Do Stiff Bikes Go Faster? 剛性強的自行車可以騎得比較快?

我們常常聽到， 這車架(or 整輛車 or 零件)硬 (or 剛性強)， 那車架軟。雜誌上常有測試一些車子的硬度對重量比 (Stiffness-to-Weight ratio)比較 (如德國雜誌Tour or RoadBike.de)，車廠也一直強調他們的車硬，當然消費者也一窩蜂追求硬車。也許這裡面還有些心理因素，很多不想跟”軟”扯上關係。

真正問題是，剛性強的自行車可以騎得比較快嗎？(Do stiff bikes go faster) 還是這跟一般說紅色的跑車都跑得比較快 (Red cars go faster)的心理一樣。畢竟我們都希望跨上這超硬自行車，就可以騎得跟Pros一樣快。(作夢會更快 XD)

所有的雜誌上騎乘測試，騎士事先都知道這是什麼廠牌的車，多少也知道廠商的說辭(“硬! 用高級零件! 超輕量! 價格也很高級”)，這樣的試騎，又不是”盲測“，有多少的公正性？(更別說某些國內雜誌上的介紹根本像是廠商文宣；國外的還比較有在”試”)

Bicycle Quarterly的主編Jan Heine (Jan唸成像是”young”) 的想法就不同一般主流。他認為，不是剛性最強的自行車就可以騎得快，而是自行車能不能”Planing”。他採用帆船上用語”Planing” (以流體動力學的浮力作為主要支撐，以在水面滑行) 來描述騎乘自行車一種狀態：你 (踩踏) 跟車子 (震動) 同步起來 (sync with the bike)；在那時候，踩踏變得很輕快，可以很自然得加速，好似車子可以自已跑起來 (run by itself)。[關於Planing可看文後的Updates]

自行車能不能planing，跟帆船一樣，是跟結構設計有關。而剛性強，很硬的車不見得可以planing。這如何知道？Well，Jan就採用盲測自行車。倒不是把眼睛遮起來騎車，而是準備了三輛自行車，重量&車架幾何一樣，配件都從市面上的單車 (另外買三輛) 拆下來使用，連車子的顏色都是塗的一樣。唯一差別在於管材的使用 (當然這裡不適用碳纖車)。

試騎的騎士事先並不知道，騎過後寫下心得比較。然後才檢討為何某輛車比另一輛表現好，這時才看車子規格。一致認為剛性強的車並不會讓他們騎得快；反而是剛性沒這麼強的車子表現最好。

Bicycle Quarterly’s Double-Blind Test

為什麼呢？從能量輸出的角度上來看，不是剛性強的車騎乘比較有效率嗎？從物理的角度上來看，這是沒有錯。然而，車子不是自己就可以跑起來，跟騎士的反應有很大的關係。

有興趣可以好好聽Terry Precision Bicycles總裁Georgena Terry (工程師出身，也是車架製作者) 跟Jan Heine的訪談podcast (Does Your Bicycle “Plane”? 長達41:36)。

Georgena問Jan，你們有用功率計 (power meter)在你們的測試嗎？Jan說有的，表現好但剛性弱 (比較軟) 的車子並非效率最好的，然而他們可以輸出更大功率，騎得更快，卻不會感到疲憊。Jan Heine在裡面提到他們的臆測 (hypothesis)。

這跟frame flex有關係。 我的理解是，把這想法套用在跑步上比較容易體會。Can stiff legs (no flex) run faster?

雖說Jan提出這planing的概念，但也表示不見得所有騎士都可以感受到 (either due to their bikes or their riding styles)。有些就是愛騎硬梆梆的車架。Jan他們都算是很強壯的騎士，輸出功率可以在8-900W，但他們反而不選硬得要死的車架。聽聽他跟Georgena的對話會比較了解他的想法。也許你也會開始用另一種角度來思考什麼樣的車子適合你。

名詞使用：Stiffness 剛度 or 剛性

補充說明：

• 裡面有一段滿好笑。有位車友跟他們說他的新車多好，多棒且多硬。就問用什麼管材？ 回答結果是最輕量最軟的oversized管材，在今日的標準裡這車像是麵條。你不好上前跟這位車友說他的車很軟 (your bike is flexible)。You know, people are not ready for this!
• Georgena也是Bicycle Quarterly的讀者，前些時候重新思考了車架的設計，造成新款的車架誕生。預期將在2011年初期推出。這點也在此podcast提出。
• Bicycle Quarterly的Vol. 4, No. 4 (Summer 2006) 針對Frame Flex以及Planing做討論。在Vol. 6, No. 4 (Summer 2008) 做了比較科學客觀的比較。Vol. 7, No. 4 (Summer 2009) 對planing跟oversized tubing及剛性量測的討論。Jan說這並非是他首闖的想法。當然也有不少人反對他的論點。只是反對光靠用說的不夠具有說服力。我沒看過這幾篇文章，我是滿有興趣的*。
• 雖說這篇文章在討論雜誌測試的剛性比較，但最後作者說了很中肯的話：See, if stiffness alone were the holy grail of bike design, we’d all be riding on reinforced concrete by now. And you’ll need lots of chamie cream for that. (如果單單剛性是自行車設計的聖杯，我們都得騎在鋼筋混凝土的車架了。那你可需要大量的蛋蛋膏才行。)
• 不知道可否用這比喻，如太極拳的剛柔並濟？

相關文章：

• Bike Frame Design Explained 解說車架設計 – by Georgena Terry
• Terry Bikecast還有其他跟自行車有關的podcast，滿值得聽一聽。像是關於羊毛車衣 (JonesWares)，呼吸及踩踏對騎車的幫助，以及跟Jan的另一個對談 (It’s Simple: Comfort = Speed) 等等很多有趣的課題。
• 這個部落格The Curious Randonneur的作者訪問Jan Heine。一共三篇，滿值得一看。 Part 1 (Personal & Social History), Part 2 (Equipment), Part 3 (Future of Randonneuring and Bicycling & Advice for Newbie Randonneurs)。這位當時(2009)才剛投入Randonneuring，所以特別對這感興趣。

* Bicycle Quaterly大概是全球最貴的單車雜誌。一年四期US$30，買舊雜誌也沒有比較便宜。收全了得要花上兩百多塊美金哩。 我先訂了Vol. 9來讀讀看。不錯再來買 (真得不便宜，只能當作是買書)。

[Update on 2015/0108]

• What is Planing?
• The Biomechanics of Planing