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Test nella galleria del vento: in cosa differiscono le ruote aerodinamiche?

by Martino Yang Novembre 13 2024
Test nella galleria del vento: in cosa differiscono le ruote aerodinamiche?

Il mese scorso, il team di Bike News ha condotto dei test nella galleria del vento presso il rinomato Silverstone Sports Engineering Center, dove ha messo alla prova le superbike del WorldTour. Ha confrontato queste bici di fascia alta con altre in uno scontro diretto. Insieme alle 11 superbike, il team ha portato anche la sua "bici base", una Trek Emonda ALR del 2015 dotata di ruote standard a sezione quadrata, freni a cerchione, cavi esterni e manubrio rotondo, senza alcuna ottimizzazione aerodinamica.

 



Come previsto, la moto base era più lenta delle superbike. Nei loro dati grezzi, dopo aver fatto la media di due test pilota-moto (uno all'inizio della giornata e di nuovo alla fine), il team ha scoperto che la moto base era 23.06 watt più lenta a 40 km/h rispetto al risultato medio delle superbike. Ciò significa che per guidare a 40 km/h, un pilota dovrebbe spendere 23 watt in più sulla moto base rispetto alla guida di una tipica superbike.

 



Tuttavia, tutte le superbike erano equipaggiate con ruote aerodinamiche a sezione profonda. Quindi, cosa sarebbe successo se avessero sostituito le ruote normali della bici base con un'opzione simile a sezione profonda? Il team ha deciso di scoprirlo da sé.

Quanto incidono realmente le ruote a sezione profonda sulle prestazioni ciclistiche? Scopriamolo!

Volevano capire se l'aggiornamento a ruote a sezione profonda potesse colmare completamente il precedente divario da 25 watt. Le prestazioni sarebbero migliorate in modo significativo? E come si confronta il rapporto costo-efficacia delle ruote a sezione profonda con qualcosa come un nuovo casco?

Se hai una bici entry-level più vecchia come la tua Trek Emonda, passare alle ruote aerodinamiche è un investimento intelligente? Fanno davvero una differenza evidente o sono solo per l'aspetto? Hanno deciso di scoprirlo tramite questo test.

Per i cerchi, hanno scelto un'opzione di alto valore del marchio britannico Prime, ormai scomparso, nello specifico il modello RR-50 V3.

Queste ruote hanno una profondità di 50 mm e una larghezza interna di 19 mm. Hanno anche montato gli stessi pneumatici Continental GP25 S TR da 5000 mm utilizzati su tutte le altre bici di prova per garantire coerenza. Prima che il marchio chiudesse, queste ruote venivano vendute al dettaglio a circa £ 800 (o $ 900).

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I risultati

Hanno testato ogni bici con sette diversi angoli di imbardata, che si riferiscono all'angolo con cui il vento colpisce la bici e il ciclista. Un angolo di imbardata di 0 gradi significa che il vento colpisce il ciclista frontalmente, un perfetto vento contrario, per così dire. Un angolo di imbardata più alto significa che il vento proviene dal lato.

In questo caso, hanno effettuato il test da -15 gradi (vento proveniente dal lato sinistro) a +15 gradi (vento proveniente dal lato destro), con incrementi di 5 gradi, per un totale di sette angolazioni diverse.

I dati forniti dalla galleria del vento sono CdA, che sta per Drag Coefficient x Surface Area. Il coefficiente di resistenza riflette il modo in cui la forma di un oggetto influenza la facilità con cui l'aria scorre attorno ad esso, mentre la superficie si riferisce semplicemente alle sue dimensioni. In parole povere, più basso è il coefficiente di resistenza, o più piccolo è l'oggetto, più facilmente si muove nell'aria e, quindi, più velocemente andrà con la stessa quantità di sforzo.

Questo grafico mostra i risultati CdA per ogni bici a sette diversi angoli di imbardata, che vanno da -15 gradi a +15 gradi, con incrementi di 5 gradi. Più alto è il CdA, più lenta è la bici.

Ciò che è davvero interessante è che le ruote più profonde erano in realtà più lente a angoli di imbardata più bassi. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che queste ruote sono significativamente più larghe delle nostre ruote base, il che aumenta la superficie frontale della bici.

Tuttavia, quando il vento proviene da angoli di imbardata più ampi, le ruote profonde entrano davvero in gioco, offrendo un effetto "vela" maggiore, catturando il vento e contribuendo a spingere il ciclista in avanti.

 

Questo grafico mostra i valori medi di CdA calcolati dai dati acquisiti a sette diversi angoli di imbardata. Sulla sinistra c'è il CdA medio per le nostre 11 superbike, al centro c'è la nostra moto di riferimento e sulla destra c'è la moto di riferimento con ruote aerodinamiche installate.

Facendo la media dei dati CdA grezzi, hanno scoperto che con le ruote più profonde installate, il CdA sulla bici del ciclista era 0.3640. Questo è 0.0062 più basso (e quindi più veloce) rispetto al valore di riferimento.

Il team ha calcolato la potenza necessaria per mantenere una velocità di 40 km/h con ciascuna delle configurazioni delle loro bici. A sinistra c'è la potenza media per le 11 superbike, al centro c'è la bici base e a destra c'è la bici base con ruote aerodinamiche montate.

Calcolando i valori CdA, il team ha iniziato a comprendere le differenze reali tra le configurazioni.

I dati mostrano che le superbike richiedono in media 282.41 watt per mantenere i 40 km/h. La bici base, come detto in precedenza, consuma 23.06 watt. Anche con le ruote aerodinamiche installate, la differenza di potenza non è diminuita molto. Ignorando il margine di errore, le ruote aerodinamiche hanno risparmiato solo 5.89 watt.

In termini reali, ciò equivale a un risparmio di tempo di 25 secondi su 40 chilometri se si pedala a 250 watt, o a un aumento di velocità di circa 0.24 km/h per lo stesso sforzo. Se si aumenta la potenza a 350 watt, l'aumento di velocità sale a 0.27 km/h.

Tuttavia, è importante notare che quando si considera il margine di errore, la differenza tra ruote a sezione profonda e ruote normali potrebbe non essere così significativa. Il margine di errore nel test del team è stato calcolato a 3.91 watt, il che significa che in alcuni casi le ruote normali potrebbero effettivamente essere più veloci delle ruote a sezione profonda.

Come mostrato nei due grafici a barre sopra, le barre di errore per entrambi i set di dati rilevanti si sovrappongono, il che significa che nello scenario migliore, la bici base potrebbe essere più veloce della bici a sezione profonda. Al contrario, nello scenario peggiore, le ruote a sezione profonda potrebbero essere fino a 13.7 watt più veloci della bici base a 40 km/h.

 

Conclusione

Da un punto di vista statistico, dato il margine di errore, il team non può concludere in modo definitivo che le ruote con sezione profonda siano più veloci di quelle con sezione poco profonda.

Tuttavia, esaminando i dati grezzi e utilizzando il giudizio pratico, il team ritiene ragionevolmente che le ruote a sezione profonda offrano alcuni vantaggi in termini di prestazioni.

In termini di costo per watt, dato l'alto prezzo delle ruote a sezione profonda, il guadagno in termini di prestazioni è minimo. Sulla base dei dati grezzi, la potenza risparmiata con le ruote a sezione profonda è inferiore a sei watt, il che, a un prezzo al dettaglio di £ 800 ($ 900), equivale a circa £ 133.33 ($ 150) per watt risparmiato.

 

 

Nel 2022, il team ha portato una selezione di ruote nella galleria del vento per i test. I risultati hanno mostrato che la differenza tra le migliori e le peggiori ruote aerodinamiche era di soli 3.87 watt, senza alcun collegamento diretto tra prezzo e prestazioni. Ciò suggerisce che l'aggiornamento a un set di ruote aerodinamiche premium produce risparmi aggiuntivi limitati rispetto alle opzioni economiche.

È interessante notare che la differenza principale tra ruote profonde e poco profonde diventa evidente solo ad angoli di imbardata maggiori, che sono relativamente rari, il che significa che il guadagno in termini di prestazioni reali potrebbe essere persino inferiore.

Naturalmente, l'aerodinamica non è l'unica ragione per acquistare ruote moderne. Molte ruote moderne sono più leggere, più larghe e offrono una migliore maneggevolezza. Tuttavia, se l'unica ragione per cui stai prendendo in considerazione ruote profonde è una spinta aerodinamica, potresti voler pensarci due volte prima di investire tutti quei soldi... anche se hanno un bell'aspetto.

 

 

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