教室 知識 【空想科學實驗室】計時車跟三鐵車差在哪裡?

    【空想科學實驗室】計時車跟三鐵車差在哪裡?

    什麼是UCI 3:1原則

    計時車跟三鐵車都長得很像,騎乘的姿勢、空氣力學車手把、較垂直的立管、擁有較好的空氣力學表現等共通點,但是呢,計時車是必須要遵守UCI所規範的協定來設計車架才能在賽場上使用,而三鐵車則是有比較寬鬆的條件可以在IRONMAN賽事中使用。這次空想科學實驗室專題一起帶各位讀者們來看看主要的差異在哪邊。

     

    最近什麼時候聽過這句「符合UCI 3:1比例原則」這句話呢?

     

    答案是單車時代報導

     

    三鐵空氣力學生力軍 DARE TSR

     

    內文提到過『基於UCI 3:1的規定,TSR所用的整合系統提供更多的調整空間,騎乘者可設定最符合人體工學騎乘姿勢...』,什麼是UCI 3:1比例原則?相信還有很多讀者不太清楚什麼是UCI規範,或者是其中的3:1比例原則。UCI規範中為了要使自行車賽不要淪為了廠商科技設計的軍備競賽,運用大量的科技在無限制的範圍裡面大開創意,最後演變成自行車都不自行車的情況,或者是說選手本身的戲份佔的不夠多,所以才有了這項協議出現,為的就是要讓自行車還是保持有一定的樣子、賽事主角還是在選手身上。

     

    為了要取得UCI認證,各家品牌開始在有限制的嚴格條件之下設計出符合規範的最強車種,當然地,如果是非官方賽事或者國際各大賽也就不一定會有這樣的限制了。根據官方釋出的裝備協議當中,裡頭明定著車架的管型、幾何、輪組、五通高度、雙輪軸心距離等等,種類可以說是五花八門。

     


    UCI裝備規範圖 ©UCI


     

    再來說到鐵人三項賽事,鐵人三項組織ITU針對奧林匹克鐵人三項標準賽程也有不同的裝備規定,ITU對於自行車輛使用的限制比較嚴格,其中一項就是必須使用一般彎把公路車,當然裡頭有非常多的細節,基本上連計時車都無法使用;其他鐵人三項賽事例如是IRONMAN或是Challenge系列賽事,還是有一些裝備限制,但是沒有像UCI裡頭所規範的這麼嚴密,並且在輪組或者配件上面會依照環境不同而有所調整。

     

    現在針對這個部分我們就可以簡單定義出符合UCI裝備規範中所有規定,就稱它做「計時車」;而超出UCI規範,但符合IRONMAN賽事規範的車種,我們就稱作「三鐵車」,再超過這兩項規範的車種,那我們就無法定義出這種車型了,姑且就叫做概念車吧。

     

    管型比例

     

    在規範中先找到一條協定「在車架前三角與前叉管材部分直徑最寬不能超過8公分、最細不能低於2.5公分;後三角的後上、後下叉以最寬不能超過8公分,最細不能低於1公分。」而管型可接受的形狀範圍如下圖所示。

     


    管型限制 ©UCI


     

    除上述條件之外,還必須符合「3:1」原則。舉例來說:

     

    『假設上管最寬部分是8公分,最細部分是3公分,8/3=2.67,這是符合規定的設計;假設上管最寬部分是6公分,最細部分是1.5公分,6/1.5=4,這就是不符合規定的設計;後上、下叉部分也是一樣,假設最細是1公分,最寬就不能超過3公分。』

     

    以DARE TSR為例來看,標榜的前叉以及管型都符合UCI的最大/最小直徑限制以及「3:1比例原則」,目前為止我們還可以將它視作為符合規範的計時車,或者也可以當做鐵人三項競賽車的用途,只是在部分鐵人三項賽事中並不需要符合這樣的限制。換句話說就是符合UCI規範的計時車可以進行官方計時賽以及各種鐵人三項賽事,但是三鐵專用車就只能進行鐵人三項賽事,不可以拿來進行UCI官方計時賽。

     


    DARE TSR ©DARE


     

    主要原因在於鐵人三項專用車在很多情況下會設計出極低風阻的設計,就像先前我們在「空想科學實驗室 風阻篇」裡面提到的NACA0012管型一樣它已經超過了「3:1比例原則」的設計範疇,還不只如此,為了要極端的降低風阻幾何設計以及擾流設計都會超過UCI裝備規範的限制。

     


    低風阻管型 ©NASA

     

    延伸閱讀:

    【空想科學實驗室】風阻篇

     

    幾何設計

     

    接著我們開始看到幾何設計以及延伸擾流設計,UCI裝備規範中裡面也有提到,他們希望自行車還是具有傳統三角形幾何的樣子,所以除了前面提到的管型限制,在前三角以及後三角部分中間是不可以填滿的,必須在一定的範圍內進行設計。

     


    計時車架的設計限制 ©UCI


     

    在各管材的夾角同樣必須對應管材最大直徑的限制(最大是8公分),頭管部分還有另一項規定就是從頭管前緣開始90度向後延伸不得超過16公分。

     

    以下圖為例,紅色線框內就是規範中自行車設計中所能夠使用的範圍,而管型直徑越小,藍色線條區域所能使用的範圍就相對越少,藍色區域的設計最主要的用途就是降低風阻,如果將前後三角中間區域填滿的話,就有違UCI裝備規範中的定義。

     


    延伸設計範圍©UCI


     

    DARE TSR當中五通區域的「AOB」強化設計,依照規範中的定義來看,還算是符合規定的造型設計,在有限的範圍內設計出可以增強五通強度、降低風阻等多項要求著實不易。

     


    DARE TSR AOB技術 ©DARE

     


    三角幾何內的設計規範 ©UCI


     

    另外一個有關於管型比例的部份還有前叉,如果是傳統夾器的話也許就沒有這樣的問題,因為原本的管型就必須符合最大8公分的限制,但若加裝了整流罩就會延伸出一個問題,就是整流罩必須是含算在8公分的限制之內。

     


    前緣夾器整流罩範例 ©UCI


     

    在DARE TSR的前叉夾器中也巧妙的運用了V型夾器,讓夾器可以隱身在前叉內,除了運用前叉前緣當做整流功能,更可以在不超過8公分限制的範圍內達到低風阻的要求。

     


    AWF and WBI技術 ©DARE

     


    DARE TSR前叉與夾器 ©DARE


     

    這次看完了一部分的UCI裝備規範,讀者們是否可以簡單判斷出計時車以及三鐵車的差異了嗎?目測判斷其實很難在精準的要求之下正確分辨出是否屬於正式的計時車,但還是可以稍微區分出鐵人三項專用車通常會在管型以及整流設計上面很容易超出了UCI裝備規範的協定,而計時車就會在這些限制條件內完成車架設計。

     

    接下來空想科學實驗室專題,會繼續為讀者帶來更多標準測試相關議題,一起來探討自行車為什麼要這樣設計。

     


    延伸閱讀

     

    UCI官方網站

    【空想科學實驗室】風阻篇

    三鐵空氣力學生力軍 DARE TSR

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