• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Det ofta hörda klagomålet att motorcyklar kan påverka resultatet av tävlingar är berättigat

    Experimentera med en förare som cyklar bakom en motorcykel i vindtunneln vid Eindhovens tekniska universitet. Kredit:Bart van Overbeeke

    I professionell cykling, tävlingsmotorcyklar som TV-motorcyklar kör in mellan åkarna. I slipströmmen bakom motorcykeln, cyklister kan vinna tid. För första gången, den exakta omfattningen av denna fördel har undersökts vetenskapligt. Det visar sig vara ännu mer fördelaktigt än väntat. Med hjälp av datorsimuleringar och vindtunnelmätningar, Professor Bert Blocken vid Eindhovens tekniska universitet och KU Leuven – i samarbete med mjukvaruföretaget ANSYS – undersökte effekten. Han fann att en motorcyklist 30 meter framför en förare minskar motståndet med 12 procent. En förare som cyklar bakom denna motorcyklist i en minut kan därför vinna 2,6 sekunder.

    Under de senaste åren har många cykellag, förare och kommentatorer har klagat på att motorcyklarna påverkar tävlingarna, och ibland till och med bestämma resultaten. Dock, den exakta omfattningen av fördelen för en förare som cyklar bakom en motorcykel hade inte undersökts tidigare. Det är inte ovanligt att motorcyklister stannar framför en enstaka förare eller en grupp förare på tjugo till trettio meter i flera minuter. Även avstånd på några meter förekommer i korta skurar.

    Professorn i byggnadsfysik Bert Blocken är förvånad över de enorma tidsvinster som hans forskning visar:"Även om en motorcyklist bara kör några sekunder framför förarna, en betydande tidsfördel kan fortfarande vinnas. För en förare som cyklar i 10 sekunder på 2,5 meter bakom en motorcykel, denna förstärkning kan överstiga 2 sekunder."

    Vinna eller förlora

    Blocken undersökte draget med två metoder som oberoende av varandra visar samma resultat:datorsimuleringar och mätningar i TU/e ​​vindtunnel. En förare som cyklar på ett avstånd av cirka 2,5 meter från en motorcyklist upplever upp till 48 procent mindre motstånd. Om han eller hon skulle åka i 54 km/h utan motorcykel, närvaron av motorcykeln kommer att tillåta honom eller henne att köra i cirka 67 km/h. Detta ger en tidsvinst på 14,1 sekunder varje minut. Denna fördel blir mindre när avståndet ökar, men på ett avstånd av 50 meter är en minskning på 7 procent fortfarande mätbar. Detta motsvarar en vinst på 1,4 sekunder per minut vid en referenshastighet på 54 km/h. Vid referenshastigheter över 54 km/h, tidsvinsten är ännu större.

    Minskningen av luftmotstånd, hastighetsökning och tid vunnen per minut för varje uppmätt avstånd mellan förare och motorcyklist. Antagande:förare utan hjälp av motorcykelturer med referenshastighet på 54 km/h. Kredit:Bert Blocken

    "Vi upprepade vindtunnelmätningarna och våra beräkningar några veckor efter de första testerna eftersom jag inte kunde tro storleken på effekterna. Men vi hittade alltid samma resultat. Eftersom lopp ibland avgörs av sekunder, dessa skillnader kan avgöra om du vinner eller förlorar. Det ofta hörda klagomålet att motorcyklar kan påverka resultatet av tävlingar är därför berättigat, säger Blocken.

    Tidsvinsterna som citeras ovan beräknas och mäts utan motvind, medvind eller sidvind. Blocken:"Om det blåser motvind, tidsvinsterna är större. Om det är medvind eller sidvind, tidsvinsterna är mindre. Ju starkare sidvinden är, desto svårare är det för en förare att ta sig in i motorcykelns slipström."

    Datorsimulering av en förare som cyklar på ett avstånd av 10 meter från en motorcyklist. De gröna och gula färgerna framför föraren visar att flyghastigheten här är betydligt lägre än framför motorcykeln. Kredit:Bert Blocken

    Otillräckliga och otillräckliga riktlinjer

    Internationella cykelförbundet UCI gav ut nya riktlinjer för motorcyklister under 2017. Blockens forskning visar att dessa inte är tillräckliga för att förhindra tidsvinst för åkarna. Dessutom, dessa regler tillämpas inte under loppet, vilket innebär att motorcyklar i verkligheten är mycket närmare förarna.

    Dr Fred Grappe, prestationsdirektör vid UCI World Tour Team Groupama-FDJ underbygger att motorcyklarnas aerodynamiska effekter påverkar förarnas prestanda. "Det är därför nödvändigt att definiera en sorts "frizon" runt föraren där inget motorfordon är tillåtet i mer än några sekunder. Bert Blockens nya vetenskapliga studie i cykeldynamik ger kunskapen att bestämma en sådan zon effektivt. Givet påverkan av till och med några sekunder på en ranking, det är oacceptabelt att ignorera denna kunskap och dess betydelse."

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com