¿Por qué las ruedas traseras de las bicicletas de contrarreloj tienen forma de disco en lugar de tener radios?

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¿Las ruedas con forma de disco no causarán más resistencia al viento con vientos cruzados? ¿Cuáles son los beneficios de tener este tipo de ruedas?

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Es una prueba de tiempo, bastante corta y generalmente en un curso que está razonablemente protegido del viento. Si el viento lateral fuera un problema ese día, probablemente cambiarían las ruedas por unas abiertas, pero si el viento no es un problema, las ruedas permiten una velocidad máxima más alta (menor resistencia al aire, aunque a expensas de más peso). No ves frentes de disco no solo por las reglas sino porque hace que la bicicleta sea muy difícil de manejar. En viajes más largos, no solo el viento es un problema mayor, sino que con velocidades promedio más bajas y más peso de escalada es una preocupación mayor.
Daniel R Hicks

Respuestas:

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Las ruedas de disco tienen menor resistencia que las ruedas de radios Vea los datos aerodinámicos de Wheelbuilder y Aerodinámica de las ruedas de bicicleta de carrera de alto rendimiento . (Un enlace muestra datos simulados, el otro medido).

La mayoría de estas pruebas se ejecutan hasta ángulos de guiñada de 30 grados. El argumento es típicamente que en ángulos de guiñada más altos (más cerca de los vientos laterales) el conductor elegiría una rueda de radios en lugar de un disco.

Las ruedas de disco generalmente se prefieren para recorridos y días que no ven muchos vientos cruzados no debido a la resistencia, sino porque presentan un área grande para que el viento empuje y pueden conducir a un rendimiento impredecible en vientos cruzados altos. Esta es una razón por la que no suele ver las ruedas delanteras del disco en un entorno sin velódromo.

skipmcne
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También hay algunos órganos de gobierno nacionales que no permiten las ruedas de disco delanteras. UCI lo permite, pero los NGB a menudo no lo hacen.
JohnP
55
+1. También tenga en cuenta que no necesita discos para experimentar el efecto "soplado en la carretera". Mis ruedas "predeterminadas" tienen llantas de 6 cm, por lo que aún son relativamente pequeñas en comparación con los discos, pero en clima ventoso, cambiaré la rueda delantera por una llanta más pequeña, ¡para que pueda conducir en línea recta!
PeteH
Arreglará
Tom
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Encontré un enlace aquí: http://www.wing-light.de/CFD/wheels.htm pero también puede obtener gráficos similares del fabricante. Muestra diferente cantidad de resistencia en diferentes ángulos de viento.

Los vientos cruzados no necesariamente dan una alta resistencia, obviamente debería dar una menor resistencia que los vientos en contra Incluso cuando sopla directamente desde los lados, dependiendo de la velocidad de la bicicleta y del viento, el ángulo resultante no es de 90 grados.

Ahora, aquí está la parte interesante, si revisas el gráfico, ¡con un ángulo de alrededor de 20 grados, el disco tiene una resistencia negativa! Creo que para obtener ese tipo de ángulo, necesitas un ángulo de mayor grado (más como vientos cruzados) cuando te mueves rápido.

imel96
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No estoy seguro de entender. ¿Es ese arrastre negativo a 20 grados de un viento de frente? ¿Estamos hablando de viento verdadero o aparente aquí? No puedo ver cómo podrías obtener resistencia negativa sin un viento de cola. Vale la pena una nueva pregunta?
James Bradbury
@JamesBradbury - La nueva pregunta sería "¿cómo vuela un avión?" o "¿cómo puede un velero navegar contra el viento?"
Daniel R Hicks
@DanielRHicks, eso implica que la rueda no es simétrica cuando se ve desde arriba. ¿Es ese el caso? No puedo ver que funcione muy bien, excepto en un túnel de viento.
James Bradbury
@JamesBradbury: no necesariamente implica eso, solo que se puede lograr un efecto de superficie de sustentación. El aire hace cosas misteriosas a veces.
Daniel R Hicks
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@JamesBradbury sí, eso es 20 grados de viento en contra. En el túnel de viento, porque la rueda es estacionaria, eso es 20 grados de viento verdadero. En el camino sería un ángulo de viento aparente. Si esto plantea una nueva pregunta, creo que iría a la física solo para obtener una comprensión más profunda de los resultados de las pruebas del túnel de viento. Como mencionó DanielRHicks, lo llaman efecto vela. Otro punto interesante, si crees que no vale la pena porque no eres un profesional, ¡el documento también muestra que los ciclistas más lentos obtienen mayores ganancias de tiempo!
imel96
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La ventaja de una rueda de disco es que puede conducir más rápido que con una rueda de radios, en carreteras planas y onduladas y a velocidades constantes. Una vez que las colinas (gravedad y velocidades más bajas) o los cambios de ritmo, entran en la mezcla, el caso de las ruedas con radios se vuelve más fuerte.

VaVaVeteran
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Aprendí en la clase de física que las ruedas sólidas tienen un momento de inercia más bajo porque el centro de masa del material se encuentra más cerca del cubo (piense en una patinadora que sostiene sus brazos y gira). Técnicamente, esto debería hacer que la rueda sea más fácil de acelerar y disminuir la resistencia al girar la rueda. Pesan más, ¿es esto una ventaja y una razón para tenerlos?

jmknetspeed
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Eso solo es cierto para dos ruedas con la misma masa, distribuidas de manera diferente. Pero las ruedas de bicicleta sólidas suelen ser más pesadas que las de radios.
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