輪組慣性問題 - 單車

※ 引述《roller (邦)》之銘言：
: 說的好! 這樣才像是在討論

我也覺得這樣比較像是在討論.

: 沒錯太靈活不是好事 靈活度過高就是不穩定
: 但是 我們會有靈活度過高這個問題嗎?

我把我先前的文字再引述一次(因為我後來有修改內容,希望更清楚描述):
靈活性也不是愈高愈好.
慣性/轉動慣量趨近零的車子很容易摔倒.只是現實生活中還沒辦法做到那麼輕.
而且畢竟騎士也是有質量的(還是在最高點).
二輪車轉向時,只依靠輪胎跟地面的抓地力,很容易就會打滑.
你可以試試看:在極低速快轉把手.前胎很可能打滑,只是還不至於摔車.
在高速時要快速傾倒車身,用"轉動慣量守恆原理"輔助會安全得多.
(這一點我就不多解釋了,畢竟板友應該是以休閒為主;專業工程師則更不需我多言.)
這樣一來,在安全的前提下,穩定性跟靈活性反而不完全是衝突的了.
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: 我覺得 (從這一行開始離開科學 我得用我覺得了) 沒有

有些菜鳥網友,用科學辯不過人家,就說人家拿出三神器.
其實這三神器才是高階的經驗分享.菜鳥的"我覺得"跟高手的"我覺得"意義完全不同.

: 有聽過嫌 Dura-ace 變速太順太靈活了 比較喜歡 Tiagra 嗎?
: 有聽說 Lew 太輕了 改用 Xero 嗎?
: 我自己是用 1450 g 的 clincher 不管在什麼樣的情況下 我都沒有覺得它太靈活
: (當然 我沒用過 Lew or Lightweight 所以我也沒用過全世界上最 "靈活" 的輪組 )
: 如果還離太靈活很遠 就沒有意義追求更穩定~
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: 其實拿慣性高來說有助下坡打從一開是我就覺得是沒有意義的

請注意:"慣性"跟"轉動慣量"是兩個不同的東西!
如果你一直跳到"慣性"去想,就算想破頭也想不出答案的.
不論"慣性"高低,重力加速度就是那個樣子,自由落體時比較重的東西不會先落地.
(先不考慮風阻)
可是"轉動慣量"高的東西不容易摔倒!!
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陀螺不轉的時候一下就會摔倒(根本站不直),可是高速旋轉時可以站很久.
這就是陀螺儀效應最基本的現象.
"請注意,同一個陀螺,質量是一樣的,差異在於轉動慣量"
現在討論的重點是"轉動慣量"而非"質量".

轉動慣量大可以比較穩定,指的是給予操作者較長的反應時間去控制.
太靈活指的是操作者必須在極短時間內作出正確的操作反應,否則就會失控.
一般來說,會嫌車子不夠靈活的人大都是有經驗的操作者,很習慣短時間做出正確的操作.

: 下坡快慢主要是被 選線 平衡感 注意力集中... etc 所影響
: 慣性高低影響極低 反而是低慣性有助上坡
: -----
: 離題一下
: 其實零件的影響極低
: record 和 veloce 差 500g 佔人加車(65 kg + 7 kg) 的 0.7%
: 就算是 9kg vs 6 kg 的車 也才佔 4% 的總重量
: 太多車友過度誇飾了零件的影響

4%的總"質量"差異,可以造成多少%的"轉動慣量"差異?(同速度時)

單車上主要有三個東西(總成)會轉:前輪/後輪(含後齒)跟BB(含前齒)
而半徑最大的地方是輪胎.
我手邊沒有這些零件質量/尺寸的數據,不過可以推算一下:
(如果你有詳細的數據,就可以代入做出精確的計算)
BB有時候不轉,而且轉得也慢,就不計算好了.
為了簡化,前後輪當成一樣,省略掉後齒的重量.

令輪半徑為R,而平均質量半徑為r(R>r),則一輪的轉動慣量為I=mr^2(omega)
兩輪當然就乘2,一輛車的總轉動慣量是2I

現在我們把4%的質量加在最外圈(R)上.
轉動慣量變成2I+2(0.04)mR^2(omega)

然後通通轉換成I,來看差異量.
這時候就要估計了.因為我沒有足夠資料,所以假設r=0.8R或是反過來,R=1.25r
以上的式子變成:
2I+2(0.04)m(1.25r)^2(omega)
=2I+2(0.04*1.25*1.25)mr^2(omega)
=2I+2I(0.0625)
所以增加了6.25%的轉動慣量.

我估計的r=0.8R如果用更小的數字去代,差異會更大.因為那是平方的差異.
但我不是相關的工程師,沒有數據可以算.
但在這裡就可以看出,這4%可以是關鍵的少數--只要工程師把它放對地方.

轉動慣量的差異可以在小幅增加質量的狀況下大幅增加穩定性.
而在純下坡的高速比賽中,質量根本不是問題.(當然對上坡會有影響)
除此之外,適當的前後輪轉動慣量是可以增加靈活性的!
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利用陀螺移效應的逆操舵轉向手法,在機車已是行之有年的駕駛技術.
當然,這個量不能大到車手用力轉把手都轉不動,
但量太小時卻會變成轉起來很輕,可是車子不會倒(二輪車必須傾倒過彎).
這個量要多少?就必須要由車手的三神器(我覺得,我感覺,我認為)來決定.
舉個GP125的例子,一個框大約是2.5kg左右,直徑17'.輪胎大約3.x kg.
這在機車裡算最輕的了.
競賽操作速度一般都在70~150km/h區間,由車身直立到膝蓋碰地時間約0.8~1.0 sec.
0.8是GP等級的車手,1.0就算是入門者而已了.
一個彎差0.2秒,一場比賽下來累積的時間差會嚇死人.

: 說什麼 force 用起來 感覺比 rival 順很多 (你知道他們結構一模一樣嗎?)
: 說什麼 TCR Advanced SL 鋼性明顯得感覺比 TCR Advanced 高
: (你知道 Giant 自己說 "... is 5 percent less rigid up front and only 9 percent
: softer in drivetrain stiffness" 嗎?)
: 當然可以說變速的手感不一樣 我如果專心去體會當然也會體會出來
: 不過如果有真的體驗過騎車的感覺 那種人車和一 榨乾自己所有力氣 的感覺
: 就知道 components play aboslutely no part in it
: 當我專心騎車的時候 跟本沒空去講究這個慣性鋼性手感
: 這也是我為什麼喜歡 Offroad 的原因
: 如果地形夠難 腦袋裡除了要怎麼騎啥都不能想 可以忘記一切 活在 mtb 的世界裡
: 我不是要否定用貴的零件 我也用很多頂級的東西
: 不過不是為了比較舒服 是為了面子和爽度 沒辦法 漂亮的東西總是比較貴
: 如果 Record 跟 Veloce 長的一模一樣 如果 Pinarello 跟 Giant 長的一模一樣
: 我一定會用後者

以上這些東西我沒辦法回應...因為我還沒到玩那個境界.

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超跑夢 ///Ｍ Ｐｏｗｅｒ

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