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为什么速度越快,空气动力学越重要
骑行空气动力学之所以重要,是因为随着速度的提高,空气阻力在性能方程中占据了更大的比重。在较低的速度下,滚动阻力、传动系统损耗、加速和坡度都可能主导骑行。一旦路面变平,速度提升,骑手的大部分力量都用于克服空气阻力。
这就是为什么微小的空气动力学变化在爬坡时可能感觉不到,但在平坦的计时赛、公路赛突围、快速团体骑行或铁人三项自行车赛段中却意义重大。骑得越快,提速的成本就越高。如果两个姿势能产生相同的可持续功率,那么当空气动力阻力是主要限制因素时,阻力较低的姿势是更好的选择。
陷阱是将空气动力学视为一个购物问题。车轮、头盔、连体服、车把和水壶位置都可能很重要,但最大的变量通常是骑手。姿势决定了暴露的迎风面积、空气如何干净地流过身体,以及运动员在保持该姿势的同时是否仍能输出功率。
一个消耗过多功率的快速姿势并不快。一个功率强大但迎风面积过大的姿势也未优化。这项工作是为您的赛事、赛道和生理条件找到最佳折衷方案。
如何在没有猜测的情况下测量骑行设置的 CdA
CdA 骑行讨论常常变得混乱,因为骑手将功率作为默认的性能指标。功率告诉您骑手正在输出什么。CdA 告诉您骑手和自行车系统产生了多少空气动力阻力。
CdA 结合了两个相关的概念:阻力系数,它描述了形状在空气中移动的效率;以及迎风面积,它描述了有多少形状暴露在空气中。较低的 CdA 意味着骑手在相同条件下保持相同速度所需的功率更少,或者在相同功率下可以骑得更快。
这种区别很重要,因为仅凭功率无法判断设置是否更快。如果您测试两个姿势,其中一个让您产生更多瓦特,但如果它增加了足够的阻力,该姿势可能仍然更慢。同样,一个非常低伏的姿势在空气动力学测试中可能表现良好,但如果它关闭了髋关节角度、影响了呼吸、拉伤了颈部,或者在路况变化时迫使您离开姿势,那么在现实世界中它可能会失败。
实际目标不是孤立地追求最低的骑行阻力系数。目标是找到能够为您实际可持续的功率提供最佳速度的姿势和设备设置。这就是为什么空气动力学测试应该与您的常规性能工具并存,而不是取代它们。FTP、耐用性、配速纪律和补给仍然很重要。空气动力学决定了这些输入转化为速度的效率。如果您需要训练区域的基线,请在尝试解释可变功率文件中的空气动力学结果之前,从FTP估算器或FTP解释器开始。
可靠的骑行空气动力学测试所需的数据
无需风洞即可进行现场空气动力学测试,但这需要纪律。输入数据越干净,CdA 估算就越可靠。
至少,您需要:
- 一个可靠且校准一致的功率计
- 一个稳定且可重复的速度来源
- 一个持续记录的骑行电脑
- 骑手、自行车、服装、水壶、工具和测试设备的准确系统重量
- 一种记录测试地点环境条件的方法
- 一个中断有限的可重复测试路线
- 在开始骑行前制定清晰的测试计划
关键是一致性。您不是要证明新头盔感觉更快。您正在尝试隔离一个变化的影响,同时尽可能保持其他一切稳定。
功率计的一致性尤为重要。偏移问题可能看起来像是空气动力学增益或损失。胎压变化会影响滚动阻力。衣服褶皱会改变气流。在测试过程中头部位置的漂移可能会掩盖您认为正在测试的设备变化。
有用的空气动力学测试是重复性的,因为重复可以减少噪音成为结论的可能性。相同的路线。相同的热身。相同的服装,除非服装是变量。相同的水壶。相同的轮胎设置。相同的姿势提示。相同的配速目标。纪律是将有用的现场数据与仅确认骑手想要相信的骑行文件区分开来的关键。
场地测试方法:往返、绕圈和虚拟海拔
您最可能使用的场地测试方法是往返测试、绕圈测试和虚拟海拔分析。每种方法都有效,但如果协议不严谨,每种方法都可能误导您。
往返测试
往返测试意味着骑行一个方向,然后掉头,沿着同一条路骑回来。这样做的好处是,当包含两个方向时,风和海拔的影响可以部分抵消。
缺点是实际风力很少是完全稳定的。一个方向的阵风和另一个方向的平静会扭曲结果。掉头也会打乱节奏,并可能引入配速噪音。这种方法最适用于安静、路况一致的道路,骑手可以在不刹车、不滑行或不加速的情况下保持姿势和功率。
绕圈测试
绕圈测试使用重复的环路。它更容易执行,因为骑手在每次努力后不需要停车或急转弯。一个好的环路会让骑手从不同角度接触风,这使得结果比单一的直线道路更能代表户外比赛。
风险在于路线的复杂性。弯道、路面变化、小坡、交通和刹车都会增加噪音。如果某个设置因为骑手在那一圈转弯更好而测试得更快,那么空气动力学结论是站不住脚的。当环路足够简单以保持骑行可重复时,它们才有用。
虚拟海拔
虚拟海拔利用功率、速度、体重、滚动阻力假设和环境输入来估计建模的海拔剖面是否与真实剖面匹配。如果模型显示骑手在路面平坦的地方正在爬坡或下坡,那么CdA或滚动阻力假设可能不准确。
这种方法功能强大,因为它使用骑行文件而不仅仅是平均速度。它还能使错误的假设变得可见。如果虚拟剖面漂移,模型或测试执行中就存在问题。这可能是风、胎压、刹车、错误的体重输入,或者骑手在努力过程中改变了姿势。
重要的一点是,虚拟海拔并非魔法。它是一个模型。它可以帮助识别最适合数据的CdA值,但前提是输入受控且路线合适。
CdA和气动变化场地测试清单
在得出结论之前,请使用一个简单的协议。目标不是创建一个完美的实验室。而是让每次运行都足够可比,以便剩余的差异更有可能来自您改变的变量。
会话前
- 选择一条您可以不频繁刹车、滑行、交通中断或急剧改变姿势的路线
- 在出门前决定您要测试的确切变量
- 准备一个基线设置并清晰记录
- 每次测试前都使用相同的热身
- 每次运行都使用相同的配速目标
- 每次运行或每个区块前都使用相同的胎压流程
- 使用相同的瓶子、工具、码表位置和服装,除非其中之一是测试变量
- 每次都以相同的方式校准或归零功率计
会话期间
- 首先骑行基线设置,以便您了解在该路线上正常执行是什么样子
- 只改变一个变量
- 重复改变后的设置足够多次,以查看结果是否出现不止一次
- 如果可能,在会话后期返回基线,检查条件或骑手执行是否发生漂移
- 每次运行都保持相同的姿势提示
- 放弃或标记任何有刹车、滑行、交通干扰、配速失误或姿势中断的运行
- 每次运行后立即做简短笔记,趁细节还清晰
每次运行后,记录任何噪音的原因
不要只写“感觉良好”或“感觉快”。记录下以后能解释文件内容的原因:
- 风感觉比上次运行更稳定或更阵风
- 头部姿势难以保持
- 新姿势下呼吸发生变化
- 手从目标位置移动
- 衣服起皱、拉链未拉或移位
- 车辆、弯道或崎岖路段改变了配速
- 该设置感觉可持续或只能短时间忍受
这些笔记很重要,因为文件不知道骑手为什么坐起来、滑行或加速。如果没有笔记,软件可能会将糟糕的执行视为设置的空气动力学特性。
如何控制风、轮胎、服装和姿势变量
气动测试出错的主要原因不是软件,而是变量控制。
风是最难控制的。在条件稳定时进行测试,避免在有湍流侧风的暴露路线上测试,并重复运行直到您能看到结果是否保持一致。如果某个设置只在一次运行中看起来更快,但在下一次运行中就消失了,则视为未经证实。
轮胎应与头盔和车轮一样受到尊重。除非轮胎是正在测试的变量,否则请保持轮胎型号、胎压、密封剂状态和车轮设置一致。滚动阻力变化可能会伪装成空气动力学变化,尤其是在较粗糙的路面上。
服装是另一个影响很大的变量。骑行服、骑行衫、打底衣、手套、鞋套、袜子和口袋里的物品都可能影响气流。如果您正在测试姿势,请保持服装相同。如果您正在测试服装,请保持姿势相同。不要同时改变两者,然后将更快的结果称为气动胜利。
姿势控制是最难的部分,因为骑手不是静态物体。头部高度、肩宽、手部位置、肘部角度、骨盆旋转和头盔朝向都可能在疲劳时发生偏移。使用明确的提示,而不是模糊的意图。例如:
- 眼睛透过眼镜顶部看,不抬起头
- 肩膀收窄,但不要耸肩太用力以至于呼吸改变
- 每次骑行时手都放在相同的位置
- 坐垫接触保持一致,以至于臀部角度不会偏移
- 除非放弃骑行,否则在轻微不适后不要坐直
如果您在测试中无法保持姿势,那么在比赛中您也不太可能保持。这不是纪律的失败,而是一个发现。这个姿势要么需要适应时间,要么需要调整,要么需要放弃。
在不过度拟合的情况下解读自行车气动测试结果
最大的分析错误是将每一个微小的CdA差异都视为真实的。现场数据包含噪音。风向变化、身体移动、传动系统变化、路面、配速不一致和传感器误差都会影响估算。
从可重复性开始。在询问哪个设置最快之前,先问问运行是否足够清晰以进行比较。如果执行不可重复,CdA数字回答的是错误的问题。
骑行后使用此工作流程:
- 首先比较可重复性:查看功率、姿势、配速和环境条件在不同运行中是否足够相似
- 丢弃或标记受损的运行:刹车、滑行、交通、错过转弯、加速和姿势中断不应影响结论
- 检查基线运行是否仍然像基线运行:如果它们严重漂移,则条件或执行可能在会话期间发生了变化
- 寻找方向一致的结果:一个反复趋势更快的设置比一次看起来完美的运行更有用
- 将空气动力学信号与骑行成本分开:注意姿势是否改变了呼吸、舒适度、操控性或功率输出
- 决定改变是否在比赛中可持续:如果它在疲劳下无法保持,那么它还不是正确的答案
一个实用的层次结构会有帮助:
- 强有力发现:在控制变量和相似执行下,相同的设置反复测试更快
- 有用信号:设置趋势更快,但需要更多确认
- 不确定:结果重叠或严重依赖于一次运行
- 拒绝:设置在空气动力学上更快,但无法保持或成本太高
最后一类很重要。一个低阻力姿势如果降低了可持续功率,造成了操控问题,或者导致骑手反复坐直,那么在实践中它并不更快。自行车不是在模型中移动,而是在有疲劳、风、交通、转弯、爬坡、下坡和决策的赛道上移动。
这就是耐力运动员需要超越单次测试优化的地方。最好的设置是在比赛后期,在燃料压力、高温、振动和肌肉疲劳累积之后,仍然保持快速的设置。如果一个姿势在新鲜时测试良好,但在比赛负荷下崩溃,那么测试识别的是一个限制,而不是一个完成的解决方案。
将空气动力学发现转化为更快的实际骑行
一旦你有了可靠的结果,就将其转化为决策。不要无限期地测试,因为总有另一个变量需要追逐。目标是将证据转化为速度。
从姿势开始,因为它通常影响最广。如果更低、更窄或更稳定的姿势测试更快,并且你能保持功率,那么就练习它直到它变得自动化。将其添加到耐力骑行、节奏训练和比赛特定训练中。空气动力学不仅在测试当天测量。每次你在疲劳状态下保持目标姿势时,它们都会得到强化。
然后转向设备。用你实际的头部姿势测试头盔,而不是你只用于短时间努力的姿势。以你比赛时的配置测试水壶。穿着你通常携带相同物品的衣服进行测试。测试越接近实际事件,你做出干净但无关紧要的决策的可能性就越小。
最后,将空气动力学选择与配速联系起来。更符合空气动力学的设置改变了功率和速度之间的关系,但它并没有消除纪律的必要性。如果设置让你更快,诱惑是过早地通过更努力地骑行来消耗增益。对于计时赛、铁人三项、突围和个人耐力努力,更好的用法通常是让速度来自减小的阻力,同时控制生理成本。
一个简单的决策工作流程效果很好:
- 建立可靠的基线设置
- 一次测试一个变量
- 重复直到一致性足够清晰以采取行动
- 拒绝无法持续的更改
- 在正常训练中练习获胜的设置
- 当体能、柔韧性、设备或赛事需求变化时重新测试
自行车空气动力学不是一次性项目。你的身体会变化,你的姿势耐受性会变化,你的赛事目标也会变化。最好的骑手将 CdA 视为可追踪的指标,但他们并不崇拜它。他们用它来对姿势、设备和配速做出更好的选择。
这就是现场测试空气动力学的真正价值。它为你提供了一种超越猜测、进入证据的方法。不是完美的证据,但足以回答重要问题:对于你能保持的功率,哪种设置能让你更快到达终点线?


