Nojapyöräfoorumi

Kun esim http://www.recumbents.com/wisil/hpra.htm -sivuilla katselee kilpailukuvia, niin "vajaakatetut" pyörät ovat lähes aina "peräkatettuja". Eli katetaan joko koko pyörä tai vain perä. Miksi? Ensimmäinen assosiaatio minulla on se, että ajokin etuosan (jalkapohjat, polkimet, etupyörä(t)..) synnyttämä turbulenssi on merkittävämpi hidaste kuin istuimen taakse muodostuva alipaine, jota peräkatteella poistetaan.
Onko kysymys käytännöllisyydestä? Peräkatteella varustettu soveltuu paremmin arkikäyttöön kuin etukate? Peräkate on kevyempi?

JuSa kirjoitti:

Ensimmäinen assosiaatio minulla on se, että ajokin etuosan (jalkapohjat, polkimet, etupyörä(t)..) synnyttämä turbulenssi on merkittävämpi hidaste kuin istuimen taakse muodostuva alipaine,

Jos nuo jalat, polkimet ja etupyörä tekevät liikaa pyörteitä, niin mitäkähän tekee puolipallon muotoinen kate keulassa Ilmiön vaikutusta voit kokeilla ajamalla avatun ja etenpäin suunnatun sateenvarjon avulla.
Jos taas etukate on niin pitkä että se ohjaa ilmavirran kokonaan kuljettajan ohi niin pyörä luokitellaan Fullfaired-luokkaan.

Jukka

jviirret kirjoitti:

Jos nuo jalat, polkimet ja etupyörä tekevät liikaa pyörteitä, niin mitäkähän tekee puolipallon muotoinen kate keulassa Ilmiön vaikutusta voit kokeilla ajamalla avatun ja eteenpäin suunnatun sateenvarjon avulla.

Tuo ilmanvastus muodostuu siten, että häiritsemättömässä virtauksessa edessä olevat ilman esteet tuottavat itseään suuremman pyörrevanan, jonka katveessa perässä tulevat peesaavat. Jalkapohjat vaikuttavat pinta-alaansa nähden huomattavasti enemmän, kuin muut saman kokoiset ilman esteet jäljempänä. Tuolta voi saada jotain arvausta pätevämpää http://personal.eunet.fi/pp/davinci/osa2.html
Sieltä näkyy, että jalkapohjan muotokerroin, eli ilmanvastus pinta-alaa kohti on luokkaa 1, jopa yli. Jalkojen takana tuleva kuski ja pyörä selviää jalkojen katveessa sen verran vähemmällä, että kokonaisuuden muotokerroin jää alle 0,8. Puolipallo ei ole optimaalinen muoto jalkojen eteen tuulta halkomaan, mutta senkin muotokerroin on vain kolmannes tuosta jalkapohjan kertoimesta. Tietenkään tuo patopisteeseen sijoitettu tuulenhalkoja ei saa olla liian suuri, vaan selvästi pienempi, kuin perässä tuleva poikkipinta. Ei todellakaan mikään sateenvarjo. Pyöräilynopeuksissa ilma ei tee mielellään jyrkkiä mutkia, vaan suunnanmuutosten säde lienee parinkymmenen sentin luokkaa, siksi peesi on katetta suurempi. Hommaa voi kokeilla laittamalla villalanka sateenvarjon reunaan ja juoksemalla kupu edellä.

Jori

jori kirjoitti:

Sieltä näkyy, että jalkapohjan muotokerroin, eli ilmanvastus pinta-alaa kohti on luokkaa 1, jopa yli.

no ei nyt ihan, jalkaterähän on kuitenkin jokasuuntaan aika pyöristetty eikä läheskään aina pohja ole kohtisuoraan ilmavirtaa vasten.

jori kirjoitti:

Tietenkään tuo patopisteeseen sijoitettu tuulenhalkoja ei saa olla liian suuri, vaan selvästi pienempi, kuin perässä tuleva poikkipinta.

Ilmeisesti tuulen halkojan optimaalinen koko on kiinni polkupyörän nopeuden suhteesta ilmavirran nopeuteen ja tuulenhalkojan sijainti pyörän edessä ilmavirran suunnasta? Eli jotta ilmanhalkojasta saataisiin hyötyä pitäisi tietää kuinka kovaa ajetaan, mistä tuulee ja kuinka voimakkaasti, jollakin toisella nopeudella erisuuntaisessa ilmavirrassa tuosta tuulen halkaisijasta on vain haittaa.

Jukka

jori kirjoitti:

... Tietenkään tuo patopisteeseen sijoitettu tuulenhalkoja ei saa olla liian suuri, vaan selvästi pienempi, kuin perässä tuleva poikkipinta. ...

Jori

Urbaanin legendan mukaan peräkate vähentää ilmanvastusta enempi kuin etukate.

Tein joskus plexilasista täysin pystyn muistaakseni luokkaa 50 cm * 80 cm olevan rakennelman nojiksen polkimien eteen osoittaakseni, miten hölmöä olisi lisätä ilmanvastusta noin.

Ällistyksekseni hädin tuskin huomasin mitään lisääntymistä ja ajelinkin kuukausia lasi edessä.

Saman olen huomannut tuon kinnerin kans, kunhan ei otsapinta-alaa kasvata niin sama minkä muotoinen kate on niin vauhti ei hidastu. Jos muodon vaikutus on noin pieni ilmanvastusta suurentavaan suuntaan, niin ei kai sen vaikutus ilmanvastusta pienentävään suuntaankaan voi kovin iso olla?
Jos heittää puuista palloa ja saman kokoista puu kuutiota niin suunnilleen yhtä kauas taitavat lentää?

Jukka

jviirret kirjoitti:

...
Jos muodon vaikutus on noin pieni ilmanvastusta suurentavaan suuntaan, niin ei kai sen vaikutus ilmanvastusta pienentävään suuntaankaan voi kovin iso olla?
...

Rautaista logiikkaa, samoin ajattelisin.

Nose Faired - luokka mahdollistaa katteen istuimen asti. Vertailuna olisi siis tyypillisen, "virtaviivaisen" velomobiilin etuosan muotoinen kate, joka ulottuu vaikkapa ajajan lantion kohdalle ja saman (laadukkaan ) velomobiilin pelkkä peräkate alkaen istuimesta.

A nose faired recumbent's construction shall be such that its shape may overtly direct airflow around the rider's body, but it may not attempt to reattach the airflow behind the rider by use of tail fairing devices. A nose fairing may not extend rearward beyond the riders torso

Olenko mielestäsi aivan väärässä, jos arvaan ensimmäisen vaihtoehdon olevan selvästi, ei siis marginaalisesti, edullisempi kuin pelkkä peräkate?

Mutta jos olen oikeassa, kysymykseni oli syy ensimmäisen vaihtoehdon hylkimiseen. Onko se esim arkikäytön hankaluus, vaikeampi rakennettavuus, suurempi paino vai esteettiset arvot. Vai pelkkä väärä ymmärrys?

jviirret kirjoitti:

JuSa kirjoitti:

Ensimmäinen assosiaatio minulla on se, että ajokin etuosan (jalkapohjat, polkimet, etupyörä(t)..) synnyttämä turbulenssi on merkittävämpi hidaste kuin istuimen taakse muodostuva alipaine,

Jos nuo jalat, polkimet ja etupyörä tekevät liikaa pyörteitä, niin mitäkähän tekee puolipallon muotoinen kate keulassa Ilmiön vaikutusta voit kokeilla ajamalla avatun ja etenpäin suunnatun sateenvarjon avulla.
Jos taas etukate on niin pitkä että se ohjaa ilmavirran kokonaan kuljettajan ohi niin pyörä luokitellaan Fullfaired-luokkaan.

Jukka

optimistx kirjoitti:

jviirret kirjoitti:

...
Jos muodon vaikutus on noin pieni ilmanvastusta suurentavaan suuntaan, niin ei kai sen vaikutus ilmanvastusta pienentävään suuntaankaan voi kovin iso olla?
...

Rautaista logiikkaa, samoin ajattelisin.

Minusta logiikka kuullosta "ruosteiselta". Rohkeita johtopäätöksiä vedoten luonnon ilmiöiden oletettuun yksinkertaiseen matemaattiseen muotoon. Luonnon ilmiöt ovat yleensä tavalla tai toisella eksponentiaalisia, eteenkin virtausopilliset.

JuSa kirjoitti:

Mutta jos olen oikeassa, kysymykseni oli syy ensimmäisen vaihtoehdon hylkimiseen. Onko se esim arkikäytön hankaluus, vaikeampi rakennettavuus, suurempi paino vai esteettiset arvot. Vai pelkkä väärä ymmärrys?

Tarvinneeko tuo yhtä ainoaa syytä? Noiden antamiesi syiden lisäksi siitä tulee isompi ja vaatii tukevammat kiinnikkeet=painoa.

Jukka

jviirret kirjoitti:

Saman olen huomannut tuon kinnerin kans, kunhan ei otsapinta-alaa kasvata niin sama minkä muotoinen kate on niin vauhti ei hidastu. Jos muodon vaikutus on noin pieni ilmanvastusta suurentavaan suuntaan, niin ei kai sen vaikutus ilmanvastusta pienentävään suuntaankaan voi kovin iso olla?

Erilaisten polkupyörien muotokertoimet pyörivät luokassa 0.8-1.1, eli jokseenkin sama kuin yksittäistä ladon seinää pystyssä kuljettaessa. Aika helppo huomata että tilanne ei tuosta juurikaan huonone muuten kuin kasvattamalla pinta-alaa. Sen sijaan parantamiseen olisi mahdollisuuksia ainakin teoriassa, vesipisaran kertoimesta ollaan todella kaukana. Tietysti mitä pienemmäksi kerroin menee, sitä vaikeampaa on parantaa lisää, mutta kyllä jotain parannusta voi saavuttaa ihan kotikonsteinkin. Ainakin luulen...

JuSa kirjoitti:

Mutta jos olen oikeassa, kysymykseni oli syy ensimmäisen vaihtoehdon hylkimiseen. Onko se esim arkikäytön hankaluus, vaikeampi rakennettavuus, suurempi paino vai esteettiset arvot. Vai pelkkä väärä ymmärrys?

Noiden lisäksi:

• etukatteen mitoitus on tarkempaa, pitää mahtua polkemaan, mutta yhtään liikaa ei kärsisi tulla pinta-alaa
• nojakeilla ajetaan pääasiassa kesällä, ja kesällä on kuuma. Kun laittaa etukatteen on vielä kuumempi kun ei ole tuuletusta

Arkikäyttön hankaluutena on ainakin huonompi näkyvyys ja vaikeampi nousta pyörän päälle.

JuSa kirjoitti:

...
Luonnon ilmiöt ovat yleensä tavalla tai toisella eksponentiaalisia, eteenkin virtausopilliset.

En aivan ymmärrä, miten tuo mitätöisi Jukan otaksumaa. Antaisitko esimerkin virtausopillisesta ilmiöstä, joka käyttäytyy eksponentiaalisesti? Miten se käyttäytyy tietyllä parametrin arvolla ja miten parametria suurennettaessa ja miten sitä pienennettäessä?

tavasti kirjoitti:

vesipisaran kertoimesta olla todella kaukana.

Mikä on vesipisaran muoto ja koko 10km/h ja 50km/h noppeuksissa? Jos 10km/h vesipisara jäädytetään ja pistetään kulkemaan 50km/h niin paljonko sen kerroin huononee? Entäpä jos sitä estetään kääntymästä ilmavirran suuntaan ja puhalletaan pieni sivutuuli mukaan kuvioihin.

Jukka

tavasti kirjoitti:

...
Erilaisten polkupyörien muotokertoimet pyörivät luokassa 0.8-1.1, eli jokseenkin sama kuin yksittäistä ladon seinää pystyssä kuljettaessa. Aika helppo huomata että tilanne ei tuosta juurikaan huonone muuten kuin kasvattamalla pinta-alaa. Sen sijaan parantamiseen olisi mahdollisuuksia ainakin teoriassa, vesipisaran kertoimesta ollaan todella kaukana. Tietysti mitä pienemmäksi kerroin menee, sitä vaikeampaa on parantaa lisää, mutta kyllä jotain parannusta voi saavuttaa ihan kotikonsteinkin. Ainakin luulen...

Tässä vahvistusta tuolle mitä sanot:

http://www.engineeringtoolbox.com/drag- ... d_627.html

A. Ladon seinän tapainen eli pyöreä levy : vastuskerroin noin 1.1 (yllä "thin disk")
B. Halkaistu pallo, pyöreä puoli tuulen puolelle: 0.42 ( "solid hemisphere")
C. Halkaistu pallo, tasainen puoli tuulen puolelle: 1.17 ("Solid Hemisphere flow normal to flat side")

D: Pisaranmuotoinen kappale : 0.04 ("Streamline body")

Noista luvuista voitaisiin karkeasti päätellä, että ladonoven etupuolen pyöristäminen pallonpuolikkaan tapaiseksi saattaisi pienentää ilmanvastuksen noin puolikkaaseen (A ---- > B), mutta

hännän lisääminen ladonoveen romauttaa vastuksen noin 1/10 -osaan tai 1/20 -osaan. ( A- ---> D tai B --->D) Sääli, ettei taulukossa ollut suoraan ladonovea hännällä.

(mieleenpainuvuuden takia tässä ladosta puhellaan, poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoisesta kappaleesta tietysti oikeasti on kysymys)

Piti ihan tarkastaa, että onko tosiaan pyöreä levy vähemmän vastustava kuin sama levy pallonpuolikas-pyrstöllä. On se. Siis 'terveen järjen mukainen' häntä voi lisätä vastusta!