Colnago的新款场地自行车：结合计时赛与公路车设计

全新的 Colnago T1Rs 来了。这款意大利品牌的新款场地车架声称更加空气动力学、更坚固、多功能，并且具有适合集体赛、个人赛和冲刺的几何设计。

这是自 K-One 以来首款专用的 Colnago 场地自行车，K-One 最后一次使用是在 2018 年左右；该意大利品牌目前并未为任何大国提供其场地自行车。

它的发布是在 Colnago 自行车在 UAE Team Emirates-XRG、UAE Team ADQ 的手中，以及最显著的在 Tadej Pogačar 的手中，成为公路和计时赛的主导力量之后。

T1Rs 的设计只有一个目的：成为适合集体赛和个人赛的最快场地自行车。它之所以能做到这一点，得益于从 Y1Rs 和 TT1 中获得的经验，尽管如果你眯着眼看可能会觉得相似，但实际设计更专注于场地赛车。

全新的空气动力学设计，迎接全新的挑战

那么 Colnago 为什么需要新的车架呢？过去几年，空气动力学显著提高了自行车比赛的速度。团队追逐的世界纪录现在为 3:40.730，而个人追逐的时间已降至 4 分钟以下，这曾是团队赛事的获胜时间。

与此同时，集体赛事的比赛速度也超过 60 公里每小时，这需要新的设计过程来创造适合这一工作的最快场地车架。

空气动力学不是线性的

速度为什么重要？重量是一个简单的指标，因为它影响的因素响应更线性。由于重力保持不变，减少重量在空气阻力保持稳定时会导致线性的性能提升。然而，空气动力学有所不同，因为空气阻力随着速度的平方增加，而克服它所需的功率则以立方的方式上升。

换句话说，速度越快，问题就越具挑战性。在更高的速度下，克服阻力所需的功率远大于较低速度下，而正是这种物理现象解释了为什么在今年的环法自行车赛中，顶级总冠军争夺者在山地计时赛中最快的配置是计时赛自行车，而不是轻1公斤的公路自行车。这就是职业选手爬山的速度之快。

在赛道竞速的速度下，速度甚至更高，因此空气阻力是骑手所经历的最主导的力量，超过所有其他因素。如果我的计算正确，在0˚坡度下以60公里每小时的速度，克服空气阻力所需产生的力量的百分比约为94.5%，在70公里每小时时增加到95.9%。

这就是为什么新的T1Rs是针对超过60公里每小时的速度设计的，特别是为了这些竞赛速度。而这种特定性是非常重要的。

为什么不直接复制一辆空气动力学自行车？

不同的车架结构在不同速度下的空气动力学表现各异。一辆自行车在30公里每小时的速度下可能比另一辆更快，但这种关系在60公里每小时时可能会反转。

其中一个主要原因是雷诺数（Re）。较低的Re通常促进更平滑、更层流的气流，而较高的Re则产生更具能量的湍流边界层。由于Re与速度成正比增加（当高度和空气密度保持不变时），速度越快，Re就越高。

随着速度的增加，空气的行为变得更加湍流且能量更高，这对空气动力学有显著影响。我们在其他地方也可以看到这种优化的例子。例如，许多骑行服装和组件在前向圆柱形表面（如手臂）上加入小的表面“突起”——纹理或缝合——以诱导受控的湍流。这有助于气流在身体后面保持附着时间更长，从而减少阻力拖曳，降低总阻力，尽管皮肤摩擦阻力略有上升。在较高的速度下，空气自然趋向于湍流，这种策略通常需要将突起间距更紧凑，以适应增加的速度。

对于车架，情况略有不同。管段可以设计成类似气动翼的形状，而不是圆柱形，并具有更长的弦长（从前缘到后缘的直线距离）。这一点在TR1S叉的设计中得到了体现，该叉展示了更长的“更平坦”的气动翼形状和延长的弦长。这是因为在这种情况下，空气动力学效率在很大程度上依赖于气流沿表面保持附着。弦长或表面越长，空气在其上流动的时间就越长。在赛道上，处理和重量的限制比公路上要小，可以不妥协地使用更深和更长的气动翼轮廓。在60-70公里每小时达到的较高雷诺数下，气流有足够的能量在长而逐渐变细的部分上保持附着。这导致流动分离减少，尾流变小，从而降低压力阻力。

仔细观察设计可以发现，这些差异在Y1Rs上更为明显。新的T1Rs车架通过使用细长的轮廓，逐渐变细至精细的后缘来利用这一点。尽管这略微增加了表面积和皮肤摩擦阻力，但压力阻力的显著减少导致整体阻力系数降低。

相比之下，Kamm尾管形状以截断的方形后部为特征，在公路车架上更为常见，因为它们在各种偏航角下表现有效，例如在侧风和较低速度下遇到的情况。然而，在较高速度下，有效的偏航角减小；明显的风更直接地迎面而来，使得形状可以针对这种情况进行优化。

在室内跑道上，偏航角是最小的，因此截断型轮廓的好处在很大程度上变得微不足道。在这些条件下，像 T1Rs 上的那种更长、更尖锐和更尖的气动管通常能提供更优越的气动性能。

有趣的是，在较低的速度和较低的雷诺数下，能量较低的空气由于更大的分离潜力，可能无法很好地附着在管形的长度上，从而导致类似设计的压力阻力增加。在一种情况下表现良好的设计在另一种情况下可能表现不佳。

为什么我们在公路自行车和计时赛自行车上看不到这种设计方法？

说我们根本看不到它并不完全准确。当然，考虑到职业选手在这些赛事中骑行的平均速度为 50-55 公里每小时，这种设计的一些元素在计时赛自行车上是存在的。然而，在公路自行车和计时赛自行车上，外部因素意味着这些车架形状并不适合。

首先是侧风。这种 T1Rs 车架在多风条件下不仅更难以操控，而且与 Y1Rs 的更尾部轮廓相比，管子的形状也可能会妨碍性能。接下来是重量；这些管形更重，因为需要更多的材料来制造它们。

刚性是另一个考虑因素。在公路上，沥青的平整度远不如场地自行车的木质表面。延长的管形往往提供较差的顺应性，使得像 T1Rs 这样的自行车在场地外极其不宽容。

最后，实际考虑因素也会影响，比如水瓶。在公路比赛中，你需要携带水。T1Rs 并不打算解决这个问题，并且由于其设计，附加水瓶很可能会减慢自行车的速度。

这个问题在 Colnago 的 TT1 车架中得到了非常具体的解决，配备了集成的车架水瓶；同样，Y1Rs 的集成水瓶架也能保护标准水瓶并将其集成到车架中，设计用于特定的操作条件。

T1Rs 代表的东西类似于 F1 赛车——为速度和赛道竞赛而设计。添加齿轮、刹车或水瓶架无疑会阻止它成为一辆快速，甚至是体面的公路自行车。

这就是像这样的自行车让人感到兴奋的原因。

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