时速超过130千米的自行车?简直痴人说梦。然而,这在每年于美国内华达州巴特尔芒廷的沙漠公路上举办的「世界人力车速度挑战赛」上已然成真。让梦想照进现实的秘密武器就是能躺著骑的自行车!


碧蓝如洗的天空下, 一条沥青公路将赤红的沙漠拦腰劈为两截。突然,一道小黑影悄无声息地从公路尽头闪现,没有任何预兆:它以惊人的速度逼近,彷佛一枚紧贴地面疾驰的奇怪导弹。在一片死寂中,它掠过并消失在天边。雷达测出了最终结果: 133.78千米/时。对于一辆自行车,这已经不是「令人瞠目结舌」可以形容的程度了……

视频封面


一卧行千里

和成绩同样难以置信的是该款VeloX 3型自行车的推进方式:这枚带轮子的炮弹仅靠人腿驱动!

2013年9月,它在一年一度的巴特尔芒廷「世界人力车速度挑战赛」上打破了世界最快自行车的纪录。去年9月13日,它的设计者又携新一代VeloX 4出战,与其他四十多名竞争者展开角逐,遗憾的是未能创造新纪录。

不过这些超级自行车的秘诀究竟是什么?尽管它们速度快如火箭,却和一般的山地自行车没有本质上的区别。大部分零件都符合标准规格:一个四速或五速牙盘、一个踏板、两个轮子、一个变速器、一个车叉和一根车链。事实上,唯一不同的只有形状。而这一工业成果的漫长演化史可以一路追溯至1933年。

法国企业家夏尔·穆谢(Charles Mochet)在当时制造了一辆躺著踩而非坐著踩的自行车。为了给新产品造势,他找到了业余自行车手弗朗西斯·福尔(Francis Faure),让他骑著这个有著仿汽车外壳的「自行车汽车(Vélo-Vélocar)」参加一些官方赛事。

但当他躺在新座驾里出现在起跑线上的时候,却饱受其他选手的冷嘲热讽:「呵,弗朗西斯,已经累了?」然而,1933年7月7日这一天,福尔在一个小时内就骑出45.055千米远。从此,再也没有人把他当作笑柄:这个初出茅庐的小伙子一举刷新了尘封19年之久的世界纪录!而这一切的首功要归于更符合空气动力学原理的躺式自行车(简称「躺车」)。

在自行车行进的过程中,骑车人必须对抗三大阻力。首两个轮子、一个变速器、一个车叉和一根车链。事实上,唯一不同的只有形状。而这一工业成果的漫长演化史可以一路追溯至1933年。

但当他躺在新座驾里出现在起跑线上的时候,却饱受其他选手的冷嘲热讽:「呵,弗朗西斯,已经累了?」然而,1933年7月7日这一天,福尔在一个小时内就骑出45.055千米远。从此,再也没有人把他当作笑柄:这个初出茅庐的小伙子一举刷新了尘封19年之久的世界纪录!而这一切的首功要归于更符合空气动力学原理的躺式自行车(简称「躺车」)。

在自行车行进的过程中,骑车人必须对抗三大阻力。

首先是重力——这种由地球施加的吸引力无处不在(与自行车和运动员的总质量成正比)。它使自行车在爬坡时减速,在下坡时加速,在平地上的影响可以忽略不计。不能忽略的是机械组件之间(如链条和牙盘)以及轮胎和地面之间的摩擦力。不过在高速状态下,摩擦力的占比不会超过阻力总合的15%。绊住车手的实则是无形的空气。

想必不少人都尝试过在行驶的汽车中将手伸出窗外吧?伸出去的手被一种不可思议的力量向后扯动,积聚于手前的空气在滑过掌心之时几乎把整只手向后推了一把。要知道,大气中充满了气体分子,想往前行进,就得把挡道的分子推开以腾出空间。低速行进时,它们完全有时间绕开我们,因此我们感受不到阻力。

然而,车子开得越快,分子就越难避开,结果便是它们屯积在我们面前,反把我们向后推。在自行车上也是一样的道理。只不过这回是骑车人和自行车构成了一个整体,共同阻挡著空气。而后者的推动和减速效果也同样施加于这一整体的表面。


找到最佳场地

要限制这一阻力很简单:只需减小与空气的接触面积即可。而这正是躺式自行车的看家本领,它暴露在空气中的面积比传统自行车小。

这也就是为什么1933年弗朗西斯·福尔作为一名业余自行车手却能将一群训练有素的竞争者打得一败涂地。然而可惜的是,1934年4月1日国际自行车联盟拒绝承认这项速度纪录,并禁止躺式自行车参加一切官方赛事。弗朗西斯·福尔得到的唯一慰藉是:他有幸成为当时顺势产生的一项全新赛事——「人力驱动车赛」的首位冠军。

不得不承认,在很长一段时间内,大众对于这个比赛并没有太大兴趣。直到上世纪70年代,一帮奇人怪咖创立了世界人力驱动车协会,他们著手举办的比赛逐渐变得家喻户晓。大部分参赛者都亲手制造自己专用的「躺车」。一切都围绕尽善尽美的空气动力学性能而展开:有人将车身裹在壳内,还有人先在自行车四周安上铁丝搭成的骨架,再将布铺在上面,更有甚者,直接将小艇改造成自行车!

之后这些年里,在计算机模拟和风洞测试的双重辅助下,当初这些炒得沸沸扬扬的点子逐渐汇合成最优方案:前部圆形的构造有助于空气滑过车体,避免其在车前聚集,与此同时还能形成一个高压区域来减缓空气。后方修长的尾部有助于引导两端的空气尽快在通过车体后汇合。若非如此设计,被迫改道的气体分子将在车体后方很远处才会重新聚拢到一块儿。

这使得紧挨著车体后部的空气较为稀薄,该区域的压强也就相对较低——这不但不能帮忙,反将自行车向后拽!超级自行车凭借其独一无二的外形将大气强加的这一层无形阻碍几乎消除殆尽,离完美迈近了一大步……在打破速度纪录的道路上,极限自行车迷只剩下一件事情要做,那就是选一块像巴特尔芒廷这样的理想场地。

法国专业躺式自行车手奥雷利昂·博纳多(Aurélien Bonneteau)2013年带著由法国安纳西技术学院制造的Alta?r IV型躺车出战巴特尔芒廷,名列第九。他这样介绍道:「公路位于海拔1500米处,那里的空气相比海平面更加稀薄,因此对我们的赛车造成的阻力也更小!然而那里的氧气含量也相应变少,运动员需要消耗更多的体力,这使一切又变得更困难。」


停下来需要2千米

因为骑动这些超级自行车都要靠足够的肌肉力量……起跑前,车手无法独自进入车体,需要整个车队的协助才能最终入座并盖上壳子。而要让这40多千克重的怪物启动起来,还需要外力向前推,只有当自行车前进几米之后,车手才真正开始把控。

HumanPower Team的车手及其团队正在调试VeloX 4。

起步后整整8千米的直线路程(这些飞毛腿无法转动很大角度)都需要车手使足劲儿踩以顺利加速,之后才是200米长的测速跑道。最后近2千米的赛道用来刹车。「就像什么都没发生过一样,很短!资格赛的时候,我们在Alta?r IV上试过液压刹车,但是最后油都沸腾了!于是我们只得重新用上老套但很管用的线刹!」奥雷利昂回忆道。

赛后,队员赶紧跑来扶住VeloX 3,以免它减速后倾倒。

既然这些赛车已趋近完美,那么如何才能百尺竿头更进一步呢?对于摘得2013年度桂冠的Human Power Team,最根本的途径在于调整主动轮。他们刷新纪录的VeloX 3是靠后轮带动自行车的,而新一代的VeloX 4则靠前轮。车链由此变得更短,因为它不贯穿车身也能带动轮子,供能将更为优化。

外壳也通过计算机重新进行了设计。车身主体由碳纤维材料构成,表面覆盖有聚酯树脂,因此极为光滑。风洞测试结果显示,它外壳的空气动力学阻力比上一代低20%。

撰文 Romain Raffegeau

编译 张毅伟

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