. 온도가 낮을수록 공기 중 저항이 더 커집니다.

분자의 열진동. 진동은 온도에 따라 증가합니다. 이미지 출처: https://en.wikipedia.org/wiki/Temperature .

요약

낮은 기압(높은 고도 또는 환경적 기후 변화로 인해 발생)과 높은 온도를 결합하면 자전거 타는 사람에게 공기가 작용하는 마찰을 줄일 수 있습니다. 전 세계의 실내 경륜장은 일반적으로 약 25도를 유지합니다. 온도가 높을수록 라이더의 산소 흡입 능력이나 과열에 영향을 미쳐 성능이 제한될 수 있으므로 이 온도는 최적으로 간주됩니다.

집에서 벨로드롬 공기압을 측정하세요

Velobike에서 사용하는 훌륭한 앱은 AutoDens 입니다. 이 앱은 Apple 모바일 기기에서 앱 스토어를 통해 무료로 다운로드할 수 있습니다.

AutoDens는 전 세계 40,000개 이상의 공항에서 실시간으로 공기 밀도를 계산합니다. 특정 날짜(또는 시간)는 온도 및 이슬점 변수에 따라 공기 밀도 값이 다를 수 있습니다. 이 '밀도 고도' 값이 높을수록 공기가 얇아지고 더 빠르게 이동할 수 있습니다.

AutoDens 앱의 스크린샷.

현재 공기 밀도를 보려면 벨로드롬에서 가장 가까운 공항을 선택하여 현지 상황을 평가하십시오. 실내 경륜장 온도와 같이 경륜장에서 더 정확한 온도 데이터가 있는 경우 숫자를 수동으로 조정할 수 있습니다. 변수 변경에 따라 '밀도 고도' 값과 '공기 밀도' 볼륨이 변경되는지 확인해 보세요.