Długość ramion korbowodu w rowerach czasowych

Jednym z rzadziej analizowanych przez triathlonistów tematów związanych ze sprzętem kolarskim jest długość korb montowanych w rowerach czasowych.

Faktem jest, że wielu światowej klasy zawodników i coraz więcej amatorów używa obecnie korbowodów z krótszymi ramionami do ścigania się w triathlonie i do jazdy na czas. Jest to nowa tendencja, ponieważ tradycyjnie w rowerach czasowych montowano korby dłuższe (przeważnie o 5 mm) w stosunku do zamontowanych w rowerach szosowych, wychodząc z założenia, że dzięki dłuższemu ramieniu dźwigni osiągamy większy moment obrotowy. Trzeba przyznać, że ten typ myślenia reprezentuje nadal większość kolarzy szosowych w Polsce.

Warto dodać, że dobór długości korb był przedmiotem wielu analiz. Jedną z metod opublikował na swojej stronie Kirby Palm:

L(mm) = 2.16 x I(cm)

L – długość ramienia korb
I – długość nogi mierzonej od krocza do ziemi

Ponieważ w wielu przypadkach formuła dawała zaskakujące wyniki, autor wprowadził do niej liczne korekty.

Inną metodę proponował Bernard Hinault: obliczał po prostu 10% ze wzrostu kolarza.
Stosując zasadę doboru korb proporcjonalnie do długości nogi uzyskujemy bardzo dużą rozpiętość wyników. Dla zawodników o długości nóg (od krocza do ziemi) w zakresie 71- 91 cm potrzebne byłyby korby o długościach od 150 do 195 mm. Takiej różnorodności nie proponuje żaden producent.

Dan Empfield w swoim opracowaniu dotyczącym omawianej problematyki (Slowtwich, 16 marca 2009) wspomina jeszcze Edwarda Zimmermana, który powołując się na takich zawodników, jak Indurain, sugeruje użycie dłuższych korb w przypadku jazdy na czas i pokonywania górskich etapów. Wiąże to z dodatkowymi korzyściami wynikającymi z jazdy z niższą kadencją, występującą, jego zdaniem, w tego typu zawodach.

Powszechna wśród kolarzy zasada odnosząca się do doboru korb: „dłuższe są lepsze” załamała się po opublikowaniu w 2001 roku przez dr. Jima Martina pracy:
“Determinants of maximal cycling power: crank length, pedaling rate and pedal speed” (Eur J Appl Physiol (2001) 84: 413-418).

W ramach badań przeprowadzono testy, w których wzięło udział 16 zawodników, różnego wzrostu, którzy wykonywali sprinty trwające zazwyczaj nie dłużej niż 4 sekundy. Wykorzystano korbowody z ramionami o długościach: 120, 145, 170, 195 i 220 mm, a naukowcy, poza zachowaniem odpowiedniej odległości od pedałów do siodła, nie dokonywali korekt pozycji.

Wyniki były zaskakujące: nie było statystycznie żadnych różnic w uzyskiwanej maksymalnej mocy w przypadku trzech środkowych korbowodów (ramiona: 145, 170 i 195 mm).
Rezultaty uzyskane przez dr. Martina nie zostały jeszcze ostatecznie zinterpretowane, w związku z tym temat ten budzi nadal wiele kontrowersji.

W swoim artykule umieszczonym na stronie Cervelo, a dotyczącym powyższego tematu, Damon Rinard, inżynier Cervelo, zwraca uwagę, że długość korb jest tylko jednym z „ogniw łańcucha” służącego do przeniesienia siły kolarza, przyłożonej do pedałów, na mającą kontakt z podłożem oponę tylnego koła. Pozostałe elementy to średnica kół, ilość zębów tarcz korbowodu i kasety.

Aby sprawdzić, w jakim stopniu długość korby wpływa na przełożenia, warto odwiedzić stronę Sheldona Browna i zapoznać się z opracowanym przez niego kalkulatorem przełożeń: Sheldon Brown’s Online Gear Calculator ( http://sheldonbrown.com/gears).

Korzystając z powyższego kalkulatora można się przekonać, że w celu zachowania tego samego przełożenia, mając do dyspozycji rowery z różnymi długościami korb i kasetę o tej samej ilości zębów, należałoby zastosować następujące kombinacje tarcz korbowodu:

Za każdym razem, gdy w trakcie jazdy dobieramy odpowiednie przełożenia, zmieniamy kombinację ustawień: zębatka kasety/ zębatka korbowodu, więc możemy minimalizować wpływ długości ramion korbowodu na uzyskiwany moment obrotowy. Z powyższego wstępu mogłoby się wydawać, że długość korb nie ma tak naprawdę większego znaczenia. Tak jednak nie jest.

U triathlonistów i kolarzy jeżdżących na czas dłuższe korby mogą utrudniać jazdę. Gdy wydłużymy ramię korby o 2,5 mm, powinniśmy równocześnie obniżyć siodełko o taką samą wartość. W ten sposób parametry pracy nogi w dolnym położeniu korby pozostaną niezmienione. Jednak gdy noga znajdzie się w górnym martwym punkcie, oś pedału będzie bliżej tułowia nie o 2,5 lecz o 5 mm, co może wpłynąć niekorzystnie na siłę nacisku na korby w krytycznym górnym położeniu.
W ten sposób przeszliśmy do bardzo istotnego, z punktu widzenia optymalizacji pozycji na rowerze czasowym, zagadnienia: kąta zamknięcia biodra. Jest to kąt mierzony w górnym położeniu osi pedału, którego wierzchołkiem jest krętarz większy, a ramiona wyznaczają wyrostek barkowy i nadkłykieć boczny kości udowej („środek kolana”). W przypadku triathlonu jego wartość powinna wynosić 45-55 stopni. Jeżeli nasza pozycja jest prawidłowa: stabilna, wydajna i aerodynamiczna, to wydłużenie ramion korbowodu zmniejszy kąt zamknięcia biodra (w uproszczeniu udo zbliży się do tułowia), co prawdopodobnie pogorszy komfort i obniży efektywność pedałowania. W opisanym powyżej przykładzie wydłużyliśmy korby o 2,5 mm, jednak aby kąt zamknięcia biodra pozostał niezmieniony, konieczne byłoby podniesienie kierownicy o 5 mm, co być może zwiększyłoby powierzchnię czołową i pogorszyło aerodynamikę.

Istotnym elementem w rozważaniach na temat długości korb jest bowiem kąt pochylenia pleców. Odcinki kolarskie zawodów triathlonowych są rozgrywane przeważnie na płaskich odcinkach, w związku z tym głównym „przeciwnikiem” zawodników jest opór powietrza.

Spójrzmy więc na to w taki sposób: chcemy utrzymać agresywną pozycję czasową, ale tracimy moc, ponieważ kąt zamknięcia biodra jest zbyt mały. Jeżeli kąt pleców ma pozostać niezmieniony, to czynnikiem , który wpłynie na „otwarcie” kąta zamknięcia biodra jest właśnie skrócenie długości korb.

Wspomniany wcześniej Damon Rinard z Cervelo opisuje wyniki badań przeprowadzonych w tunelu aerodynamicznym. Uczestniczyli w nich czterej profesjonalni kolarze, którzy testowali korby o różnych długościach (od 165 do 180 mm). Wyniki nie wykazały jednoznacznie, czy zmiana długości ramion korbowodu wpływa na zmniejszenie oporu powietrza. W przypadku jednego kolarza skrócenie korb ze 180 do 175 mm zwiększyło opór powietrza, podczas gdy u pozostałych trzech nie uległ on zmianie lub obniżył się. U każdego z zawodników skrócenie korb poprawiło natomiast zakres pracy w stawie biodrowym i umożliwiło wykonanie innych zmian redukujących opór powietrza bez utraty komfortu i co najważniejsze bez obniżenia wytwarzanej mocy.

Rozważmy jeszcze jeden aspekt związany z zastosowaniem krótszych korb. Krótsze ramiona korb powodują zmniejszenie uzyskiwanego momentu obrotowego. W związku z tym zastosowanie krótszych korb wymaga, w celu utrzymania prędkości, zwiększenia częstotliwości pedałowania. Nie mamy tu jednak do czynienia z konfliktem, bowiem zwiększenie kadencji w jeździe na czas jest bardzo pożądane. Częstotliwość pedałowania jest oczywiście sprawą niezwykle indywidualną, ale w etapach czasowych, które trwają zazwyczaj mniej niż godzinę, kadencja nie spada poniżej 90 obrotów, a bardzo często jest wyższa niż 100. Mówiąc w uproszczeniu: kadencja wzrasta wraz z intensywnością. Dan Empfield sugeruje w swoim artykule przyjęcie jako wyjściowej częstotliwości opartej na FTP (funkcjonalnej mocy progowej – najwyższej mocy , jaką kolarz jest w stanie utrzymać podczas jednostajnego wysiłku trwającego około 60 minut) zwiększonej o 5 obrotów. Tak więc w długotrwałych zawodach triathlonowych możemy przyjąć poziom 80% FTP +5 , czyli 85 obrotów, a w godzinnej jeździe na czas: 98% FTP +5, czyli 103. Autor dodaje również, że tylko raz od 1960 roku rekord świata w jeździe godzinnej osiągnięto z częstotliwością pedałowania niższą niż 100 obrotów na minutę.

Damon Rinard opisuje swoje doświadczenia z pracy z profesjonalnymi kolarzami należącymi do drużyny Cervelo. Mimo, że wyniki badań dr. Martina nie zostały do końca wyjaśnione, to krótsze korby zamontowane w rowerach czasowych pomagają rozwiązać typowe problemy wynikające ze specyfiki pozycji aerodynamicznej. Jednym z nich jest zbyt mały kąt zamknięcia biodra, obniżający komfort i utrudniający uzyskanie maksymalnej mocy w górnym położeniu korby.

Krótsze korby stosują w rowerach również zawodnicy, którzy nie maja problemów z pozycją na rowerze, ale chcą być bardziej „aero”, obniżając podparcie ramion (kąt pleców).
Inżynier z Cervelo zaznacza, że niektórzy kolarze, z którymi pracował, używali długich korb i mieli świetne wyniki. Inni testowali krótsze, ale nie byli zadowoleni z rezultatów i wracali do dłuższych.

Jednak ci, którzy stosują krótsze korby podkreślają, że:
– pedałują z większą częstotliwością, zazwyczaj procentowo zwiększoną o tyle, o ile skróciła się długość ramion korbowodu. Różnica pomiędzy korbą 175 m i 165 mm wynosi 5% i zazwyczaj zawodnicy w takim stopniu zwiększają ilość obrotów korby na minutę.
– przystosowanie do krótszych korb następuje natychmiast. Kończyny dolne pracują w mniejszym zakresie ruchów, więc nie ma potrzeby przeprowadzania specjalnych treningów adaptacyjnych. Również wyższa kadencja nie musi być trenowana, ponieważ prędkość obrotowa stopy (przez to częstotliwość skurczu włókien mięśniowych) pozostaje niezmieniona.
– pozycja czasowa jest bardziej zbliżona do szosowej. Przyjmując pozycję czasową pochylamy tułów i rotujemy miednicę. Krótsze korby sprawiają, że kąt zamknięcia biodra jest nieco bliższy temu, który występuje w pozycji szosowej.
– w przypadku triathlonistów rozpoczęcie biegu po odcinku jazdy na rowerze jest łatwiejsze.

Biorąc pod uwagę opisane korzyści wynikające z zastosowania krótszych korb oraz ofertę producentów korbowodów (przede wszystkim Campagnolo, FSA, Rotora, Shimano i Srama) można zasugerować dla rowerów TT/Tri następujące kombinacje:

Mamy dla Was tradycyjnie zabawę, w której do wygrania są buty rowerowe-triathlonowe marki Lake. Nagroda ufundowana jest przez autora artykułu Wertykal.com.

Buty są w określonym rozmiarze, ale na pewno ktoś z Was taki rozmiar posiada. Wystarczy, że podacie swój rozmiar buta i pierwsza osoba, która szczęśliwie będzie miała ten rozmiar otrzyma od nas buty. Konkurs potrwa do 30.09.2015.

Czekamy również na komentarze i dyskusję dotyczącą artykułu.