單車誌-Cycling update

Propel在風洞實驗室怎麼吹?

 

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文◎吳敏正

自從空氣力學車種問市以來,車友們一定都常聽到風洞,可是風洞怎麼吹?自行車的設計者如何從風洞的實驗中,得到改進車款的數據?透過捷安特的安排,我們實際進到位於法國Magny-Cours的ACE風洞實驗室中,看看Giant如何做空氣力學的測試。

 

實驗結果必須與上路相符

 

空氣力學對於現代自行車的影響極大,只要在騎乘速度超過30km以上,就沒有辦法忽略風阻的影響。巨大全球公路車系研發主任Nixon說明,例如同樣以40km的速度騎乘,當同一個車手從爬坡型的TCR車款改騎空力車款Propel,就可以影響30-40瓦,長途騎下來,差距就很大。

 

Giant對於空力車款的核心概念,是希望車子在路上的表現,必須要和在空力實驗室中的結果相符,因此必須考慮的,不只是正面的風阻,必須考量到風會從更大的範圍、角度吹過來。所以Giant利用了流體力學和風洞測試,設計出了截頭橢圓形的新管型,相較於傳統水滴管型,在側風的情形下,能有更好的空力效果。

 

得到這樣的結果,是來自超過300次CFD分析,然後再實際以新的管型,以水和風洞來做測試,並進行整個車架組的整合,包括車架、前叉、和輪組,以及空力把手和豎管。

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▲Giant也透過風洞開發輪組、把手和豎管等零件。

 

以動態人體模型進行測試

 

在風洞的測試中,為了模擬實際騎車時的情境,Giant也特別做了一個動態人體模型,不使用真人騎乘,以減少出現任何變因。因為每個人的身型、姿勢,甚至連穿的衣服都有不同,用真人測試的結果,變數太多了,反而沒有辦法得到精確的數據。甚至為了對應模擬不同的情形、產品,Giant還有好幾個動態人體模型,來符合實際上的使用,像是測試車子的假人只有腳動,其他地方不動,而測試安全帽專用的假人,則是頭必須能上下做移動,才能模擬騎車時變換姿勢的情境。

 

實驗是在24mph的風速下,溫度與溼度恆定的環境,風吹向車子的角度從0-30度,讓動態人體模型持續踩踏,轉動車輪與傳動系統,整體考量了車子與騎乘著的關係,進行最接近真實情況的空氣力學分析,藉此精進Propel Disc的開發。

 

認識ACE風洞實驗室

ACE實驗室成立於1995年,當時是一名由F1退役的車手,為了要設計自己的賽車,所建的風洞實驗室,後來由其中兩個員工頂下後,自2010年起和Giant從第一代的Trinity開始合作。此後Giant和實驗室進行許多合作計畫,開發車子、安全帽、輪組和許多零件。而之所以選擇和ACE實驗室合作,則是因為雖然台灣像成大和中科院都有風洞,但並不對外接案子,此外大部份的實驗室只負責吹風洞、給數據,並沒有做後續的分析與優化的建議。

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▲ACE風洞實驗室經理Xavier Gergaud主持相關的風洞測試。

 

 

 

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2017-08-28
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