Я слышал, что нужно поворачивать педали на 90 об / мин. Тем не менее, я делаю намного медленнее, особенно стоя, и хотел бы понять аргументацию этого числа (или любого другого числа). Так:

Какова оптимальная частота вращения велосипедиста? Зачем? Это зависит от местности? Это зависит от того, сидит ли водитель или стоит прямо? Каковы некоторые возможные последствия слишком большого отклонения от предложенного числа?

Возможный дубликат «На какую каденцию я должен стремиться» , но я не нашел там «почему», за исключением того, что «это сломает ваши колени». Тем не менее, я нахожусь в вертикальном положении с медленным движением, не более сложным, чем ходить по холму с рюкзаком.

«Оптимальная» частота зависит от того, что вы пытаетесь оптимизировать, поэтому у вашего вопроса нет простого ответа.

Свободно выбранная каденция против целевой каденции

Недавний обзор Hansen et al. обобщает то, что в настоящее время известно о факторах, влияющих на выбор ритма. В частности, они заключают, что «во время езды на велосипеде высокой интенсивности, близкого к максимальной аэробной выходной мощности, велосипедисты выбирают энергетически экономичный ритм, который также благоприятен для производительности. Напротив, выбор относительно высокого ритма во время езды на велосипеде при низкой скорости -средняя интенсивность неэкономична и может снизить производительность при длительной езде на велосипеде. " Первое предложение означает, что опытные велосипедисты свободно выбирают ритм, который дает хорошие результаты, и им не нужно, чтобы кто-то диктовал, что это за ритм. Последнее предложение означает, что навязывание вам неподходящей каденции может отрицательно сказаться на производительности.

Каденция и сила

Относительно недавнее распространение измерителей мощности на велосипеде, которые регистрируют как мощность, так и частоту вращения педалей, помогло предоставить дополнительные данные, относящиеся к данной проблеме. По определению выходная мощность велосипедиста = частота вращения педалей * кривошипный момент * постоянная преобразования (константа преобразования зависит от единиц измерения, используемых вами для измерения мощности, частоты вращения педалей и крутящего момента; если вы измеряете мощность в ваттах, частоту вращения в радианах в секунду и скорость вращения двигателя) крутящий момент в ньютон-метрах, константа преобразования составляет 1). Если вы участвуете в гонках на большой мощности, или неторопливо катаетесь на велосипеде с детьми или катаетесь на лыжах с друзьями, вы наверняка выберете разные уровни мощности; Из этих данных стало ясно, что водители, даже очень опытные, выбирают различные комбинации частоты вращения педалей и крутящего момента для соответствия более высоким или низким уровням мощности.

Каденция и тип езды

Но даже если исключить неторопливую езду и сосредоточиться только на гонках (на большой мощности), частота вращения педалей и крутящий момент меняются в зависимости от типа гонки. Вот графики крутящего момента для одного и того же (отечественного профессионала) в трех различных типах гонок: гонка на дороге, гонка по критерию и испытание на время. Крутящий момент измеряется в Ньютон-метрах, а частота вращения педалей измеряется в об / мин. Тонкие красные пунктирные линии показывают комбинации частоты вращения педалей и крутящего момента, которые производят 300, 500 и 700 Вт. Как вы можете видеть, три разных типа гонок требуют разных комбинаций частоты вращения педалей и коленчатого момента. Показанная здесь временная проба была проведена на относительно стабильном уровне мощности, но гонка на дороге и гонка по критериям были гораздо более переменными. Для этих гонок всадник достиг более высокой мощности, увеличивая обачастота вращения педалей и кривошип. Это довольно распространенная модель для шоссейных гонок, и она помогает объяснить, почему наблюдатели часто отмечают, что гонщики крутят педали с высокой частотой вращения: гонщики также крутят педали с высокой мощностью и высоким крутящим моментом, но единственной видимой подсказкой является высокая частота вращения педалей. Таким образом, это является основой для предложений, цитируемых Hansen et al. выше: частота вращения, используемая для получения высокой мощности, не кажется ни экономичной, ни улучшающей производительность при низкой мощности. То, что вы видите педаль «Тур де Франс» на X оборотах в минуту, не означает, что вы должны крутить педаль на X оборотах в минуту (если только вы не производите уровни мощности «Тур де Франс»). Точно так же, только потому, что вы видите, что гонщик Тур де Франс тратит мало своего времени на Y об / мин, не означает, что вам следует избегать вращения педалей на Y об / мин. Ваши потребности, способности и цели будут отличаться.

Каденс и Ландшафт

Ваш вопрос также спросил, меняется ли частота вращения педалей в зависимости от местности. Вот график частоты вращения педалей и крутящего момента для гонщика, который выполнял набор интервалов по холмам. Верхняя левая панель показывает его частоту вращения и крутящий момент на протяжении всей поездки. Верхняя правая панель показывает профиль высоты для его поездки; как можно видеть, поездка слегка катилась от его дома до холма, на который он четыре раза поднимался и спускался, а затем вернулся домой по холмистой дороге. Эта верхняя правая панель отмечает восхождение на части его поездки красным цветом. Две нижние панели показывают его частоту вращения и крутящий момент для соответствующих черных и красных частей поездки. Как и прежде, тонкие пунктирные линии (на этот раз синим цветом) показывают «контуры изопороты». Ясно, что он использовал различные комбинации частоты вращения педалей и крутящего момента на секциях подъема, чем на участках спуска и качения.

Чтобы подчеркнуть этот момент, вот график, который показывает частоту вращения педалей и оценочный уклон дороги для гонщика ProTour Густава Ларссона во время 3-го этапа Тура Калифорнии 2009 года. Как вы можете видеть, даже если мы исключаем периоды выбега, его частота вращения варьировалась от примерно 20 оборотов в минуту до примерно 120 оборотов в минуту, а по мере того, как уклон дороги становился все круче, его частота вращения снижалась.

Частота вращения педалей и кривошип

Вы задаетесь вопросом о связи между частотой вращения педалей и крутящим моментом? Вот сюжет, показывающий другого всадника на «чистом» холме. Верхняя левая панель показывает соотношение между каденцией и мощностью; в правом верхнем углу показана взаимосвязь между моментом вращения коленчатого вала и мощностью; и две нижние панели показывают взаимосвязь между частотой вращения педалей и моментом вращения коленчатого вала, один с контуром isopower, а другой без него. Нижние панели проясняют, что часто существует обратная зависимость между частотой вращения педалей и кривошипным моментом, но верхние панели показывают, что в этом случае крутящий момент кривошипа был большей определяющей величиной выходной мощности, чем частота вращения педалей.

Каденс и Колено Напряжение

Некоторые гонщики утверждают, что медленный ритм (скажем, ниже 60 об / мин) может повредить колени. Однако медленная каденция сама по себе не может повредить колени; когда вы сидите за столом и читаете эти слова, ваша «частота» почти наверняка близка к нулю, но сила на коленях также низкая. Всадники, которые делают эти заявления, связывают низкую частоту вращения с высокой силой. Из предоставленных графиков должно быть ясно, что один из самых простых способов подвергнуть колени более низкой силе - это просто ездить с меньшей мощностью. Езда на скорости 60 об / мин на малой мощности может быть выполнена с низким усилием на педали; езда на скорости 90 об / мин на большой мощности должна выполняться с высоким усилием на педали. Таким образом, уровень выходной мощности (также известный как «рабочая нагрузка») является ключом к пониманию напряжения суставов. В середине 1980-х годов М. Эриксон опубликовал серию исследований, в которых изучались силы на мышцы бедра, колена, лодыжки, ступни и ноги во время езды на велосипеде, в том числеэто одна . Важно отметить, что он пришел к выводу: «[4] изученные четыре параметра (рабочая нагрузка, скорость педалирования, высота седла, положение педали) - самая важная поправка на изменение нагрузки на сустав и мышечной активности. Повышенная скорость вращения педалей увеличивала мышечную активность в большинстве исследованных мышц, как правило, без изменения нагрузки на сустав. Увеличенная высота седла уменьшила максимальный момент нагрузки на сгибающее колено, но существенно не изменила момент нагрузки на сгибающее бедро или дорсифлексирующую лодыжку. Мышечная активность в большинстве исследованных мышц обычно не изменялась из-за разной высоты седла ».

Каденция и тренеры

Некоторые райдеры используют свои тренажеры в помещении и замечают, что их «предпочтительная» частота вращения педалей (возможно, для определенного уровня мощности или частоты сердечных сокращений) составляет X об / мин, а затем пытается ездить на этих оборотах на улице. Как мы видели выше, произвольно выбранная частота вращения зависит от рельефа местности, мощности и способа масштабирования сопротивления со скоростью. Здесь важно, чтобы тренеры также варьировались в зависимости от скорости сопротивления. Ниже вы можете увидеть график для одного и того же гонщика на двух разных типах тренажеров, но с одинаковым передаточным числом на обоих: на тренажере с устройством сопротивления жидкости и на роликах. Каждая точка показывает частоту вращения педалей и крутящий момент с интервалом в одну секунду. Как вы можете видеть, эти два типа тренажеров имеют очень разные кривые сопротивления, при этом ролики становятся намного «более плоскими» при увеличении оборотов. Чтобы достичь той же силы, кажется, что наездник выбирает более высокую частоту вращения педалей (и более низкий крутящий момент). Чтобы достичь того же уровня мощности (скажем, 175 Вт), произвольно выбранный ритм водителя меняется в зависимости от типа сопротивления. «Перенос» ритма внутреннего тренера на прогулку на открытом воздухе игнорирует как различия в поездках на открытом воздухе, так и различия между тренерами.

"... но .. но рекорд часов установлен на высокой частоте!"

Да, большинство часовых рекордов UCI за последние 50 лет были установлены с частотой от 100 об / мин до 107 об / мин (с заметным исключением Обри, который установил свои рекорды на 93 и 95 об / мин). Тем не менее, часовой рекорд установлен на велосипеде с фиксированной передачей на треке, и, что более важно, все рекорды были установлены при высокой мощности и высоком крутящем моменте. Ниже вы можете увидеть частоту вращения педалей и крутящий момент для многих из последних часовых записей, основанных на данных Bassett et al.; график показывает, что для недавних рекордов, установленных на уровне моря, средняя мощность колебалась от 370 до 460 Вт, а крутящий момент от 36 до 43 Нм. Никто бы не сказал начинающему гонщику крутить педали при постоянном крутящем моменте в 40 Нм, но многие советуют новичкам ездить со скоростью около 100 об / мин. Использование частоты вращения для установки мирового рекорда, достигнутого на фиксированной передаче на треке для велодрома, в качестве ориентира для более общего катания имеет такой же смысл, как использование крутящего момента при тех же событиях установки мирового рекорда, которые достигаются на фиксированной передаче на треке для велодрома. в качестве руководства для более общего катания.

Вывод

Вывод из всего этого заключается в том, что частота вращения педалей меняется как в зависимости от поездки, так и от гонщика. В этом смысле вопрос об «оптимальном ритме», в отличие от характеристик езды и наездника, представляет собой красную сельдь. Без надлежащего контекста спрашивать об оптимальной частоте вращения - это все равно, что спрашивать об оптимальной мощности или оптимальном крутящем моменте.

Во-первых, если вы не стремитесь стать профессиональным гонщиком (или, по крайней мере, любителем высокой конкуренции), игнорируйте совет, что вы «должны развить скорость не менее 90 об / мин» или что-то в этом роде.

Во-вторых, даже если у вас есть такие стремления, вы не добьетесь успеха, пытаясь достичь высокой частоты с самого начала - это то, что вы должны развивать медленно.

Что касается скалолазания, вполне естественно немного замедлять темп во время лазания. Тем не менее, ошибка, которую допускают многие любители ранга (и некоторые даже ранкеры, считающие себя гонщиками), состоит в том, чтобы попытаться прорваться в гору на слишком сложной передаче с слишком низкой частотой вращения педалей.

Правило, которое мне подходит, подходит для большинства неконкурентных ситуаций - никогда не нажимайте педали медленнее, чем вы дышите, и выбирайте частоту, в два раза превышающую частоту вашего дыхания. Это позволяет вам сбросить частоту для случайной поездки и обеспечивает хорошее руководство для большинства обстоятельств вплоть до полных условий гонки.

Что касается того, что ритм "идеален", я видел исследования, проведенные, может быть, 15 лет назад, предполагающие, что частота вращения педалей около 85 является оптимальной для большинства велосипедистов в форме на ровной поверхности - это оптимизирует общую мощность и выносливость для поездки средней продолжительности. (хотя я не помню, что такое «средняя продолжительность»). Но в этом исследовании некоторые гонщики добились большего успеха в 90 или 100, а некоторые в 80.

Что касается коленей, можно повредить ваши колени, если они не испытывают немедленной боли (хотя вы, вероятно, заметите некоторый дискомфорт в колене через 12-24 часа). Я предполагаю, что много райдеров-фиксистов будут жаловаться на проблемы с коленями через 5-10 лет.

К фантастическому ответу Р. Чанга добавить нечего, но вот некоторые доказательства того, почему более высокие частоты вращения желательны при более высоких выходных мощностях.

По существу, для получения высокой мощности при более низкой частоте вращения требуется большее количество быстро сокращающихся волокон, которые, как было установлено, быстрее истощают запасы гликогена в ногах. Когда уровень гликогена падает, мышечные сокращения становятся менее сильными, что требует большего набора мышц и, следовательно, потребления кислорода, плюс будет меньше гликогена, доступного на более поздних стадиях в течение долгой поездки.

И наоборот, более высокие каденции рекрутируют больше медленных волокон, и это было связано с более высокими уровнями окисления жира и меньшим истощением гликогена.

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, это исследование также показывает, что хотя более медленные (60-70 об / мин) ритмы имеют тенденцию сводить к минимуму потребление кислорода, более высокие (80-90 об / мин) ритмы сводят к минимуму нервно-мышечную усталость. Таким образом, в действительности оптимальная частота вращения педалей будет зависеть от сочетания выходной мощности, продолжительности езды, физической подготовки / усталости гонщика и многого другого!