Dans mon coin de bois, il y a des descentes en montagne assez importantes: disons 600 mètres verticalement avec une moyenne de 7%, avec beaucoup de courbes et d'autres obstacles comme des nids de poule. Généralement, la surface est en asphalte de qualité raisonnable; J'ai un vélo de randonnée.

Je suis curieux de savoir s'il existe des techniques ou des gadgets pour modérer ma vitesse, afin de réduire le besoin de freinage (par exemple, dans une voiture, on peut rétrograder).

En guise de calcul de fond, considérons un système de cycliste / vélo de 110 kg descendant une pente de 7% à 50 km / heure, soit environ 13 mètres / seconde. En raison de la pente, pour chaque 13 m horizontal, il descend de 0,91 m verticalement; par conséquent, à chaque seconde, l'énergie potentielle d'une masse de 110 kg tombant à 0,91 m est ajoutée au système bike & rider et doit être supprimée afin de ne pas accélérer. Cette énergie potentielle ( U = mgh ) est d'environ 980 joules; c'est-à-dire que le cycliste doit dissiper environ 1 kW pour ne pas accélérer.

Cela me surprend; il semble que beaucoup d'énergie soit rejetée dans l'environnement. Mais c'est comparable à ce qui peut être produit par les coureurs pour atteindre des vitesses similaires sur le plat.

Ce que je ne sais pas calculer, c'est la quantité d'énergie consommée par la traînée d'air, le frottement mécanique dans le vélo, la résistance au roulement, etc., pour savoir vraiment ce qu'un appareil de ralentissement devrait consommer.

Une chose à laquelle j'ai pensé était un moyeu dynamo; mais ceux-ci semblent consommer moins de 5 watts, ce qui ne ferait aucune différence réelle.

(Je dois ajouter que je sais que je ne devrais pas freiner continuellement à fond. Ma question est de savoir s'il y a des choses supplémentaires que je peux faire ou ajouter au vélo pour ralentir la vitesse.)

Votre question comporte deux parties et deux réponses. La première partie de votre question est de savoir s'il existe des dispositifs permettant de modérer la vitesse en descente. Il s'agit d'un problème courant avec les vélos tandem (et parfois avec des vélos conçus pour les randonnées chargées). De nombreux moyeux arrière spécifiques au tandem ont un côté gauche fileté sur lequel peut être monté un "frein de traînée". Généralement un frein à tambour, ils peuvent être ajustés pour une légère traînée; les freins sur jante sont conservés comme frein principal pour l'arrêt. L'avantage du frein à tambour est qu'il est éloigné de la jante (car un échauffement excessif au niveau de la jante peut avoir des conséquences désastreuses pour la chambre à air ou le pneu) et qu'il a une capacité thermique élevée. Bien qu'il ne soit plus fabriqué, le vénérable et vénéré frein à tambour Arai Tandem en est un exemple.

Votre deuxième question porte sur la façon d'estimer la demande de traînée sur un vélo. Il s'agit d'un problème bien compris, quoique peut-être moins connu, et qui est abordé dans la section 2 de Wilson and Papadopoulos ' B cycling Science. Comme vous l'avez supposé, la composante énergétique potentielle doit être compensée par la traînée ailleurs: soit par la traînée aérodynamique, le freinage ou la résistance au roulement. La vitesse terminale est atteinte au point où la perte d'énergie potentielle équilibre exactement les forces de traînée générées ailleurs. Le coefficient de résistance au roulement (Crr) arrive à l'échelle exactement comme la pente, donc un changement de pente de 1% est exactement comme un changement du Crr de 0,01. Malheureusement, à cette fin, vous ne pourrez pas beaucoup compter sur Crr pour une traînée supplémentaire appréciable - généralement, Crr varie d'environ 0,004 à peut-être 0,01. Ainsi, bien que dans un sens théorique, vous devez prendre en compte la résistance au roulement, dans un sens pratique, elle dissipe trop peu d'énergie pour la matière. Dégonfler des pneus pour augmenter le Crr dans une descente sinueuse n'est pas seulement insuffisant, c'est une mauvaise idée.

La traînée aérodynamique est plus facilement manipulable mais son efficacité est également limitée. La zone de traînée (généralement désignée par le produit de la surface frontale, A, et le coefficient de traînée aérodynamique, Cd) pour un cycliste typique sur un vélo de route typique variera d'environ 0,3 mètre carré (environ, 3 pieds carrés) jusqu'à peut-être 0,5 mètres carrés ou plus. La force de traînée aérodynamique varie avec le carré de la vitesse (car la force varie avec le carré de la vitesse, la puissance requise pour surmonter cette force varie avec le cube de vitesse) .Ainsi, s'asseoir, dézipper une veste et élargir vos bras et vos jambes peut ajouter certains CdA; cependant, rarement plus de ~ .2 mètres carrés.

Cela laisse le freinage, c'est-à-dire la conversion de l'énergie potentielle via des moyens cinétiques en chaleur, et la place pour un frein de traînée comme décrit ci-dessus.

Vous ne dites pas sur quel type de vélo vous vous trouvez, mais il y a des choses simples qui vous aideront.

1. S'asseoir et obtenir votre corps aussi large que possible ajoutera une quantité importante de traînée. Vous pouvez également porter une veste et dézippez-la 7/8 pour qu'elle attrape le vent.
2. Réduisez légèrement la pression de vos pneus. Ne descendez pas si bas que vous perdez la stabilité, mais la résistance au roulement entre 105 psi et 120 psi fera la différence
3. Trouvez des pneus à haute résistance au roulement. Il existe un certain nombre de sources pour ces données en fonction de votre type de vélo.
4. Pas directement lié, mais assurez-vous d'utiliser des plaquettes de frein et des jantes / rotors appropriés. Certains font mieux avec de longues carafes que d'autres.

Il y a aussi les commentaires évidents comme apprendre à descendre à grande vitesse ou passer à un vélo plus lent.

Certains vélos électriques ont un freinage régénératif . C'est la seule chose à laquelle je peux penser qui répond presque à votre question.

Théoriquement, vous pourriez utiliser quelque chose comme un parachute pour ralentir, mais cela créerait beaucoup trop de problèmes (vents latéraux, goulotte s'emmêlant dans la roue arrière, avoir à rétracter la goulotte lorsque vous n'en avez plus besoin, etc.).

Si vous demandez un APPAREIL pour contrôler la vitesse, certains tandems (vélos à deux places) ont un système de freinage dédié appelé "Drag Brake". De la page Sheldon Brown sur les freins tandem:

Frein de frein à friction

Le système le plus courant et le plus satisfaisant consiste à régler les freins sur jante, un pour chaque levier de frein conventionnel, et à actionner le frein de moyeu par un dérailleur à friction. Il peut s'agir d'un "Barcon", d'un pouce shifer de type VTT, ou d'un Sun Tour Command Shifter.

Un levier de vitesses à friction permet au capitaine de régler le frein du moyeu pour appliquer la traînée souhaitée, même une fois qu'il a relâché la commande du frein du moyeu. le capitaine utilise alors les deux mains sur les freins sur jante pour moduler la vitesse du vélo, et pour s'arrêter si cela devient nécessaire.

Alors que la stratégie la plus simple serait d'utiliser une roue arrière avec jante + frein de moyeu, une pour le levier du guidon et l'autre pour le levier de friction, il existe des moyeux dédiés à utiliser comme freins de traînée (bien qu'ils soient très probablement encombrants et difficiles trouver). Un modèle que j'ai trouvé sur Google est le frein à tambour Arai (hors production).

Je n'ai jamais entendu parler d'un appareil prêt à l'emploi pour faire ce que vous voulez. La seule chose à laquelle je peux penser est de retirer le ventilateur ou le dispositif de résistance magnétique d'un support d'entraînement ou de rouleaux et de le fixer d'une manière ou d'une autre pour qu'il puisse être allumé et éteint. Ou encore mieux serait d'obtenir une plate-forme telle que celle utilisée dans certains vélos d'exercice où il y a un volant en aluminium avec un électro-aimant disposé à côté, de sorte que la résistance augmente à mesure que le champ magnétique augmente. (En théorie, une jante en aluminium profond pourrait être utilisée à la place du volant.)

Mais il faudrait récupérer des pièces de quelque part pour faire tout cela, puis faire des travaux d'atelier d'usinage.

Sinon, la meilleure solution dans votre cas est probablement un vélo avec freins à disque.

Vous pourriez construire ou acheter une chute à drogue. Il n'a pas besoin de peser beaucoup, étant inférieur à un mètre carré de nylon ripstop et à quelques mètres de cordon mince. Il peut même être légal de le faire, selon la façon dont votre pays rédige les lois sur les "véhicules sans voile" (ou si une telle loi existe). Je serais enclin à l'arracher en l'attachant à mon corps avec du velcro.

J'ai fait le contraire et j'ai utilisé une petite porte de parasol / tente comme voile quand j'avais un fort vent arrière et que je montais sur mon vélo de randonnée. Cela a bien fonctionné, car j'ai dû déplacer l'accessoire principal de la ceinture de mon sac à dos à la tige de selle car il menaçait de me catapulter par-dessus le guidon (le vélo était assez lourd).

En tant que frein, je suggère une glissière de type cross car ils sont faciles à fabriquer et plus stables qu'une glissière ronde ou rectangulaire (les rectangles sont plus contrôlables mais à moins que vous ne soyez habitué au parachute ascensionnel ou au kite surf, la courbe d'apprentissage est raide).

Le principal problème que je peux voir est que les montagnes ont souvent du vent, et en particulier le vent peut varier considérablement sur de courtes distances. Par exemple, si vous sortez autour d'une crête, vous pouvez passer de l'air calme derrière la crête à un vent comprimé sur la face exposée, et le changement de traînée d'une chute sera dramatique. Dans ce cas, vous devez décider si vous voulez laisser tomber la goulotte sur le pare-brise de la voiture qui vous suit, ou ralentir brusquement devant elle. Cela pourrait être gênant.

Vous pouvez toujours obtenir un équipement fixe et utiliser vos jambes pour vous ralentir. Remonter la montagne poserait cependant un problème complètement différent. Bien qu'avec le bon rapport de vitesse, il serait probablement possible de monter et de descendre la montagne sur une vitesse fixe.

Utilisez peut-être des freins à disque et non des freins sur jante si le chauffage est un problème.

Je suis habitué à l'idée que les gens mettent environ 1 KW dans l'environnement juste en existant; Je ne sais pas quel est le problème, avec la perte d'un KW supplémentaire lors de la descente.