Como o diâmetro do cubo afeta a aerodinâmica?

Há muita discussão por aí sobre raio, aro e pneu, mas quase nada sobre a aerodinâmica dos hubs.

O que me levou a pensar sobre isso é o fato de que os eixos rodoviários ainda têm uma aparência relativamente fina, enquanto os cubículos Mti da Shimano (e muitos dos demais) seguem sua forma de 'paralaxe', que é muito mais larga em diâmetro.

Naturalmente, os raios e o aro cortam o ar ao redor do cubo de modo que ele não pode ser tão importante, mas até que ponto o cubo é um fator com a aerodinâmica global?

wheels aerodynamics

— lazyrabbit
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Os centros de montanha também precisam ser construídos para serem mais duráveis; Eu acho que esse é o fator principal na formação.

— Batman

Eu duvido seriamente que a diferença no tamanho total entre um cubo de estrada fino e um MTB mais pesado tenha efeito mensurável na aerodinâmica. O principal objetivo do centro da estrada é reduzir o peso (embora isso provavelmente tenha um efeito insignificante, mas é um ponto de venda). Os fabricantes provavelmente poderiam jogar com a forma do hub para, de alguma forma, "perturbar" o fluxo de ar de uma maneira benéfica, mas isso exigiria mais pesquisas do que eles poderiam fazer. (E mais uma vez os benefícios seriam bem pequenos.)

— Daniel R Hicks

Existem empresas obcecadas pela aero por aí (Zipp vem à mente). Eu acho que se houvesse algum benefício, alguém já teria feito isso, ou pelo menos tentado comercializá-lo.

— Usuário excluído

O fator chave aqui é que o ar no cubo está sujo - ele foi perturbado ao passar pelos raios e ao redor do aro, por isso está se movendo mais rápido que o ar parado na borda (mais lento em relação à bicicleta) e é turbulento. Isso faz com que melhorar a aerodinâmica seja mais difícil e menos importante. O dano já foi feito. Ter uma superfície externa lisa é mais importante, já que está no ar mais limpo, e mantendo-a o menor possível, pois os raios laminados quase certamente têm menor resistência ao ar do que o cubo sólido.

Mecanicamente, um cubo de freio de aro é um par de flanges e um espaçador. Já que com as bicicletas, o objetivo é "tudo o mais leve possível", tornando o espaçador menor. Ele precisa ser grande o suficiente para cercar o eixo e forte o suficiente para manter os flanges afastados, mas o trabalho não é muito mais complexo do que isso. Por isso, pode ser muito pequeno e leve.

Com um freio a disco, o cubo precisa ser mais forte, pois há um torque entre o rotor do disco e os flanges. Pela mesma razão, é raro ver um hub com várias partes. Esse torque de frenagem significa que uma seção central maior permite paredes mais finas. Algumas bicicletas de montanha também têm eixos mais grossos do que as de estrada e, obviamente, com essas, o diâmetro mínimo do núcleo do cubo tem que ser maior para englobar o eixo maior.

O que definitivamente melhora a aerodinâmica é tornar o cubo muito maior, eliminando totalmente os raios. É por isso que a UCI não permite isso :)

— Móż
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Outra coisa que reduz os benefícios de um 'hub aerodinâmico' é que, diferentemente dos spokes e jantes que viajam a uma velocidade de 2x ... o hub gira bastante devagar e mesmo no topo, não é muito mais do que a velocidade da moto 1x. Portanto, durabilidade, peso e força são mais importantes para o hub.

— david1024