Оценка аэродинамического качества посадки велосипедистов

Страницы: 1 2

В этом случае площадь фронтальной проекции СВВ можно представить формулой:
S = L·C+L-k1B + L·k2D,       (2)
где 5—площадь фронтальной проекции СВВ;
L — ширина плеч велосипедиста;
С — расстояние между горизонтальными линиями, проходящими через наивысшую точку седла и наивысшую точку туловища;
K1, k2 — коэффициенты, показывающие, во сколько раз площадь ног и площадь головы больше площади туловища;
В — расстояние от каретки до горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку седла;
D — расстояние от горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку туловища, до наивысшей точки головы (при условии, если голова приподнята выше туловища).

При горизонтальном положении туловища площадь проекции на фронтальную плоскость минимальная. Эта площадь определяется суммой площади туловища и площади ног. Ее можно определить по формуле. Для этого надо величину ширины плеч L умножить на величину «толщины» туловища Л, после чего прибавить величину ширины плеч, умноженную на коэффициент k\ и величину расстояния от каретки до горизонтальной прямой.

Sмин = L·A+L·k1·В,   (3)
где Sмин — минимальная площадь проекции СВВ;
А — «толщина» туловища;
L — ширина плеч;
K1 — коэффициент, показывающий, во сколько раз площадь ног больше площади туловища;
В — расстояние от каретки до горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку поверхности седла.

Разделив минимальную площадь лобового сопротивления на площадь лобового сопротивления СВВ при дистанционной посадке, получим коэффициент К, характеризующий аэродинамическое совершенство посадки, где:
(4)
Обозначения те же, что и в формулах (2) и (3).

На основе результатов исследований, проведенных в аэродинамической трубе НИИмеханики МГУ на спортсмене мсмк в 18 различных позах при скорости воздушного потока 20 м/с (причем с целью повышения точности продувки проводились в 17 позах четыре раза, а в одной — 20 раз), определены
коэффициенты k1 и k2, которые оказались равными соответственно 0,5 и 0,25. Установлена отрицательная связь между коэффициентом К, с одной стороны, и силой аэродинамического сопротивления СВВ — с другой, г =—0,901 (доверительные границы этого коэффициента для уровня значимости 0,05 находятся в диапазоне —0,98±0,73).

Для определения коэффициента аэродинамичности посадки К нужно взять фотографию спортсмена (можно любого размера, но обязательно вид строго сбоку) и измерить отрезки А, В, С, D, а затем полученные размеры (они могут быть в сантиметрах или миллиметрах) подставить в формулу и произвести вычисления (см. рис. 2).

В нашем примере отрезок А на рис. 2 равен 13 мм, отрезок В — 29 мм, отрезок С — 17 мм и отрезок D — 3 мм. Подставим эти величины в формулу:
В связи с тем что коэффициент аэродинамичности посадки К — безразмерная величина, то ни масштаб изображения, ни то, в каких единицах выражена величина соответствующих отрезков, не имеют значения.

Чем ближе коэффициент К к единице, тем более совершенна посадка в аэродинамическом отношении. С помощью коэффициента К можно оценить аэродинамическое качество посадки любого спортсмена, сравнить различные посадки одного и того же спортсмена и посадки различных гонщиков. Оптимальная в аэродинамическом отношении посадка будет в том случае, если коэффициент К будет равен единице. У Копылова в дистанционной посадке коэффициент К составляет 0,857, у Храбцова — 0,826, у Мозера во время заезда на побитие рекорда мира он колебался в диапазоне от 0,82 до 0,89 (рассчитан по фотографиям, опубликованным в иностранной печати).

Простота и доступность определения коэффициента К очевидны.