自行車,只有功率是關鍵嗎?

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作者:張斯閔、相子元

在自行車競賽中,終點衝刺是最精彩刺激的一個環節,在高速衝刺時,勝負往往決定在些微的差距上。職業選手在終點前的衝刺階段平均可以輸出1000瓦以上的功率且維持9~17秒的時間,越高的功率輸出會有越快的騎乘速度,而速度也是決定勝敗的關鍵因素。

「空氣」對自行車的影響

然而,除了功率輸出可以影響速度外,來自空氣的阻力與拖曳力也佔有舉足輕重的地位。早在2011年運動工程期刊中的研究報告就指出,在衝刺的過程中,提高2%的功率輸出,速度卻只提高1%,這樣的結果更加凸顯了「空氣」對自行車的影響。

如何利用姿勢降低空氣的影響

迎風面積的大小直接影響了騎乘過程中的空氣阻力與拖曳力,這樣的現象在騎乘速度越快時越明顯,而CdA充份解釋這樣的結果。CdA是一項結合風阻係數(Cd)與迎風面積(A)的綜合數值,數值越小說明空氣影響程度越低,也代表同樣的功率輸出下會有更高的速度。

2019年國際運動生理與表現期刊的一篇關於CdA的研究發現,以三種不同的騎乘姿勢(坐姿A、抽車B、前傾抽車C)進行250公尺衝刺。結果顯示,採用前傾抽車的CdA數值較坐姿和抽車各減少了23%及26%,速度也有所提升。因此,在騎乘的過程中,縮小迎風面積對騎乘表現是有正面影響的。

空氣力學與功率間的平衡

從研究結果得知,前傾的抽車姿勢可以有效降低CdA數值與提高騎乘速度,但其中仍存有許多疑慮。由於此騎乘的姿勢相對於其餘兩者較為不自然,是否會造成輸出功率的下降,以及因為身體大部分重量會施加在前輪上,造成後輪下壓力降低是否會增加失控的風險,目前還有待證實。

雖然減少空氣阻力對騎乘有正面的影響,但因為每一個騎乘者的能力不同,因此在騎乘表現上也不盡相同,如何在空氣力學與功率輸出中找出平衡點是需要長時間調整及訓練,將兩者結合以達到最大的效益。另外,本篇研究只有針對短時間衝刺進行討論,而自行車主要為長時間的有氧運動,因此如何讓輸出的功率更有效的幫助推進,降低空氣阻力更顯得格外重要。

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參考文獻:

Schumacher, J., Burette-Pommay, J., & Jermy, M. (2011). Aerodynamic drag and biomechanical power of a track cyclist as a function of shoulder and torso angles. Sports Engineering, 14(2-4), 147-154.

Merkes, P. F., Menaspà, P., & Abbiss, C. R. (2019). Reducing aerodynamic drag by adopting a novel road-cycling sprint position. International Journal of Sports Physiology and Performance, 14(6), 733-738.

內容來源: 運動科學網

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