脱初心者必見!!ロードバイクにおける空力(エアロダイナミクス)の重要性について

速さは何に影響されて決まるのか。

そんなことを考えながら、ロードバイクに乗ってますか?

初心者のうちは、ただただペダルを回すだけでいいんです。

距離を乗れば、確実に速くなりますし、遠くへ行けるようになります。

脱初心者ともなると、そうはいきません。

何も考えず、漫然と乗っているとあるレベルを境にいきなり壁にぶつかります。

ロードバイクを走らせるためには、いろいろな技術や知識が必要です。

今回は、知識に焦点を当てて、主に空力(エアロダイナミクス)についてお話します。

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ロードバイクの速さの要素とは?

単純な話です。

推進力-抵抗力

これ以外の何ものでもありません。

前に進もうとする力とそれを邪魔する力の力量の差で、速く進むのか、遅く進むのか、はたまた押し戻されるのかが決定します。

では、どうすれば速くなるか?

1.推進力を大きくする

2.抵抗力を小さくする

これだけです。

実にシンプル。

各々の目的を達するためには、推進力や抵抗力の発生源が何かを知らないといけません。

では、「推進力」となる要因はどのようなものがあるでしょう。

1.人間が発生させるパワー(出力)

2.強烈な追い風

3.下り勾配

4.ナニかに前方に押される(ホラーでもない限り、まずありえないですが…)

5.ナニかに前方に引かれる(ニバリェェェ…)

6.メカニカルドーピング(素人がやるか?)

少しばかりおふざけが紛れ込んでおりますが。

4,5,6は考えなくてもいいと思いますので、実質は自力と追い風と下り坂ぐらいしかありません。

しかも、2と3は環境依存。

私達ができることは少ないです。

唯一できることは1のみ!!

しかも1を大きくするには筋力を鍛えるしかないというシンプルっぷり!!

まぁ、どこの筋肉を使うと大きな出力を生み出せるかというような話はありますけども…

では、抵抗力はというと。

1.転がり抵抗(タイヤやホイールが受ける抵抗)

2.空気抵抗(向かい風含む)

3.ペダリングがヘタッぴによる伝達効率不良

4.各機材(駆動系コンポーネント)の駆動抵抗

5.上り勾配

6.ナニかに(ry

といったところですかね。

こちらも環境依存な内容が多いんですけど、1,2,3,4,5は対応策があります。

1と4は機材をよくするしかないです。

2と5は機材をよくすることでも対応可能ですね。

さぁ、みなさん、散財カーニバルの始まりです\(^o^)/

またおふざけが紛れ込みましたが・・・

身体1つで改善できる点はたった4つ。

1.パワー(出力)を上げる

2.空気抵抗を減らす

3.ペダリングロスを減らす

4.体重を落とす

私達、ロードバイク乗りが日々努力し、試行錯誤を重ねているのは、この3つのためだけなんです。

その詳細は書店で膨大な数の書籍が並ぶほど多岐に渡るわけですが。

初心者がいきなり全てを詰め込もうとしてもパンクするだけですので、私なりに重要だと思うことだけ簡単にお話します。

大半の方が、速くなるためにまっ先に考える事は「筋力アップ」ですよね。

推進力を上げることで速く走ろうとするわけですが、効果があらわれるまで時間がかかります。

短期間で上げれる出力なんてたかが知れてます。

そこで、力押しを考えるのではなく、速く走ることを邪魔するものを排除しましょう。

ということで、抵抗力を減らすことを考えます。

その中でも特に重要なのは、「2.空気抵抗を減らす」です。

理由は簡単。

効果が高いからです。

30km/h巡航であれば、抵抗力の内訳は2の空気抵抗が80%、1の転がり抵抗が15%、4の駆動系コンポーネントの内部抵抗が5%となります。(大体です。いろんな要素で比率は変わります。)

要は、抵抗力のほとんどは空気抵抗なんですね。

ちなみにスピードと空気抵抗の関係はこんな感じ。

3が空気抵抗です。
ちなみに1が転がり抵抗、2が勾配抵抗、4が総計です。
ど平坦の場合は、勾配抵抗は0となります。

この大きなマイナスの力を減らすことが、速く走るための近道です。

具体的に数値で表すなら以下の通り。(ざっくりな例え)

速度40km/hを出すと仮定します。

抵抗力=必要な推進力=300W

内訳
空気抵抗=300W×0.8=240W
転がり抵抗=300W×0.15=45W
駆動抵抗=300W×0.05=15W

さて、フォームを改善し、空気抵抗に対して20%の抵抗力を減らすことと、ホイールを替えて、20%の転がり抵抗を減らすことでは、どちらが効果が大きいでしょうか?

言わずもがなですね。

同じ20%の改善でも、元のパイの大きさが違いますので、空気抵抗を20%減らすほうが圧倒的に効果が高いことになります。

空気抵抗の低減=240W×0.2=48W

転がり抵抗の低減=45W×0.2=9W

20万も30万もするホイールを導入しているにも関わらず、空気抵抗対策を行っていないなんてことがあれば、なにゆえ高額ホイールを導入したの?というお話。

※あくまで速く走るという点においてだけの話です。

カーボンディープのかっこよさは誰もが認めるところ。

購入することを否定しているわけではありません。

※25km/hを下回る巡航速度においては、空気抵抗の比率は低いです。

ゆっくりのんびり走るのが好きな方には当てはまらないかもしれませんね。

というわけで、空気抵抗を減らすことに尽力することが有効であることは伝わったかと思います。

空気抵抗を減らすにはどうすればよいか?

キーワードは、以下の2つ。

・前面投影面積

・エアロフォーム

どちらもライディングフォームに関するお話です。

ロードバイクにおける空気抵抗の発生源は何かというと「人間」です。

一番大きいですからね、乗り手が。

乗り手の体に空気が当たることで抵抗が発生し、マイナスの力が働いているのです。

空気が当たる表面積のことを「前面投影面積」と言います。

全面投影面積が大きければ、当たる空気の量が増えますので抵抗が大きくなります。

反対に、全面投影面積がせまくなれば、抵抗も小さくなります。

では、全面投影面積をせまくするにはどうすればよいか?

体を小さく折りたためばいいんです。

では、折りたたむことが可能なポイントはどこかというと。

1.頭

2.胴

3.肘

この3点です。

頭を上げ過ぎないためには、顎を引き上目遣いで前を見ること。

胴に空気がなるべく当たらないように、前傾を強くする。

特に、腹筋あたりを湾曲してしまい、大きな空洞を作ってしまうと、そこで空気が巻き込んでしまい大きなロスになります。

肘は、外に張らないこと。

なるべく胴の内側に格納するイメージで。

このようになるべく全面投影面積を少なくするためのフォームをエアロフォームと言います。

実際に、向かい風の中で、意識せずにブラケットポジションで乗るのとエアロフォームで乗るのを比較してみてください。

軽く3~5km/hは変わると思います。

この知識を知っているか知らないかで速さ・疲労度ともに大きく変わってきます。

ぜひ、いろいろな知識を付けるようにしてください。

空気抵抗に関するおもしろいお話

スペシャライズドが行った有名かつおもしろい実験があります。

男性がすね毛を剃るのと剃らないので、どれだけ空気抵抗が変わるかという実験が行われたのですが、出力で15Wの差がついたそうです。

15Wの出力向上というのは、63kgのライダーが機材10kg、17kmのど平坦TTにおいて、30分で走れたところを30秒速く走れる計算です。

アベレージにして、1km/hほど速くなるわけです。

トレーニングを積むことで、アベレージを1km/h上げるのは、相当に難しい。

私、この半年ぐらいでアベレージ1km/hも上げれてないですからね…

なのに、すね毛を剃るだけでそんなに速くなれてしまうんです。

嘘のようなホントの話(笑)

それぐらい出力を上げるよりも、空気抵抗を減らす方が早く大きな効果を上げれるということです。

装備品からの空気抵抗削減アプローチ

代表的なものとして、フレームをエアロフレームにするですとか、エアロハンドルバーにすると言ったものがありますよね。

しかし、コストがかかり過ぎる。

コストパフォーマンスがよいアイテムをいくつかご紹介。

  • シューズカバー


(フットマックス)FOOTMAX ロードバイクシューズカバー FXB016 ブラック S-M

シューズは、もろに空気を受ける場所になります。

なのに、バックルやらなんやらと飛び出ているものが多い。

これでは空気抵抗が発生してしまいますので、シューズカバーで覆い隠し、空気の流れをなるべくスムーズにするということが有効になります。

  • エアロヘルメット


KASK(カスク) ヘルメット PROTONE BLK/L.BLU M ヘルメット・サイズ:52-58cm

ヘルメットも真っ先に空気とぶつかる場所です。

昔は、タイムトライアルでよく見かけた流線形の後ろに長いヘルメットが有効とされていましたが、現在はPROTONEやSpecializedのEVADEのような丸形が有利というのが定説です。

  • エアロジャージ


CRAFT BORA HANSGROHE (ボーラ ハンスグローエ) エアロジャージ 2017 (1906106)

ジャージもエアロ形状のものを着用することで、大幅な空気抵抗削減になります。

最近話題なのは、サンボルトで作成できるオリジナルエアロワンピースですね。

最低でも5セットからの依頼になるので、お仲間がいらっしゃる方ならトライしてみてはいかがでしょうか。

他にもDHバーの装備やホイールを空力性能の高いものにする、タイヤを空力性能の高いものにするなど、いろいろとやれることはあるのですがこのへんで。

みなさんも空気抵抗を小さくすることについて、真剣に取り組まれてみてはいかがでしょうか。