SYMULATOR JAZDY – wpływ wagi pojazdu
Praktyczny test rowerów został przerwany moją kontuzją więc napisałem SYMULATOR JAZDY. Program będzie dostępny w POBIERAKU.
Najpierw podajemy parametry (w nawiasach wartości domyślne). Wzory wziąłem z odcinka książki zamieszczonego tu:
Jest tam pełno błędów, więc proszę się zbytnio nią nie sugerować. A niby wydawnictwo naukowe… Autor np. prawdopodobnie zamotał się przeliczając i myląc jednostki, we wzorze na tarcie nie uwzględnił prędkości, a na opór powietrza nie podał jednostek. Dodatkowo wzory zmodyfikowałem rezygnując np. z funkcji trygonometrycznych.
Wnioski z symulacji:
Testy dla pojazdów o masach 50 i 100 kg. Dla rowera to oznacza, że albo kolarza wysyłamy na miesiąc do Oświęcimia, albo rower pompujemy super-helem, tak by zamiast ciągnąć do ziemi z siłą 15 kg – wzbijał się w powietrze z siłą 35 kg (że też wcześniej nikt na to nie wpadł…). Trasy sztuczne. Moc 100 W.
1. 10 stopni (18%) w dół, 609 m / 5 stopni (11%), 602 m:Masa 100 kg
Czas 30 s / 40 s
Prędkość 101 km/h / 74 km/hMasa 50 kg
Czas 34 s / 43 s
Prędkość 77 km/h / 58 km/hStosunek mas 100% – stosunek czasu 13% / 8%
Czas 30 s / 40 s
Prędkość 101 km/h / 74 km/hMasa 50 kg
Czas 34 s / 43 s
Prędkość 77 km/h / 58 km/hStosunek mas 100% – stosunek czasu 13% / 8%
2. Płasko 609 m:Masa 100 kg
Czas 77 s 142
Prędkość 33 km/hMasa 50 kg
Czas 69 s 131
Prędkość 34 km/hStosunek mas 100% – stosunek czasu 12%
Na dłuższym dystansie różnica maleje, a przy zniwelowaniu tarcia praktycznie zanika.
Czas 77 s 142
Prędkość 33 km/hMasa 50 kg
Czas 69 s 131
Prędkość 34 km/hStosunek mas 100% – stosunek czasu 12%
Na dłuższym dystansie różnica maleje, a przy zniwelowaniu tarcia praktycznie zanika.
3. 10 stopni (18%) w dół, 609 m / 5 stopni (11%), 602 m:Masa 100 kg
Czas 531 s / 274 s
Prędkość 4 km/h / 8 km/hMasa 50 kg
Czas 268 s / 148 s
Prędkość 8 km/h / 15 km/hStosunek mas 100% – stosunek czasu 98% / 85%
Czas 531 s / 274 s
Prędkość 4 km/h / 8 km/hMasa 50 kg
Czas 268 s / 148 s
Prędkość 8 km/h / 15 km/hStosunek mas 100% – stosunek czasu 98% / 85%
W udostępnionym programie zawarłem Trasę 3 z testu rowerowego, niestety profil tej trasy w google jest bardzo niedokładny…
Odpłatnie można u mnie zamówić wersję, do której wczytuje się trasę w formacie CSV stworzoną np. na tej stronie:
Postanowiłem udostępnić również wersję 2 programu z możliwością wczytania trasy oraz dodanymi dwoma pojazdami – lżejszym i cięższym (ich symulacja jest mniej dokładna), z ograniczoną do 30 km długością trasy. Domyślnym krokiem czasu jest 0.01 s. Prędkość średnia podana w m/s oraz zużycie energii w dżulach. Trasy tworzymy poprzez skopiowanie danych CSV np. do Notatnika (bez 1. linijki – nagłówka), dopisanie na końcu „0,0” i zapisanie do pliku. Dołączyłem również przykładową trasę.
Wersja płatna zawiera więcej opcji i możliwości.
Oto wyniki testów tak stworzonych rzeczywistych tras:
SYMULACJAS M T P
TRASA: LUBON-POZNA 80 3141 200
27771 27782 85 3171 200
90 3200 200
TRASA2: SCIEZKI 50 3732 200
35221 35230 80 3896 200
85 3925 200
TRASA3: KROTSZA 90 1915 200
17281 17309 80 1890 200
50 1818 200
120 1991 200
OPOR POW.
TRASA4: BIELICE-ZL 120 6403 200 0,2
21417 21719 90 5349 200
80 4970 200
50 3749 200
81 5008 200
21705 50 4242 200 0,4
120 7458 200
OPOR POW.
TRASA 5: SCIEZKI P 50 2783 200 0,2
28214 28276 80 2851 200
81 2854 200
90 2879 200
120 2967 200
28249 85 3585 200 0,4
28271 120 3720 200
50 3500 200
TRASA6: OPALENICA- 90 4674 200 0,2
42470 42475 85 4647 200
42492 100 5836 200 0,4
50 5570 200
TRASA7: BISKUPICE- 50 1256 200 0,2
12070 12096 100 1309 200
TRASA 8: KARPACZ 2009
46347 46510 90 6094 300 0,2
87,5 6013 300
85 5933 300
Kolumny: S – DROGA, M – MASA. T – CZAS, P – MOC, OPÓR POWIETRZA
T1 : LUBON-POZNAŃ-MUROWANA, po prostej, w miarę płaska – ok. 53 min. jazdy, -5 kg daje nam ok. 30 s, czyli 1%
T2: po ścieżkach rowerowych – ok. 64 min, -5 kg daje ok. 30 s, 0,7%
T3: skrócona – 32 min, -10 kg daje 1,3%
T4: BIELICE-ZŁOTY STOK, po prostej, w zasadzie wirtualna – ok. 83 min, -10 kg daje 380 s, od 7.6-10% i im mniejsze wagi, tym większe różnice, tu zysk z niskiej wagi już jest dość wyraźny. Co ciekawe – przy zwiększeniu oporu powietrza przewaga niskiej masy jest jeszcze większa, a wydawać by się mogło, że powinno być odwrotnie.
T5: po ścieżkach pieszych – ok. 48 min, -10 kg daje 30 s, 0.8-1.1%. Tu mniejsze wagi i większy opór daje mniejsze różnice – odwrotnie niż w poprzednim przykładzie.
T6: OPALENICA-POZNAŃ – 78 min, -5 kg daje 27 s, 0.6% i 1% przy większym oporze
T7: BISKUPICE-BOGUCIN – 22 min, -5 kg daje 5s, 0.4%
T8: MARATON KARPACZ 2009 – 100 min, -5kg daje 161 s, 2.7%
T2: po ścieżkach rowerowych – ok. 64 min, -5 kg daje ok. 30 s, 0,7%
T3: skrócona – 32 min, -10 kg daje 1,3%
T4: BIELICE-ZŁOTY STOK, po prostej, w zasadzie wirtualna – ok. 83 min, -10 kg daje 380 s, od 7.6-10% i im mniejsze wagi, tym większe różnice, tu zysk z niskiej wagi już jest dość wyraźny. Co ciekawe – przy zwiększeniu oporu powietrza przewaga niskiej masy jest jeszcze większa, a wydawać by się mogło, że powinno być odwrotnie.
T5: po ścieżkach pieszych – ok. 48 min, -10 kg daje 30 s, 0.8-1.1%. Tu mniejsze wagi i większy opór daje mniejsze różnice – odwrotnie niż w poprzednim przykładzie.
T6: OPALENICA-POZNAŃ – 78 min, -5 kg daje 27 s, 0.6% i 1% przy większym oporze
T7: BISKUPICE-BOGUCIN – 22 min, -5 kg daje 5s, 0.4%
T8: MARATON KARPACZ 2009 – 100 min, -5kg daje 161 s, 2.7%
Ostatnia trasa przy mocy 300 W, w końcu zawodowcy… Choć nie wiem jaką zawodnicy mają średnią moc w takich zawodach. W pozostałych trasach 200 W – to podobno moc wytrenowanego amatora. Nie wiem jaki ja jestem, ale średnia 33 km/h na trasie T6 to dla mnie b. dobry wynik, chyba tylko raz jechałem szybciej, gdy na najszybszym odcinku jechałem ok. 60 km/h przy burzy piaskowej.
Sumacja:
Trudno znaleźć trasę gdzie masa daje korzyść, musiała by być praktycznie bez podjazdów. Taka sytuacja występuje przez większość trasy 5, gdzie lżejszy pojazd wychodzi na prowadzenie dopiero pod koniec. Wszystkie nasze trasy dawały korzyść przy niższej wadze, choć tylko pierwsza miała minimalnie dodatni trend wysokościowy. Najczęściej 1 kg mniej wagi daje zysk czasowy ok. 0.1 % – 4 s na godzinę. Ale w maratonie wyszło 0.53% – 19 s na godzinę. Przy okazji widać, że warto czasem omijać góry – trasę 5, choć dłuższa od 4, pokonujemy znacznie szybciej zużywając znacznie mniej energii.
Uff… też błędów narobiłem… I uwaga – super-hel nie zmieni masy, przeciwdziała jedynie grawitacji…
Film prezentujący program:
Komentarze
Prześlij komentarz