Pelek roda semakin gemuk, yang tampaknya berlawanan dengan intuisi untuk membuatnya lebih cepat, jadi apa yang terjadi?
Logika menyarankan bahwa jika Anda ingin sesuatu membelah udara dengan cepat, Anda membuatnya tipis dan tajam – seperti Concorde. Bentuknya seperti anak panah, sementara pesawat penumpang lainnya berbentuk bulat, dan sebagai hasilnya ia bisa melintasi Atlantik dalam waktu kurang dari tiga jam. Banyak pemikiran yang sama masuk ke generasi awal roda aero bagian dalam: bagian V yang tipis dan dalam meruncing ke tepi yang tajam, yang memberi kesan mengiris di udara dengan efisiensi maksimum. Itu masuk akal secara intuitif, tetapi waktu telah berubah.
Desain roda terdepan sekarang, yah, lebih sedikit memotong dan lebih tumpul. Tepi telah melunak dan pelek melebar sejauh kita sekarang diberitahu bahwa profil pelek yang bulat dan gemuk adalah bentuk penahan angin terbaik untuk kinerja serba. Jadi apa yang terjadi?
Angin kencang
Pendukung asli dari bentuk pelek yang lebih lebar adalah Hed Wheels, dengan pendirinya, mendiang Steve Hed, yang mendorong banyak pemikiran di tahun 1980-an. Ketika Hed meluncurkan wheelset Ardennes paduan aluminium berprofil lebar dan gemuk di pertengahan 2000-an, merekomendasikannya untuk dipasangkan dengan ban 25mm daripada 23mm di mana-mana, banyak yang menyatakan tidak percaya bahwa ini bisa menjadi set-up yang lebih cepat. Pada saat itu, detail teknis masih samar. Sepertinya Hed mencari stabilitas ban yang lebih baik untuk kontrol menikung yang lebih banyak, bersama dengan mengurangi kemungkinan mencubit flat di medan yang kasar, namun penelitian awal di tahun 80-an juga menunjukkan bahwa pelek yang lebih lebar bisa lebih cepat secara aerodinamis. Kemudian, ketika paten Hed selesai pada tahun 2009, pintu dibuka untuk gelombang inovasi.
Michael Hall, direktur pengembangan lanjutan di produsen roda Zipp, mengatakan, 'Selama bertahun-tahun industri mengejar efisiensi drag secara keseluruhan [hasil tercepat dalam pengujian terowongan angin] dengan sedikit memperhatikan seberapa baik kinerja komponen tersebut pada sub- optimal, hari-hari dunia nyata. Di dunia nyata, pengendara harus berurusan dengan semua yang dilemparkan lingkungan mereka kepada mereka. Untuk roda Firecrest kami, yang diluncurkan pada tahun 2010, kami mengalihkan fokus kami dan produk yang dihasilkan berusaha lebih stabil dan dapat diprediksi ke segala arah angin daripada generasi sebelumnya.’
Kevin Quan, direktur teknik di Knight Composites, menjelaskan lebih detail: 'Cara kami mendesain adalah dari trailing edge, yang berarti bagian belakang roda.' Itu mungkin terdengar berlawanan dengan intuisi mengingat itu adalah ban dan leading tepi pelek yang terkena angin lebih dulu, tetapi Quan mengatakan, 'Penelitian kami menunjukkan bahwa ketika angin mengenai ban pada sudut yaw [setiap sudut selain lurus], ban akan terlepas [kehilangan aliran halusnya di atas pelek], jadi bentuk aerodinamis di bagian depan pelek tidak terlalu berpengaruh – hampir selalu macet.' Dengan kata lain, tidak ada gunanya memprioritaskan bentuk aerodinamis di bagian depan.
Manfaat Aero
Untuk memahami bagaimana pelek yang lebih lebar dapat meningkatkan aerodinamika daripada meningkatkan hambatan, kita perlu mempertimbangkan fakta bahwa udara yang kita kendarai tidak berperilaku secara konsisten. Bahkan pada hari yang tenang, udaranya berputar-putar, kekacauan yang kompleks. Ilmu aerodinamika telah menyadari bahwa dinamika fluida yang optimal – cara udara berinteraksi dengan bentuk dan tekstur permukaan yang bersentuhan dengannya – bermuara pada pengurangan gesekan.
Dalam hal aliran udara, ada tiga kategori besar. Kategori pertama adalah aliran udara 'laminar'. Ini adalah keadaan yang paling diinginkan untuk kerugian gesekan rendah dan mengacu pada udara yang bergerak dalam garis halus, lurus atau melengkung. Saat bertemu objek bergerak, aliran udara laminar terpisah, meluncur di sekitar objek, lalu melanjutkan alirannya di sisi lain dengan sedikit keributan.
Keadaan kedua adalah 'bergejolak'. Seperti namanya, ini mengacu pada udara kacau yang jauh dari aliran lancar, meskipun dapat memiliki elemen udara 'laminar' dan 'macet' di dalamnya. Penyebab turbulensi bisa banyak: mungkin hari berangin, atau Anda mengikuti pengendara lain dari dekat, atau ada mobil dan truk yang lewat. Kondisi sub-optimal ini terkadang disebut udara 'kotor', dan ini adalah kondisi paling umum yang kami alami.
Kondisi ketiga adalah 'macet'. Ini adalah saat udara tidak lagi mengalir, tetapi berputar ke arah yang berbeda sekaligus. Keadaan ini menyebabkan jumlah gesekan terbesar dan dengan demikian memiliki efek terbesar dalam memperlambat pengendara.
Artinya, meskipun kombinasi roda dan ban yang bekerja dengan baik dalam aliran laminar sangat bagus, saat Anda berhadapan langsung di terowongan angin, apa manfaat yang lebih besar dalam skenario dunia nyata adalah roda dan ban yang bekerja dengan baik di udara yang bergejolak. Desain modern yang paling sukses sebenarnya bertujuan untuk mengambil udara yang bergejolak dan mengurangi hambatannya – untuk membersihkan udara kotor. Inilah salah satu alasan mengapa pelek roda yang tipis dan tajam diganti dengan pelek yang lebih lebar dan bulat – desain baru ini hanya lebih cepat dalam memotong udara berantakan yang ditemui pengendara di sebagian besar perjalanan di dunia nyata. Namun ada alasan utama lain mengapa pelek semakin lebar, yaitu rolling resistance.
Kontak olahraga
Pergeseran ke pelek yang lebih lebar sebagian merupakan hasil dari perpindahan simultan ke arah ban yang lebih lebar. Di mana ban 23mm biasanya digunakan, lebih banyak pengendara dan pabrikan memilih ban 25mm, dan terkadang bahkan lebih lebar.
‘Penelitian Continental menunjukkan ban 25c memiliki ketahanan gelinding 10-15% lebih sedikit daripada ban 23c,’ kata Quan. 'Continental menunjukkan bahwa jika Anda memiliki ban yang lebih besar, patch kontak, bukannya bertambah panjang, menjadi lebih pendek tetapi lebih lebar, sehingga luas permukaan sebenarnya di jalan tetap sama pada tekanan yang sama.'
Ini didukung oleh temuan produsen ban Schwalbe. Manajer produk Marcus Hachmeyer mengatakan, 'Jika Anda membandingkan ban dengan lebar yang berbeda tetapi spesifikasi yang sama - senyawa yang sama, profil dan tekanan inflasi - dalam hal rolling resistance lebih lebar lebih cepat. Jika Anda membayangkan sepeda dan pengendara Anda diparkir di atas selembar kaca dan Anda melihat ke atas dari bawah di mana ban bertemu dengan kaca, Anda akan melihat dua bentuk yang sangat berbeda. Pada ban yang sempit bentuknya akan panjang dan tipis, lonjong. Pada ban yang lebih lebar, tambalan kontak akan lebih pendek dan lebih gemuk, lebih banyak lingkaran, dan dengan cara itu lebih sedikit benang yang membentuk dinding samping dan membantu menciptakan tahanan gelinding yang digunakan pada saat tertentu, dan gesekan menjadi lebih sedikit.'
Itu semua sangat baik, tetapi mengapa tidak memasangkan ban yang lebih lebar ke pelek yang sempit saja? Saat pelek sempit, ban membentuk bentuk 'bola lampu' jika dilihat dari profil – terjepit di bagian yang terkait dengan pelek, dan membulat menjauhi pelek. Dengan pelek internal yang lebih lebar, ban membentuk lebih banyak bentuk 'U' terbalik, yang membantu menciptakan bidang kontak yang lebih bulat dengan jalan dan kemudian mengurangi hambatan gelinding.
Lebar internal pelek roda jalan – jarak antara dua flensa kait yang menahan manik-manik ban – hingga saat ini sekitar 14mm. Pada potongan pertama pelek yang lebih lebar, ruang itu bertambah menjadi lebih seperti 16mm, dan sekarang pabrikan membuatnya lebih lebar lagi. Jajaran Aeolus TLR D3 terbaru dari Bontrager, yang diluncurkan awal tahun ini, memperluas lebarnya dari D3 sebelumnya di 17.5mm ke 19,5mm besar, peningkatan substansial dalam hal persentase. Sebuah kata peringatan datang dari Michel Lethenet dari produsen roda Mavic. 'Kedua elemen [ban dan pelek] idealnya perlu dirancang agar cocok dengan sempurna untuk meningkatkan sistem. Jika tidak, tidak masuk akal dengan inersia yang meningkat, bobot yang berputar dan drag aero yang hanya menggunakan ban yang lebih lebar. Plus ada aspek keselamatan yang perlu dipertimbangkan jika Anda mempertimbangkan skenario sebaliknya – ban sempit yang digunakan pada pelek yang terlalu lebar. Ini mungkin memiliki risiko tinggi ban tidak terpasang dengan benar dan berpotensi meledak.’
Keamanan dengan sesuatu yang vital seperti ban adalah yang terpenting, dan Quan menambahkan, 'Saat ini 17-18mm [lebar rim-bed internal], tampaknya baik-baik saja, tetapi lebih lebar, katakanlah hingga 20mm, dan kami mulai wilayah yang belum dipetakan. Saat ini kami belum melihat efek samping apa pun, tetapi belum benar-benar terlihat di arus utama.’
Menangani Mesias
Hanya untuk membuktikan bahwa roda mungkin merupakan masalah paling kompleks yang harus ditangani oleh para insinyur, ada pertimbangan penting lainnya dalam ringkasan desain: penanganan.
'Ini adalah faktor yang sangat penting, ' kata Simon Smart, direktur teknis Smart Aero Technology dan perancang sistem roda aero (Enve SES) Enve Composites. “Jika kita kembali tujuh tahun, atlet akan datang ke terowongan angin dan kami akan mengidentifikasi wheelset tercepat untuk mereka. Tetapi kami menemukan bahwa seringkali di dunia nyata roda lebih lambat. Ini bukan karena terowongan angin yang salah, itu hanya karena pengendara tidak bisa menjaga garis lurus saat balapan karena roda kurang stabil.’
Bagian dari melaju kencang adalah mampu mempertahankan kendali, jadi jika roda tidak memiliki stabilitas di angin yang bersilangan atau udara yang bergejolak, akibatnya adalah hilangnya kepercayaan diri untuk melaju kencang dan performa pasti akan menurun. 'Bagi saya, stabilitas berkendara adalah hal besar yang hilang dari performa roda, dan saya tahu bahwa jika kami dapat mengembangkan roda depan yang lebih stabil, bahkan jika terbukti sedikit lebih lambat di terowongan angin, saya tahu itu akan lebih cepat di dunia nyata.,' kata Pintar.‘Itulah mengapa saya memulai program pengembangan dengan Enve, dengan penanganan sebagai prioritas nomor satu.’
Semua ini menunjukkan fakta bahwa roda dan ban harus bekerja bersama sebagai satu paket lengkap untuk solusi optimal, tidak hanya dalam aerodinamika tetapi juga stabilitas pada kecepatan, penanganan yang dapat diprediksi, dan rolling resistance yang lebih rendah. Mengingat hal ini, apakah kita akan melihat produsen roda bekerja lebih erat dengan produsen ban di masa depan?
Dalam kasus Bontrager, mereka sudah satu dan sama. Ray Hanstein, manajer produk roda Bontrager, mengatakan, 'Para insinyur roda dan ban kami dianggap sama. Roda dan ban begitu terjalin sehingga Anda tidak dapat mengembangkan satu potensi tanpa memiliki pemahaman yang mendalam tentang yang lain. Orang-orang ini bekerja di ruangan yang sama, berkendara bersama, makan siang bersama.’ Ini adalah cerita serupa di Mavic dan Zipp, yang membuat ban dan velg sendiri, sehingga dapat membuat produk yang dipasangkan dengan tepat. Pertanyaan besar yang tersisa untuk dijawab adalah: apakah kita sudah mencapai puncak? Smart mengatakan, 'Merancang pelek cukup menantang, tetapi mengasyikkan. Dalam lima tahun terakhir, desain rangka telah berubah sedikit, dan hal-hal seperti memungkinkan ban yang lebih lebar yang memberi kami kebebasan untuk menjelajahi pelek yang lebih lebar lagi. Seperti kebanyakan hal, ada titik pengembalian yang semakin berkurang, tetapi saya rasa kita belum mencapai puncaknya.’
Pada akhirnya, ban yang lebih lebar dan profil roda yang lebar adalah arah yang dituju industri ini, dan pilihan yang tepat bagi pengendara jika Anda menginginkan keuntungan maksimal dalam kondisi yang kita semua alami sehari-hari, dengan penanganan yang dapat diprediksi untuk boot. Ilmu pengetahuan mendukungnya, jadi mungkin sudah saatnya untuk menolak pandangan sempit dan melebar.
