Ruote HollowGram Tecnologia D.R.A.F.T. Tecnologia D.R.A.F.T. Tecnologia D.R.A.F.T.

D.R.A.F.T. e ruote HollowGram

Le prestazioni aerodinamiche sono al centro della gamma di ruote da strada HollowGram. In cima alla lista c’è la ruota HollowGram R64, un modello a profilo alto, veloce e che implora di tagliare il vento e continuare a percorrere chilometri. Le ruote della serie R50 combinano il vantaggio aerodinamico della R64, ma in un pacchetto più leggero che mira a essere una formidabile ruota da corsa a tutto tondo. Il modello R45 porta l'esperienza aerodinamica a un prezzo inferiore, consentendo ai ciclisti di raggiungere alte velocità più facilmente che mai.

L'aerodinamica delle ruote stradali è complessa e richiede una comprensione profonda dei vari principi della meccanica dei fluidi. E’ per questo motivo che applichiamo la tecnologia D.R.A.F.T. (o Drag Reducing Aerodynamic Flow Technology - Tecnologia di riduzione del flusso aerodinamico) su tutte le ruote da strada HollowGram. D.R.A.F.T. è l'approccio di HollowGram al design aerodinamico e offre prestazioni aerodinamiche ottimali in tutta la gamma di condizioni stradali che i ciclisti sperimenteranno. Combinando la variazione della resistenza aerodinamica in funzione dell'angolo di imbardata e dei dati del vento ambientale, ci assicuriamo che ogni ruota della linea da strada HollowGram offra le massime prestazioni in ogni condizione.

Cerchi e coperture

Le ruote da strada HollowGram R64, 50 e 45 hanno una larghezza interna di 21 mm e una larghezza esterna di 32 mm, per offrire le migliori prestazioni con le dimensioni di pneumatici da strada più comuni. Questo aspetto è fondamentale perché il pneumatico è un elemento chiave nell'aerodinamica delle ruote. Soprattutto nel caso della ruota anteriore, il pneumatico è la prima parte della bici a incontrare l'aria, quindi l'interazione tra il pneumatico e il cerchio guida il movimento dell'aria sul cerchio stesso, il che influisce sulla resistenza creata dalla ruota. In termini aerodinamici, uno pneumatico per bicicletta non ha generalmente una forma efficiente, quindi il cerchio deve accoppiarsi perfettamente con lo pneumatico per ridurre al minimo la separazione e mantenere l'adesione al flusso d’aria. Affinché un cerchio riduca la resistenza, deve far sì che l'aria si riattacchi al cerchio dopo essersi separata dallo pneumatico e quindi gestirne il movimento sulla sua superficie. La combinazione di larghezza e forma rende i cerchi HollowGram meno sensibili sia alla costruzione che alle dimensioni del pneumatico, con penalità aerodinamiche minime per l'utilizzo di pneumatici da strada di larghezza maggiore.

Cos’è D.R.A.F.T?

D.R.A.F.T. è il nome dato alla filosofia di sviluppo aerodinamico delle ruote HollowGram. Al centro del lavoro c'è un processo sviluppato internamente e sottoposto a revisione paritaria per valutare le prestazioni aerodinamiche su strada in condizioni di vento, chiamato resistenza di imbardata ponderata. Ciò garantisce che il design sia ottimizzato per massimizzare la velocità dei ciclisti in condizioni di vento reali.

Che cos'è la resistenza di imbardata ponderata e perché è importante?

Durante lo sviluppo e il test dei prodotti, valutiamo la resistenza in un certo range di angoli di imbardata (l'angolo tra la direzione di marcia e il vettore effettivo del vento). La Figura 1 (sotto) mostra un grafico della resistenza rispetto all'angolo di imbardata. Questo è un risultato tipico dei test in galleria del vento. Si noti la variazione significativa della resistenza in funzione dell'angolo di imbardata. In questo grafico, la resistenza della ruota diminuisce all'aumentare dell'angolo di imbardata fino a un punto di flessione dove aumenta rapidamente. Questo comportamento è tipico di una ruota ad alte prestazioni.

La variazione della resistenza con l'angolo di imbardata fa sorgere una domanda: quali angoli di imbardata dovrebbero essere usati per valutare le prestazioni su strada? Questo fattore è particolarmente importante nel caso in cui si confrontino due configurazioni con curve intersecanti. (ad es. Figura 2 sotto)

Prendiamo ad esempio l'HollowGram R50 rispetto al modello Roval Rapide CLX, testato con gli stessi pneumatici. In questo caso, entrambe le ruote possono affermare di avere la minore resistenza aerodinamica in diversi punti dello spettro di imbardata.

Quali angoli di imbardata sono più importanti?

Se gli angoli di imbardata sperimentati da un ciclista fossero distribuiti uniformemente, le medie di questi risultati produrrebbe una semplice media aritmetica. Nella pratica, però, gli angoli di imbardata non sono equamente distribuiti e dobbiamo perciò tenere conto di questo effetto.

E’ infatti da tener presente che l'angolo di imbardata e l'angolazione del vento non sono la stessa cosa. Quando un ciclista è in movimento, infatti, ha una componente di velocità in avanti che, combinata con il vento atmosferico, crea l'angolo di imbardata risultante. Pertanto, l'angolo di imbardata è una funzione della velocità del vento, della direzione del vento e della velocità del ciclista. Abbiamo utilizzato funzioni statistiche di velocità e direzione del vento, combinate con l'effetto geometrico del movimento in avanti, per determinare un modello analitico della distribuzione dell'angolo di imbardata. Il risultato è una curva a campana centrata su un angolo di imbardata di 0 gradi (vedi figura 3 sotto).

Utilizzando questa funzione di ponderazione, trasformiamo i risultati della galleria del vento per creare un grafico in cui l'entità della resistenza viene ridimensionata proporzionalmente alla probabilità che un ciclista veda quell'angolo di imbardata sulla strada. La resistenza ponderata dell'imbardata viene quindi calcolata prendendo una media ponderata del grafico della resistenza ponderata.

Se visti attraverso il contesto della resistenza all'imbardata, vediamo che c'è poco che separa le prestazioni aerodinamiche di queste due ruote. Questo metodo offre due chiari vantaggi per l'analisi: prima di tutto, semplifica il processo di analisi combinando grandi sottoinsiemi di dati in un singolo valore per ogni configurazione che comprende sia la resistenza in funzione dell'angolo di imbardata sia la probabilità di quegli angoli di imbardata sulla strada. In secondo luogo, facilita il confronto oggettivo delle prestazioni su strada senza raccogliere i dati dai risultati della galleria del vento.

In Cannondale, utilizziamo la resistenza ponderata dell’imbardata durante lo sviluppo di tutti i nostri prodotti ad alte prestazioni, per garantire che siano completamente ottimizzati per tutte le possibili condizioni di guida che i nostri ciclisti sperimenteranno.

Per tutti i dettagli sulla derivazione della resistenza ponderata dell’imbardata, leggi il documento qui:

doi:10.3390/proceedings2060211

In che modo la velocità della strada e la velocità del vento influenzano questo approccio?

Questo caso di studio viene applicato utilizzando una velocità del ciclista di 40 km/h e una velocità del vento di 11 km/h. Questo modello è tuttavia flessibile e può essere applicato con diverse velocità. Aumentando la velocità del ciclista o diminuendo la velocità del vento si restringerà la distribuzione dell'imbardata, aumentando l'enfasi sugli angoli di imbardata più bassi. Diminuendo la velocità del ciclista o aumentando la velocità del vento si appiattirà la distribuzione dell'imbardata, diminuendo l'enfasi sugli angoli di imbardata bassi. Utilizziamo come velocità del ciclista 40 km/h in quanto è rappresentativa della velocità media in gara ed è una velocità raggiungibile per la maggior parte dei praticanti con brevi accelerate. In quanto tale, è un'ottima rappresentazione di una guida veloce su strada. Il valore di 11 km/h per la velocità media del vento è derivato da dati sperimentali e rispecchia il SAE (Ente di normazione nel campo dell'industria aerospaziale, automobilistica e veicolistica) nel loro approccio per la valutazione dei veicoli stradali.