När proffsen förbereder sig för Paris-Roubaix, tittar vi på hur forskare arbetar för att göra det lättare att åka kullersten
Årets Paris-Roubaix ståtar med mer än 50 km kullersten, vilket är just därför som detta klassiska lopp i norra Frankrike beskrivs som "Nordens helvete". För tillverkare och team är det en av höjdpunkterna i kalendern.
Det är också en plattform för att visa upp ny teknik utformad för att hjälpa cyklar att rulla smidigt över vägen.
Det är därför Pinarello skapade ett fjädringssystem överst på sätesstagen på sin K8-S och varför Specialized introducerade sin "FutureShock"-fjädring mellan huvudröret och spindeln på sin senaste Roubaix.
Men finns det några vetenskapliga bevis som tyder på om dessa och andra liknande innovationer har verkliga fördelar och, i så fall, vilket är viktigare: dämpning framtill på cykeln eller baktill?
Övervaka vibrationer
‘Vi har laddat våra cyklar med sensorer när vi tar emot ett lopp som Roubaix för att lägga till empirisk data till feedbacken vi får från ryttare, säger Carsten Jeppesen, chef för teknisk drift på Team Sky.
‘Det är därför många ryttare kommer att välja bakfjädring och även varför de till exempel inte skulle välja framfjädring, vilket vissa har provat men har funnit alldeles för främmande.’
Jeppesen noterar också att förare väljer en längre hjulbas, vilket förklarar tanken bakom Pinarello K8-S, med den fjädrande bakdelen och längre hjulbas än F10.
Men det är inte särskilt vetenskapligt. Vi är ute efter oberoende, verifierbara bevis, och ganska överraskande för en sport där data är kung, finns det bara en oberoende studie som undersöker vibrationerna som härrör från Roubaix kullerstenar.
Forskaren och cyklisten Sebastien Duc deltog i 2015 Paris-Roubaix Challenge, ett amatörevenemang som äger rum dagen före proffsloppet. 1,80 m, 68 kg Duc syftade till att mäta inte bara skalan av vibrationer som skapas av kullerstenarna utan också var på cykeln och kroppen de är på topp.
‘Jag laddade min Specialized Roubaix Expert med två treaxliga accelerometrar – på skaftet och sadelstolpen – och ställde in däcktrycket på 5 bar [cirka 73psi], säger Duc. "Jag mätte sedan RMS, VDV och vibrationsnivå…"
OK, sluta där – förklaring krävs. I denna oscillerande värld är RMS (Root Mean Square, mätt i m/s2) i huvudsak det genomsnittliga vibrationsvärdet, i det här fallet av en åktur på kullerstenen, medan VDV (Vibration Dose) Värde, m/s1,75) representerar det kumulativa värdet. Vibrationsnivån är oscillationer per sekund, eller hertz (Hz).
Duc samlade in all data efter evenemanget och upptäckte att hans hastighet varierade från 19,1-27,8 km/h under sin 139 km långa, 15 kullerstensbelagda färd; hans hjärtfrekvens fluktuerade mellan 122-155 bpm; hans kadens var mellan 79-87 rpm; och uteffekten varierade från 167-235W.
‘Enligt RMS- och VDV-värden är vibrationsexponeringen mer intensiv vid händerna än vid cyklistsätet, oavsett kullerstenarnas hastighet eller svårighetsgrad, avslöjar Duc.
För referens, ASO kategoriserar kullerstenarna efter svårighetsgrad från tvåstjärniga (relativt lätt) till femstjärniga (benkrossande), och har i år infört färgkodning för att göra det lättare för tv-tittare att identifiera dem.
'Över de fyrstjärniga sektionerna motsvarade RMS 35m/s2 vid stammen jämfört med 28m/s2 kl. sadelstolpen.” På arbetsplatsen – säg att plöja en åker på en traktor – anses allt över 10m/s2 vara farligt.
Så det är det. Sky's Jeppesen har fel och tillverkare bör fokusera sina ansträngningar på framsidan av cykeln istället för bak. Naturligtvis är det inte så enkelt.
‘Frekvensen av vibrationsnivåerna var faktiskt högre vid sadelstolpen, säger Duc. "Över de trestjärniga kullerstenssträckorna, 30Hz vid sadelstolpen jämfört med runt 20Hz vid stammen."
Kort sagt, vibrationerna bak var mindre intensiva men mer frekventa.
Gleshet med studier
Än så länge, så ofullständigt. Vi behövde mer data, men Cyclist var tvungen att vara kreativ. Cue-forskning av Paul MacDermid från Massey University, Nya Zeeland, som jämförde vibrationspåverkan från landsvägscykling med terrängcykling.
Hans forskning handlade inte om kullersten, men MacDermid säger att han kan göra en bra uppskattning av resultaten baserat på hans egna data.
Ta RMS-värdet. På MacDermids tester mätte vänsterarmsaccelerometrarna 18m/s2 och 27m/s2 för väg och terräng; vid sadelstolpen var det 12m/s2 och 18m/s2.
MacDermid säger att kullerstenar skulle generera liknande vibrationsproportioner och att försökspersoner skulle behöva generera cirka 30 % mer kraft för att hålla samma hastighet, vilket är viktigt eftersom kraft är relaterad till vibrationer.
'Detta är baserat på Training Peaks-data från Mat Haymans vinst 2016, när hans genomsnittliga kraft i Arenbergskogen ökade med 44% och hans puls med 20% [jämfört med tidigare i loppet],' säger MacDermid.
Naturligtvis kan Haymans ökade ansträngning inte helt tillskrivas de extra vibrationerna som stimuleras av de kullerstenarna – det är säkert att anta att Hayman också lade ner hammaren i en sektion som är ökänd för att ha gjort eller bryta loppet.
Men om vi i stort sett tillämpar den 30-procentiga ökningen på kullersten och de ökade vibrationerna, tittar vi på RMS-värden på över 30m/s2 genom styret och över 20m /s2 genom sadeln.
Så det verkar som igen, framtill är det område som kräver större dämpningsfokus. "Du kan säkert hävda det, eftersom att driva cykeln över gupparna kommer att framkalla mer överkroppsrörelse", säger MacDermid.
‘Detta stöds av ytterligare data vi har som visar på uppförsbackar vid hastigheter på cirka 16,5 km/h, vibrationerna var vanligtvis större genom stängerna och armarna än genom sadelstolpen.’
Hans figurer förändras dock när vägen lutar nedför: Vi genomförde en annan studie som tittade på effekterna på cykeln när man går ner över 13 cm steg.
‘Resultaten visade att sadelstolpen och vristen tog den största smällen med styret en nära tredjedel.’
Byggt för kullerstenen
Det är osäkert om fjädring skulle vara bättre att använda framtill på cykeln eller bak, men det kan vara så att ingen av dem har lika mycket inflytande som förarna själva.
‘En studie i Frankrike visade att ju tyngre föraren är, desto lägre är vibrationsdosvärdet, säger MacDermid.
Gubbarna på 80 kg dämpar naturligtvis vibrationerna mer än 60 kg-killarna.
Och en annan fransk studie visade att en förares hållning också har en betydande inverkan på VDV, särskilt positionen för underarmarna och handledsvinklarna, och att optimerad cykelgeometri kan minska denna siffra med upp till 50%.
Det är också frågan om körstil, säger Jeppesen: Om du till exempel tittar på Fabian Cancellara, som är smidig på sin cykel, skulle han förmodligen uppleva färre vibrationer än någon som Ian Stannard, som är mer om brute force och trampar i pedalerna.'
Så där har du det. När proffsryttarna slår Arenberg på årets Paris-Roubaix kommer några av dem att uppskatta extra dämpning vid stänger, medan andra kommer att vara nöjda med fjädring bak (och alla kommer att gå för bredare, mjukare däck än vanligt).
Men vinnaren kommer med största sannolikhet att vara den som helt enkelt vet hur man åker kullerstenarna bäst. Förra årets vinnare, Mat Hayman, satt trots allt på en Scott Foil – en aerocykel som gör få eftergifter för komforten.
