Pourquoi les roues arrière des vélos de contre-la-montre sont-elles en forme plutôt que de rayons?

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Les roues en forme de disque ne causeront-elles pas plus de résistance au vent avec les vents traversiers? Quels sont les avantages d'avoir ce type de roues?

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C'est un contre-la-montre, assez court et généralement sur un parcours raisonnablement protégé du vent. Si le vent latéral était un problème ce jour-là, ils remplaceraient probablement les roues par des roues ouvertes, mais si le vent n'est pas un problème, les roues permettent une vitesse de pointe plus élevée (moins de résistance à l'air, mais au détriment de plus de poids). Vous ne voyez pas les faces avant des disques non seulement à cause des règles, mais parce que cela rend le vélo très difficile à manipuler. Sur les longs trajets, non seulement le vent pose plus de problème, mais avec des vitesses moyennes plus faibles et un poids plus élevé en escalade est une préoccupation plus importante.
Daniel R Hicks

Réponses:

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Les roues à disque ont une traînée plus faible que les roues à rayons. Voir les données aérodynamiques du constructeur de roues et l' aérodynamique des roues de vélo de course haute performance . (Un lien montre des données simulées, l'autre mesuré).

La plupart de ces tests atteignent des angles de lacet de 30 degrés. L'argument est généralement qu'à des angles de lacet plus élevés (plus proches des vents latéraux), le cycliste choisirait une roue à rayons au lieu d'un disque.

Les roues à disque sont généralement préférées pour les cours et les jours qui ne voient pas beaucoup de vents transversaux non pas à cause de la traînée, mais parce qu'ils présentent une grande surface sur laquelle le vent peut pousser, et peuvent conduire à des performances imprévisibles dans des vents traversiers élevés. C'est une des raisons pour lesquelles vous ne voyez pas souvent les roues avant à disque dans un environnement non vélodrome.

skipmcne
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Il existe également quelques organes directeurs nationaux qui interdisent les roues avant à disque. L'UCI le permet, mais les NGB ne le font souvent pas.
JohnP
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+1. Notez également que vous n'avez pas besoin de disques pour ressentir l'effet "soufflé de l'autre côté de la route". Mes roues "par défaut" ont des jantes de 6 cm - donc relativement petites par rapport aux disques - mais par temps venteux, je remplacerai la roue avant par une jante plus petite, juste pour pouvoir rouler en ligne droite!
PeteH
Fixera des
Tom
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J'ai trouvé un lien ici: http://www.wing-light.de/CFD/wheels.htm mais vous pouvez également obtenir des graphiques similaires auprès du fabricant. Il montre une quantité différente de traînée dans différents angles de vent.

Les vents de travers ne donnent pas nécessairement une traînée élevée, évidemment ils devraient donner une traînée plus faible que les vents contraires. Même lorsqu'il souffle directement sur les côtés, selon la vitesse du vélo et le vent, l'angle résultant n'est pas de 90 degrés.

Maintenant, voici la partie intéressante, si vous vérifiez le graphique, à un angle d'environ 20 degrés, le disque a réellement une traînée négative! Je pense que pour obtenir ce type d'angle, vous avez besoin d'un angle plus élevé (plus comme des vents traversiers) lorsque vous vous déplacez rapidement.

imel96
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Je ne suis pas sûr de comprendre. Est-ce une traînée négative à 20 degrés par rapport au vent de face? Parlons-nous de vent vrai ou apparent ici? Je ne vois pas comment vous pourriez obtenir une traînée négative sans vent arrière. Vaut une nouvelle question?
James Bradbury
@JamesBradbury - La nouvelle question serait "comment vole un avion?" ou "comment un voilier peut-il naviguer au près?"
Daniel R Hicks
@DanielRHicks, cela implique que la roue n'est pas symétrique lorsqu'elle est vue du haut. Est-ce le cas? Je ne vois pas que ça fonctionne très bien, sauf dans une soufflerie.
James Bradbury
@JamesBradbury - Cela n'implique pas nécessairement que, juste qu'un effet de profil aérodynamique puisse être obtenu. L'air fait parfois des choses mystérieuses.
Daniel R Hicks
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@JamesBradbury oui, c'est 20 degrés de vent de face. En soufflerie, parce que la roue est à l'arrêt, c'est 20 degrés de vent vrai. Sur la route, ce serait l'angle du vent apparent. Si cela soulève une nouvelle question, je pense que cela irait à la physique juste pour avoir une meilleure compréhension des résultats des tests en soufflerie. Comme DanielRHicks l'a mentionné, ils l'appellent effet de voile. Autre point intéressant, si vous pensez que cela n'en vaut pas la peine parce que vous n'êtes pas un pro, le document montre également que les pilotes plus lents gagnent plus de temps!
imel96
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L'avantage d'une roue à disque est que vous pouvez rouler plus vite qu'avec une roue à rayons, sur des routes plates et vallonnées et à des vitesses stables. Une fois que les pentes (gravité et vitesses inférieures) ou les changements de rythme, viennent dans le mélange, le boîtier des roues à rayons devient plus fort.

VaVaVeteran
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J'ai appris en cours de physique que les roues solides ont un moment d'inertie inférieur parce que le centre de masse du matériau est situé plus près du moyeu (pensez à un patineur qui tient ses bras dedans et tourne). Techniquement, cela devrait faciliter l'accélération de la roue et abaisser la résistance à la rotation de la roue. Les peser plus, est-ce donc un avantage et une raison pour les avoir?

jmknetspeed
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Cela n'est vrai que pour deux roues de même masse, réparties différemment. Mais les roues de vélo solides sont généralement plus lourdes que celles à rayons.
Móż