Anda pikir Anda cepat, Anda tahu Anda bisa lebih cepat, tetapi berapa kecepatan tercepat yang mungkin secara fisik? Kami menemukan
Itu dia, melaju menuruni bukit seperti hidupmu bergantung padanya. Berjongkok di atas jeruji, buku-buku jari putih mencengkeram tetesan air, Anda melihat ke bawah ke komputer sepeda Anda dan Anda melihat angka klik hingga 70kmh. Oh ya, kamu benar-benar terbang sekarang. Tapi sebelum Anda bisa menambah kecepatan lagi, rambu lalu lintas menandakan persimpangan di depan dan Anda menekan rem untuk membuat Anda berhenti dengan aman.
Tapi bagaimana jika persimpangan itu tidak ada? Bagaimana jika tidak ada rintangan atau tikungan atau anjing yang berkeliaran di jalan, dan kemiringannya sepanjang dan mulus dan curam seperti yang Anda inginkan?
Seberapa cepat kamu bisa pergi? Mari kita mulai menjawab pertanyaan itu dengan melihat apa yang menahan Anda.
Hidup adalah hambatan
'Itu akan menjadi kecepatan terminal, ' jelas Rob Kitching, pendiri pakaian aerodinamis online Cycling Power Lab. ‘Dalam istilah bersepeda, ini adalah titik di mana gaya henti gabungan dari hambatan aerodinamis dan tahanan gelinding sama dengan gaya yang diberikan oleh gravitasi dan keluaran daya.’
Berapa besar dampak gravitasi bergantung pada tingkat keparahan lereng. ‘Jika Anda mengatur kemiringan hingga tak terbatas – dengan kata lain, dinding – tidak akan ada beban pada ban atau struktur sepeda, ' kata Ingmar Jungnickel, insinyur R&D untuk Specialized.
'Secara efektif itu akan membuat Anda mubazir dan Anda akan terjun payung.'
Atau lebih teknis 'speed skydiving', di mana tujuannya adalah untuk mencapai dan mempertahankan kecepatan terminal setinggi mungkin. Jatuhkan manusia dari perut pesawat ke bawah dan mereka akan mencapai kecepatan hingga 200kmh; kepala dulu dan kita berbicara 250-300kmh; kepala dulu dan mengenakan pakaian khusus yang ramping memungkinkan kecepatan hingga 450kmh.
'Tapi itu bukan bersepeda, jadi mari kita abaikan itu dan gunakan jalan yang sebenarnya, ' lanjut Jungnickel. Memindai jalan-jalan dunia, Baldwin Street di Dunedin, Selandia Baru, mendapat kehormatan yang meragukan sebagai jalan paling curam di planet ini pada 35-38°, tergantung pada siapa yang Anda percayai.
'Di kemiringan jalan ini – tetapi memanjang melebihi jarak 350m – dengan asumsi kondisi tenang dan output daya 400 watt, pengendara di posisi jalan dapat mencapai 89,48mph [144kmh], ' kata Jungnickel.
Itu beberapa kecepatan, tetapi masih hampir 80kmh di bawah rekor kecepatan menuruni bukit dunia, yang ditetapkan tahun lalu oleh pembalap Prancis ric Barone ketika ia mencapai 223,3kmh di trek kecepatan Chabrières yang tertutup salju di Pegunungan Alpen Prancis pada tahun 2015.
Jadi mungkin untuk mengurangi hambatan gelinding, lereng kita harus menampilkan platform es? Belum tentu, menurut Jungnickel. ‘Pada kecepatan ini, hambatan udara sekitar 99,5%.’
Itu sebanding dengan sekitar 50% saat berkendara dengan kecepatan 12km/jam. Hambatan udara meningkat semakin cepat Anda berkendara, jadi metode apa yang harus digunakan pengendara sepeda imajiner kita untuk mencapai kecepatan maksimum dan melawan hambatan udara?
Tetap aero
'Posisi yang jelas itu penting, ' kata Jungnickel. ‘Jadi saya melakukan perhitungan dengan pengendara yang dioptimalkan dalam posisi uji waktu dan, menggunakan analogi Baldwin Street yang diperpanjang, pengendara 400W dapat mencapai 200mph [322kmh].’
Ketika Jungnickel mengatakan dioptimalkan, dia berbicara menu aerodinamis lengkap. Itu berarti helm teardrop dan posisi yang melihat ekor helm mengalir secara alami ke bagian belakang yang mulus dan ramping.
Skinsuit yang ketat juga merupakan keharusan untuk mengurangi hambatan udara.
'Faktanya, ini sangat penting, ' kata Rob Lewis dari spesialis dinamika fluida komputasi TotalSim. 'Jenis bahan, penempatan jahitan, dan perawatan permukaan semuanya membuat perbedaan besar. Anda bisa berbicara tentang perbedaan 12-15% dalam hambatan antara setelan yang baik dan yang buruk.’
Lewis juga menyarankan bahwa menarik kaus kaki Anda sejauh mungkin lebih efektif secara aerodinamis daripada sepatu boot, sementara pegangan yang sempit pada ekstensi aerobar tersebut akan sedikit mengurangi hambatan juga.
Anda juga menginginkan pipa berbentuk tetesan air mata karena, seperti di atas, ini membantu mengurangi co-efisien hambatan aerodinamis (CdA). Ini mencakup kelicinan dan ukuran objek ditambah area depannya.
Fisika mengatakan bahwa objek dengan koefisien hambatan nol sebenarnya tidak ada di Bumi – semuanya memiliki beberapa bentuk gaya tarik – tetapi jumlahnya bisa sangat rendah.
Stang berbentuk tetesan air mata pada sepeda kelas atas, misalnya, dapat mencatat angka 0,005. Itu cukup aero.
Contoh CdA elit yang menggunakan batang berbentuk aero mungkin masuk pada tanda 0,18-0,25, dibandingkan dengan 0,25-0,30 atlet amatir yang baik.
Angka ini menjadi lebih penting bila disejajarkan dengan output daya. Ketika pemain pro Jerman Tony Martin memenangkan Kejuaraan Dunia Time-Trial 2011 di Kopenhagen, output daya dan hambatan aerodinamisnya (dinyatakan sebagai watt/m2 CdA) dihitung sebagai 2, 089.
Ini dibandingkan dengan 1.943 untuk Bradley Wiggins di urutan kedua dan 1.725 untuk Jakob Fuglsang di urutan ke-10.
'Semua pembalap dapat bekerja untuk meningkatkan angka ini, ' kata Kitching. ‘Tetapi yang juga sangat penting untuk kecepatan tertinggi adalah kepadatan udara, yang jelas-jelas kurang dapat dikontrol.’
Akan mengudara
Pada permukaan laut dan pada suhu 15°C, kerapatan udara sekitar 1,225kg/m3. Namun, faktor-faktor seperti suhu, tekanan barometrik, kelembapan, dan ketinggian memengaruhi kerapatan udara, dengan penurunan kerapatan semakin tinggi Anda.
‘Itulah sebabnya pengendara seperti Sam Whittingham berusaha keras untuk memecahkan rekor kecepatan darat tenaga manusia,’ tambah Lewis.
Dan mengapa Felix Baumgartner melayang ke udara tipis stratosfer ketika terjun payung ke 1,342kmh pada tahun 2012.
Canadian Whittingham telah mencapai 132,5kmh yang luar biasa di flat, meskipun itu masih di bawah rekor dunia untuk kecepatan bertenaga manusia, yang dicatat oleh rekan senegaranya Todd Reichart September lalu.
Reichart meninggalkan sisanya di belakangnya, mencatat kecepatan tertinggi 137,9kmh. Kami mengatakan 'sisanya' karena Reichart mendaftarkan kecepatan itu di World Human Powered Speed Challenge di State Route 305 di luar Battle Mountain, Nevada.
Ini adalah tahun ke-16 berturut-turut kompetisi diadakan di Nevada, dan itu dipengaruhi oleh dua faktor utama: ketinggiannya 1.408m di atas permukaan laut sehingga kepadatan udaranya rendah dan lintasannya menyediakan zona akselerasi 8km yang mengarah ke perangkap kecepatan 200m.
Keduanya membantu kecepatan maksimum Reichart, begitu juga dengan kendaraannya – sepeda telentang yang diselimuti fairing. 'Saya telah melakukan perhitungan lebih lanjut di Baldwin Street, ' kata Jungnickel, 'dan dengan sepeda fairing penuh, kecepatan terminal akan menjadi 369mph [594kmh].'
Akan lebih tinggi lagi jika Anda bisa melakukan sesuatu tentang ban, dengan Jungnickel menyatakan bahwa lebih banyak hambatan yang dihasilkan oleh ban yang menyembul daripada seluruh kapal.
'Juga, pada output daya yang ekstrem, Anda akhirnya akan mengalami cengkeraman maksimum yang dapat ditimbulkan oleh ban, yang merupakan fungsi dari downforce, ' katanya.
'Anda kemudian mencapai tangkapan-22. Anda dapat menambahkan spoiler untuk meningkatkan downforce, yang menambahkan drag, yang akan membutuhkan lebih banyak daya lagi (dan seterusnya). Di luar ini, saya tidak yakin masalah struktural apa pun akan menjadi faktor karena Anda bisa membuat sepeda lebih kokoh dengan lebih banyak material.’
Itu dia. Untuk mencapai kecepatan maksimum Anda hampir 600kmh, minta Graeme Obree untuk membuatkan Anda sepeda aero Beastie, pergi ke Selandia Baru, minta dewan Dunedin untuk memperpanjang Baldwin Street hingga sekitar 10km dan menghasilkan output daya yang mirip dengan Tony Martin. Sederhana…
