跳至主要內容

自行車空氣動力學進階:如何量化並改善你的 CdA

訓練科學

自行車空氣動力學進階:CdA 的科學與實踐

空氣動力學是現代公路車科學中最重要、也最被業餘車手低估的領域。在平路或下坡騎行中,超過70%的阻力來自空氣阻力。理解並優化你的 CdA,可能是性價比最高的表現提升手段。

什麼是 CdA?

CdA = 阻力係數(Cd)× 正面面積(A)

  • Cd:形狀的「流線型」程度,取決於姿勢和裝備
  • A:面向空氣的正面面積(平方公尺)

典型 CdA 值(m²):

騎手類型/姿勢 CdA 值
直立坐姿,無頭盔 0.40-0.45
一般公路車騎姿 0.30-0.35
下把姿勢 0.26-0.32
計時賽姿勢(TT) 0.20-0.25
職業計時賽選手 0.18-0.22

CdA 的實際意義

以相同300W功率輸出,CdA 的差異對速度的影響(假設零風):

CdA 平路速度(約值)
0.35 約44 km/h
0.30 約47 km/h
0.25 約51 km/h

CdA 每降低0.05,在相同功率下平路速度提升約3-4 km/h——這比提升50W的功率效果還要顯著。

影響 CdA 的主要因素

1. 騎姿(最重要,佔約60-70%的影響)

姿勢調整的優先順序

  1. 背部扁平化(Flat Back):降低上背部,使脊椎趨於水平
  2. 頭部位置:頭部向下,頸部放鬆,凝視前方30-40公尺
  3. 手肘寬度:向內收,通常與肩同寬或更窄
  4. 下把握姿:下把騎行比上把降低CdA約0.03-0.05

騎姿測試

  • 找一段平路,相同配速下比較不同姿勢的功率差異
  • 或使用 Chung Method(功率計+GPS 計算CdA)

2. 頭盔(影響約15-25%)

頭盔類型 相對阻力
一般通風頭盔(較多開孔) 基準
空力頭盔(少孔) 低30-50%(在頭盔部分)
計時賽頭盔(全覆蓋) 最低,但通風最差

對業餘車手而言,在一般訓練時,空力頭盔可能比通風頭盔節省1-3W。

3. 車衣(影響約5-10%)

  • 貼身車衣比寬鬆衣服節省明顯的阻力
  • 部分「空力車衣」在縫線設計和面料上有特殊處理
  • 口袋數量和位置影響流線型

4. 車架和輪組(影響約10-20%)

  • 空力車架:相比輕量爬坡車,平路每小時節省約15-30W(視設計而定)
  • 深框輪組:60mm以上深框在側風<15km/h時有顯著空力優勢
  • 輪胎外形:更寬的輪胎(若配合合適的輪圈)反而可降低阻力(「balloon effect」)

測量你的 CdA

方法一:風洞測試

最精確但費用最高:

  • 台灣目前沒有正式的自行車風洞設施
  • 最近的選擇:日本或澳洲的商業風洞(費用約1,000-3,000美元/半天)

方法二:Chung Method(功率計+軟體)

需要:功率計、GPS碼表、一段沒有其他車的平路

步驟:

  1. 在無風的平路進行5-10分鐘穩定騎行
  2. 記錄功率、速度、海拔數據
  3. 使用軟體(如 BestBikeSplit、Aerolab)計算 CdA

準確度:約±0.005 m²,足以比較不同姿勢的差異

方法三:室內訓練台測試

在控制環境下比較不同姿勢的功率差異:

  • 維持相同速度,記錄不同姿勢需要的功率
  • 較簡單但準確度較低

業餘車手的優化優先順序

免費的改善(最高性價比):

  1. 優化下把騎姿(降背平背)
  2. 頭部位置調整
  3. 穿著貼身車衣

低成本改善
4. 購買空力頭盔(NT$3,000-10,000)
5. 調整把手高度(降低10-20mm)

中高成本改善
6. 深框輪組(NT$30,000-100,000+)
7. 空力車架升級

結語

空氣動力學優化是自行車表現提升中最不直覺的領域——投資不在體能訓練,而在如何穿越空氣。但它的效益是真實的:一個優化良好的姿勢,可以讓你在相同體能下快5-8%。從今天開始注意你的騎姿,這是零成本的速度提升。

相關主題閱讀

相關影片
訂閱CT的頻道

訂閱 CT Yeh,看武嶺實測與路線攻略

北進武嶺、西進武嶺、經典百K,每條路線都親自騎過,配速、爬升、補給點全部實拍實測。

467 部影片 · 累計 838 萬次觀看