ロードバイクにおけるシューズカバーのエアロ効果：空気抵抗削減

Atsu — Sat, 14 Nov 2015 12:29:38 +0000

以前、コチラの記事で真冬のロードバイクトレーニングアイテムとして0℃帯対応のシューズカバーを挙げましたが、今回はそのシューズカバーにおけるエアロ効果・空気抵抗削減についてちょっと見てみます。

ロードバイクでの速さを決める大きな要素として空気抵抗があります。皆この空気抵抗をできるだけ削減するためにディープリムのホイールやエアロなフレームを装備しようとします。しかし、ロードレースにおける空気抵抗で最も大きな割合を占めるのは、ロードバイク本体でなく、乗っている人間の空気抵抗なのです。

後に紹介するこちらの資料には大ざっぱにタイムトライアル時の空気抵抗の割合は10%が車体、残り90%は乗っている人間とまで結論づけています。

また、私もよく読ませて頂いているコチラの本「ロードバイクの科学」によると人間の空気抵抗は70～80%とのことです。
いずれにせよ、乗っている人間自身の影響がかなり大きいことには違いありません。
風洞実験上ではフレームやホイールのエアロ化よりもフォームやウェアの空気抵抗を減らした方がタイムは早くなる結論となっているようです。

シューズカバー着用で330m差がつく？
シューズカバーは防寒のためだけではない

シューズカバー着用で330m差がつく？

人間の空気抵抗を決める要素としては次の2点が決定的です。

ロードに乗る人のフォーム(エアロポジション)
着用している物(服やヘルメット)

ポジションについては話が尽きないため、今回は2番目の着用している物に注目してみます。

まずは先ほどのコチラの資料を参考に考察します。
実際の40Kmタイムトライアルでの機材の交換による空気抵抗の削減量とタイム差の実験資料です。装備変更前の基準として、距離40kmを48分で走る選手を実験基準としています。(つまり平均時速50kmくらい)。原文は英語なので、機材による空気抵抗の削減とタイム短縮の図を日本語に訳して当サイトに掲載させて頂きます。

比較対象	変更点 (変更前)→(変更後)	空気抵抗削減	40km個人TTでの時間短縮効果
1. ジャージ	普通のロードジャージとレーパン →TT用スキンスーツ	-289g	134秒
2. ポジション・エアロバー	ブルホーンバーを持ち身体を起こす →DHバーでエアロポジションを取る	-262g	122秒
3. エアロヘルメット	普通のロード用ヘルメット →TT用エアロヘルメット	-144ｇ	67秒
4. ポジション	通常のポジション →風洞実験で最適化したエアロポジション	-121g	56秒
5. 進行方向に対し10度の向かい風におけるフロントホイール	3-5本スポークホイール →12本スポークのディープリムホイール	-90g	42秒
6. エアロシューズカバー	シューズカバーなし →シューズカバーあり	-65g	30秒
7. 正面からの向かい風におけるリアホイール	ディスクホイール →3本スポークホイール	-63g	29秒
8. 正面からの向かい風におけるフロントホイール	24本スポークロープロファイルアルミリムホイール →5本スポークホイール	-50g	23秒
9. フレーム	普通のチューブのTTバイク →エアロチューブのTTバイク	-36g	17秒
10. エアロヘルメット	TT用エアロヘルメット →最適化されたエアロヘルメット	-29g	13秒

こちらの資料によるとフレームやホイール等のロードバイク自体のパーツを除いた場合、次の着用物が上から順に影響が大きくなります。

ジャージ(スキンスーツ)
ヘルメット
シューズカバー

1のジャージや3のヘルメットは何となく想像がつきますね。
ジャージについては基本天気にピチピチのスキンスーツになればなる程空気抵抗は削減されます。ヘルメットは穴が開いていないタイムトライアル用のヘルメットに交換するだけでも効果が大きいようです。
(これについてはまた別記事でピックアップしたいと思います。)
空気抵抗に関する風洞実験は多く行われていますので、それらの資料も参考にしてみると面白いかもしれません。

しかし、この中で以外と見落としがちな物が6項目目のシューズカバーです。
「シューズカバー＝冬の防寒」という認識が強いためか、なかなか冬季以外にシューズカバーを着用する人は見かけません。

先ほどの資料によると、平均時速50kmくらいの選手がシューズカバー無しからシューズカバーありに変更した場合、距離40kmのタイムトライアルで65gの空気抵抗削減と30秒のタイム短縮が結果として上がっています。
単純に考えて平均時速50kmとすると、30秒のタイム削減はゴール地点で距離400mの差となります。シューズカバーを着用するのとしないのでは400mも差が出る結果となったのです。
これはロードレースにおいては大きな差となります。

10km程の小規模なクリテリウムレースでもシューズカバーがあるのとないのではゴール時点で100m程も差がつく計算となります。(40km比較と同一条件の場合)