Por que as rodas traseiras das bicicletas de contra-relógio têm o formato de um disco em vez de raios?

12

Ter rodas em forma de disco não causará mais resistência ao vento com ventos laterais? Quais são os benefícios de ter esse tipo de roda?

2006_Cervelo_P3_Carbon

road-bike wheels racing racing-bikes amal antony
fonte
É um contra-relógio, bastante curto e geralmente em um percurso razoavelmente protegido do vento. Se o vento lateral fosse um problema naquele dia, eles provavelmente trocariam as rodas pelas abertas, mas se o vento não fosse um problema, as rodas permitem maior velocidade máxima (menor resistência do ar, embora à custa de mais peso). Você não vê frentes de disco, não apenas por causa das regras, mas porque torna a bicicleta muito difícil de manusear. Em viagens mais longas, o vento não só é mais um problema, mas também com velocidades médias mais baixas e mais peso para subir é uma preocupação maior.
Daniel R Hicks

Respostas:

11

As rodas de disco têm menor arrasto do que as rodas de raio. Consulte Dados aerodinâmicos do construtor de rodas e Aerodinâmica das rodas de bicicleta de corrida de alto desempenho . (Um link mostra dados simulados, o outro medido).

A maioria desses testes é executada em ângulos de guinada de 30 graus. O argumento é tipicamente que, em ângulos de guinada mais altos (mais próximos dos ventos laterais), o ciclista escolheria uma roda rajada em vez de um disco.

As rodas de disco são geralmente preferidas para cursos e dias que não apresentam muitos ventos cruzados, não por causa do arrasto, mas porque apresentam uma grande área para o vento empurrar e podem levar a um desempenho imprevisível em ventos laterais. Essa é uma das razões pelas quais você não vê as rodas dianteiras do disco em um ambiente não-velódromo.

skipmcne
fonte
Existem também alguns órgãos governamentais nacionais que não permitem rodas de disco dianteiras. A UCI permite isso, mas a NGB geralmente não.
31813 JohnP
5
+1. Observe também que você não precisa de discos para experimentar o efeito "soprado na estrada". Minhas rodas "padrão" têm jantes de 6 cm - ainda relativamente pequenas em comparação com os discos -, mas com tempo ventoso trocarei a roda dianteira por uma jante menor, para poder andar em linha reta!
Peteh
Irá corrigir links, mas uma outra interessante semelhante swissside.com/blogs/news/...
Tom
1

Encontrei um link aqui: http://www.wing-light.de/CFD/wheels.htm, mas você também pode obter gráficos semelhantes do fabricante. Ele mostra diferentes quantidades de arrasto em diferentes ângulos de vento.

Os ventos laterais não necessariamente dão um arrasto alto, obviamente devem dar um arrasto menor do que os ventos contrários. Mesmo quando sopra diretamente dos lados, dependendo da velocidade da bicicleta e do vento, o ângulo resultante não é de 90 graus.

Agora, aqui está a parte interessante: se você verificar o gráfico, em um ângulo de cerca de 20 graus, o disco terá um arrasto negativo! Eu acho que para obter esse tipo de ângulo, você precisa de um ângulo de maior grau (mais como ventos laterais) quando estiver se movendo rápido.

imel96
fonte
Eu não tenho certeza se entendi. Esse arrasto negativo a 20 graus de um vento contrário? Estamos falando de vento verdadeiro ou aparente aqui? Não vejo como é possível obter um arrasto negativo sem um vento de cauda. Vale uma nova pergunta?
31813 James Bradbury
@ JamesBradbury - A nova pergunta seria "como um avião voa?" ou "como um veleiro pode navegar contra o vento?"
Daniel R Hicks
@DanielRHicks, isso implica que a roda não é simétrica quando vista de cima. É esse o caso? Não consigo ver isso funcionando muito bem, exceto em um túnel de vento.
precisa
@ JamesBradbury - Isso não implica necessariamente isso, apenas que um efeito aerofólio pode ser alcançado. O ar faz coisas misteriosas às vezes.
Daniel R Hicks
1
@JamesBradbury sim, isso é 20 graus do vento contrário. No túnel de vento, porque a roda é estacionária, são 20 graus do vento verdadeiro. Na estrada, seria um ângulo aparente do vento. Se isso suscitar uma nova questão, acho que seria para a física apenas uma compreensão mais profunda dos resultados dos testes em túneis de vento. Como DanielRHicks mencionou, eles chamam isso de efeito de vela. Outro ponto interessante, se você acha que não vale a pena porque não é profissional, o jornal também mostra que os ciclistas mais lentos obtêm maiores ganhos de tempo!
31713 Imel96
1

O benefício de uma roda de disco é que você pode andar mais rápido do que com uma roda rajada, em estradas planas e rolantes e em velocidade constante. Uma vez que as colinas (gravidade e velocidades mais baixas) ou mudanças de ritmo entram na mistura, o caso das rodas raiadas fica mais forte.

VaVaVeteran
fonte
0

Aprendi na aula de física que as rodas sólidas têm um momento de inércia mais baixo porque o centro de massa do material está localizado mais perto do cubo (pense em um skatista segurando os braços e girando). Tecnicamente, isso deve facilitar a roda e acelerar a resistência de girar a roda. Quanto pesam mais, isso tem alguma vantagem e uma razão para tê-las?

jmknetspeed
fonte
Isso é verdade apenas para duas rodas com a mesma massa, distribuídas de maneira diferente. Porém, as rodas sólidas da bicicleta costumam ser mais pesadas do que as raiadas.
Moz