In meinem Hals des Waldes gibt es einige Bergabfahrten, die ziemlich beachtlich sind: sagen wir 600 Höhenmeter mit einem durchschnittlichen Gefälle von 7%, mit vielen Kurven und anderen Hindernissen wie Schlaglöchern. In der Regel handelt es sich bei der Oberfläche um Asphalt von angemessener Qualität. Ich habe ein Tourenrad.

Ich bin gespannt, ob es Techniken oder Geräte gibt, mit denen ich meine Geschwindigkeit verringern kann, um das Bremsen zu verringern (z. B. kann man in einem Auto runterschalten).

Betrachten Sie als Berechnungsgrundlage ein 110-kg-Fahrer-Fahrrad-System, das bei einer Geschwindigkeit von 50 km / h oder etwa 13 m / s eine Steigung von 7% ausrollt. Aufgrund der Neigung steigt er / sie für jede horizontale 13 m / s vertikal um 0,91 m ab; Daher wird jede Sekunde die potenzielle Energie von 110 kg, die um 0,91 m abfällt, zum Bike & Rider-System hinzugefügt und muss entfernt werden, um nicht zu beschleunigen. Diese potentielle Energie ( U = mgh ) beträgt ungefähr 980 Joule; dh der Radfahrer muss ca. 1kW verbrauchen, um nicht zu beschleunigen.

Das überrascht mich; Es scheint, als würde viel Energie in die Umwelt gelangen. Aber es ist auf Augenhöhe mit dem, was Rennfahrer produzieren können, um ähnliche Geschwindigkeiten auf der Ebene zu erreichen.

Was ich nicht berechnen kann, ist, wie viel Energie durch Luftwiderstand, mechanische Reibung im Fahrrad, Rollwiderstand usw. verbraucht wird, um wirklich zu wissen, welches Extra eine Verlangsamungsvorrichtung verbrauchen müsste.

Eine Sache, an die ich dachte, war ein Dynamo-Hub; aber diese scheinen weniger als 5 Watt zu verbrauchen, was keinen wirklichen Unterschied machen würde.

(Ich sollte hinzufügen, dass ich weiß, dass ich nicht den ganzen Weg durch bremsen sollte. Meine Frage ist, ob ich zusätzliche Dinge tun oder dem Fahrrad hinzufügen kann, um die Geschwindigkeit zu verringern.)

Ihre Frage besteht aus zwei Teilen und zwei Antworten. Der erste Teil Ihrer Frage ist, ob es Geräte gibt, die die Geschwindigkeit bei Abfahrten mäßigen. Dies ist ein häufiges Problem bei Tandemfahrrädern (und gelegentlich bei Fahrrädern, die für beladene Touren ausgelegt sind). Viele tandemspezifische Hinterradnaben haben eine linke Gewindeseite, auf die eine "Bremsbremse" montiert werden kann. Normalerweise handelt es sich um eine Trommelbremse, die auf einen geringen Luftwiderstand eingestellt werden kann. Die Felgenbremsen bleiben als Hauptbremse für das Anhalten erhalten. Der Vorteil der Trommelbremse ist, dass sie nicht in der Nähe der Felge liegt (da eine übermäßige Erwärmung der Felge schwerwiegende Folgen für den Schlauch oder den Reifen haben kann) und eine hohe Wärmekapazität hat. Die altehrwürdige und verehrte Arai Tandem-Trommelbremse wurde zwar nicht mehr hergestellt, war jedoch ein Beispiel dafür.

Ihre zweite Frage ist, wie man den Luftwiderstandsbedarf eines Fahrrads einschätzen würde. Dies ist ein bekanntes, wenn auch weniger bekanntes Problem und wird in Abschnitt 2 von Wilson und Papadopoulos ' Bicycling Science erörtert. Wie Sie vermutet haben, muss die potenzielle Energiekomponente durch Widerstand an einer anderen Stelle ausgeglichen werden: entweder durch Luftwiderstand, Bremsen oder Rollwiderstand. Die Endgeschwindigkeit wird an dem Punkt erreicht, an dem der potenzielle Energieverlust die an anderer Stelle erzeugten Widerstandskräfte genau ausgleicht. Der Rollwiderstandsbeiwert (Crr) skaliert genau wie die Steigung, daher entspricht eine Änderung der Steigung von 1% genau einer Änderung der Crr von 0,01. Zu diesem Zweck können Sie sich leider kaum auf Crr verlassen, um einen nennenswerten zusätzlichen Widerstand zu erzielen - normalerweise reicht Crr von etwa 0,004 bis etwa 0,01. Obwohl Sie theoretisch den Rollwiderstand berücksichtigen müssen, verbraucht er praktisch zu wenig Energie, um eine Rolle zu spielen. Die Luft aus den Reifen zu lassen, um den Crr-Wert bei einer kurvenreichen Abfahrt zu erhöhen, ist nicht nur unzureichend, sondern auch eine schlechte Idee.

Der Luftwiderstand lässt sich leichter manipulieren, ist aber auch in seiner Wirksamkeit begrenzt. Die Luftwiderstandsfläche (in der Regel angegeben durch das Produkt aus der Frontfläche A und dem Luftwiderstandskoeffizienten Cd) für einen typischen Radfahrer auf einem typischen Rennrad beträgt ca. 0,3 m². Bis zu etwa 0,5 m² oder mehr. Die aerodynamische Widerstandskraft ändert sich mit dem Quadrat der Fluggeschwindigkeit (da sich die Kraft mit dem Quadrat der Fluggeschwindigkeit ändert, ändert sich die Kraft, die zur Überwindung dieser Kraft erforderlich ist, mit dem Geschwindigkeitswürfel) etwas CdA; jedoch selten mehr als ~ .2 qm.

Damit bleibt Bremsen, dh die Umwandlung von potentieller Energie über kinetische Mittel in Wärme, und der Platz für eine Schleppbremse wie oben beschrieben.

Sie sagen nicht, auf welcher Art von Fahrrad Sie sich befinden, aber es gibt einige einfache Dinge, die Ihnen helfen werden.

1. Wenn Sie sich aufrichten und Ihren Körper so weit wie möglich strecken, erhöht sich der Luftwiderstand erheblich. Sie können auch eine Jacke tragen und diese 7/8 entpacken, um Wind abzufangen.
2. Den Reifendruck etwas senken. Gehen Sie nicht so tief, dass Sie an Stabilität verlieren, aber der Rollwiderstand zwischen 105psi und 120psi wird einen Unterschied machen
3. Finden Sie Reifen mit hohem Rollwiderstand. Es gibt eine Reihe von Quellen für diese Daten, die auf Ihrem Fahrradtyp basieren.
4. Nicht direkt verwandt, aber stellen Sie sicher, dass Sie geeignete Bremsbeläge und Felgen / Rotoren verwenden. Einige eignen sich besser für lange Dekanter als andere.

Es gibt auch die offensichtlichen Kommentare wie lernen, mit Geschwindigkeit abzusteigen oder auf ein langsameres Fahrrad zu wechseln.

Einige Elektrofahrräder haben eine regenerative Bremsung . Das ist das Einzige, was mir einfällt, was der Beantwortung Ihrer Frage sehr nahe kommt.

Theoretisch könnte man so etwas wie einen Fallschirm benutzen, um langsamer zu werden, aber dies würde zu viele Probleme verursachen (Seitenwind, Rutsche verheddert sich im Hinterrad, muss die Rutsche einfahren, wenn man sie nicht mehr braucht usw.).

Wenn Sie nach einem GERÄT zur Geschwindigkeitsregelung fragen, verfügen einige Tandems (Zweisitz-Fahrräder) über ein spezielles Bremssystem namens "Drag Brake". Von der Sheldon Brown-Seite über Tandembremsen:

Reibungsbremse

Das gebräuchlichste und zufriedenstellendste System besteht darin, die Felgenbremsen für jeden herkömmlichen Bremshebel einzeln einzustellen und die Nabenbremse über einen reibschlüssigen Schalthebel zu betätigen. Dies kann ein "Barcon", ein Daumenschieber vom Typ Mountainbike oder ein Sun Tour Command Shifter sein.

Ein Reibungsschalthebel ermöglicht es dem Kapitän, die Nabenbremse so einzustellen, dass der gewünschte Betrag an Widerstand aufgebracht wird, selbst wenn er die Nabenbremssteuerung losgelassen hat. Der Kapitän betätigt dann mit beiden Händen die Felgenbremsen, um die Geschwindigkeit des Fahrrads zu regulieren und anzuhalten, wenn dies erforderlich wird.

Während die einfachste Strategie darin besteht, ein Hinterrad mit Felge und Nabenbremse zu verwenden, eines für den Lenkerhebel und das andere für den Reibungshebel, gibt es einige spezielle Naben, die als Bremsbremsen verwendet werden können (obwohl sie höchstwahrscheinlich umständlich und schwierig sind finden). Ein Modell, das ich bei Google gefunden habe, ist die Arai-Trommelbremse (aus der Produktion).

Ich habe noch nie von einem gebrauchsfertigen Gerät gehört, mit dem Sie tun können, was Sie wollen. Das einzige, was ich mir vorstellen kann, ist, den Lüfter oder das Magnetwiderstandsgerät von einem Trainingsständer oder von Rollen zu nehmen und es irgendwie so anzubringen, dass es ein- und ausgeschaltet werden kann. Oder noch besser wäre es, ein Rig zu bekommen, wie es in einigen Heimtrainern verwendet wird, bei denen ein Aluminiumschwungrad mit einem daneben angeordneten Elektromagneten vorhanden ist, so dass der Widerstand mit zunehmendem Magnetfeld zunimmt. (Theoretisch könnte anstelle des Schwungrads eine tiefe Aluminiumfelge verwendet werden.)

Aber Sie müssten Teile von irgendwoher retten, um diese zu erledigen, und dann einige Arbeiten in der Werkstatt erledigen.

Ansonsten ist wahrscheinlich die beste Lösung in Ihrem Fall ein Fahrrad mit Scheibenbremsen.

Sie könnten eine Drogue-Rutsche bauen oder kaufen. Es muss nicht viel wiegen, da es weniger als einen Quadratmeter Ripstop-Nylon und ein paar Meter dünne Schnur enthält. Es kann sogar legal sein, dies zu tun, abhängig davon, wie Ihr Land die Gesetze "Kein Segelfahrzeug" schreibt (oder ob es ein solches Gesetz gibt). Ich neige dazu, es abreißen zu lassen, indem ich es mit einem Klettverschluss an meinem Körper befestige.

Ich habe das Gegenteil getan und eine kleine Sonnenschutz- / Zelttür als Segel verwendet, als ich starken Rückenwind hatte und mit meinem Tourenrad bergauf fuhr. Es funktionierte störend gut, da ich das Hauptzubehör vom Hüftgurt meines Rucksacks zur Sattelstütze bewegen musste, da es drohte, mich über den Lenker zu katapultieren (das Fahrrad war ziemlich schwer).

Als Bremse empfehle ich eine Bremsrutsche im Kreuzstil, da sie einfach herzustellen und stabiler ist als eine runde oder rechteckige Rutsche (Rechtecke sind kontrollierbarer, aber wenn Sie nicht an Parasailing oder Kitesurfen gewöhnt sind, ist die Lernkurve steil).

Das Hauptproblem, das ich sehe, ist, dass Berge oft Wind haben, und insbesondere der Wind kann über kurze Entfernungen dramatisch variieren. Wenn Sie zum Beispiel um einen Grat herum herauskommen, können Sie sich von ruhender Luft hinter dem Grat zu komprimiertem Wind auf dem freiliegenden Gesicht bewegen, und die Änderung des Luftwiderstands von einer Rutsche wird dramatisch sein. In diesem Fall müssen Sie sich entscheiden, ob Sie die Rutsche auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs fallen lassen möchten, das Ihnen folgt, oder plötzlich davor langsamer werden möchten. Beides könnte peinlich sein.

Sie könnten immer einen festen Gang bekommen und Ihre Beine benutzen, um Sie zu verlangsamen. Zurück auf den Berg zu kommen, würde allerdings ein ganz anderes Problem darstellen. Obwohl es mit der richtigen Übersetzung wahrscheinlich möglich wäre, mit einem festen Gang sowohl bergauf als auch bergab zu fahren.

Verwenden Sie möglicherweise Scheibenbremsen, keine Felgenbremsen, wenn die Erwärmung ein Problem darstellt.

Ich bin an die Idee gewöhnt, dass die Menschen etwa 1 KW nur ​​durch das Vorhandensein in die Umwelt abgeben; Ich bin mir nicht sicher, was das Problem ist, wenn ich beim Abstieg eine zusätzliche KW verliere.