TwinFoil
Avant le Twinfoil le vent était un adversaire à battre, maintenant il est devenu notre allié. Ce cadre est basé sur le principe du contrôle des flux d’air et la diminution de l’énergie dissipée par les déformations et les frottements. Les formes du tubes de selle et de la fourche ont été pensées afin de diminuer les turbulences générées par les roues. Les freins arrières Aerobrake sont « cachés » sous les bases grâce à un capot en carbone. Twinfoil utilise un système innovant de réglage de la position de la roue arrière. Le blocage de la tige de selle est intégré dans le cadre et absolument sans conséquences sur l’aérodynamique du vélo. Les câbles et gaines ont également neutres et ne modifient pas la Pénétration dans l’air. Autre point fort : la patte de dérailleur avant a été conçue réglable afin de permettre le réglage parfait du dérailleur en fonction du pédalier utilisé.
Caractéristiques
Couleurs disponibles
Poids et taille
Noir mat
ANALYSE DE L'AERODYNAMIQUE
Patte de dérailleur avant réglable
Pour améliorer le réglage du dérailleur en fonction du pédalier utilisé, la patte présente une vis sur le coté gauche du cadre, qui permet de la faire tourner. Cette patte est donc libre en rotation et en réglage de la hauteur, ce qui permettra de monter des plateaux de différentes tailles.L’ajout d’un degré de liberté permet aussi au dérailleur avant de travailler plus en ligne avec tout type de plateau et donne ainsi une ultérieure précision lors du changement de rapport. Il sera aussi possible grâce à cela de monter des plateaux ovales.
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Pattes de dérailleur arrière réglables
En agissant sur les vis de fixation des pattes au cadre, il est possible de régler le positionnement de la roue par rapport au tube de selle, en fonction des dimensions du pneu utilisé. De cette façon la roue sera toujours dans une position aérodynamique optimale, réduisant les turbulences et les tourbillons d'air sur la partie arrière du cadre. A la différence des pattes de type "piste", cette solution permet au dérailleur de "suivre" la roue, comme dans le cas des pattes verticales. Enfin, le réglage de la roue, permet de respecter les régles imposées par l'UCI en terme de distance entre pneu et tube de selle.
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Les dimensions optimales
Si l'on considère le boitier de pédalier et l'axe du diamètre supérieur du tube de direction comme références de mesures, on appelle REACH la distance horizontale et STACK la distance verticale. Il est ainsi possible de de décrire en un plan le positionnement de chacun des points, relatifs à chaque taille du Twinfoil. En utilisant une méthode particulière de calcul, en mesure d'optimiser le positionnement des centres de tube direction, on observe que tous les points sont alignés de manière régulière l'un de l'autre. Grace à l'"aide" de nombreux tests sur route, effectués par des cyclistes et triathlètes professionels, la validité de la méthode de calcul nous a été confirmée.
Les dimensions optimales
En plus de la géométrie des 4 tailles du TwinFoil, l'utilisation de 2 potences double les possibilités de configuration du cintre.
Les dimensions optimales
Les tailles prévues pour les 2 potences répondent à 2 exigences différentes: une plus courte pour les courses de courte durée, la seconde pour les courses plus longues type triathlon. L'étude de dimmensionement de la potence a tenu compte de la position effective des prolongateurs. De ce fait, l'utilisation de 3 entretoises de différentes tailles, nous avons pu obtenir de nombreuses configurations.
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ANALYSE DE L'AERODYNAMIQUE
Mince ne signifie pas aérodynamique!
L'étude aérodynamique effectuée sur le TwinFoil s'est basée sur le controle des fluides en contact avec le cadre. Grace à l'utilisation de stabilisateurs de flux appelés "foils", l'air est guidé et entraine beaucoup moins de perturbations sur l'arrière train du vélo.
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Dans la formule, "p" et "τ" représentent la composante de pression et de frottement exercées par le fluide sur chaque particule "dS" de la surface "S" du corps. "R" représente la résistance aérodynamique globale, composée de toutes les composantes infinitésimales. Grace à ce modèle, l'équilibre entre forces de pression et forces de frottement a démontré qu'il était possible de canaliser le fluide sur le tube de direction.
En considérant seulement les composantes de pression, l'introduction des nouveaux corps dits "foils", entraine une augmentation de la surface frontale, et par conséquent une augmentation de la résistance de pression pour les angles"α" positifs. Mais en regardant mieux, on s'aperçoit que les résistances de pression diminuent pour les angles "α" négatifs et le résultat en est une meilleure pénétration dans l'air. A l'inverse l'introduction des "foils" entraine une augmentation du frottement sur la partie antérieure du cadre. Mais si l'on considère le tube de direction comme un élément isolé, on pourrait penser que le résultat final est négatif. En réalité les avantages des "foils" commencent à se voir à l'arrière du vélo.
Au moment du contact de l'air sur le tube de direction "foils", le fluide se trouve dans une situation laminaire, avec beaucoup moins de turbulences que dans le cas d'un tube de direction "traditionnel". Cette situation est extremement favorable à la canalisation du fluide sur le reste du vélo. En effet, le fluide déja dans un état laminaire va rencontrer le tube de selle, de forme profilée . Si le fluide n'avait pas été dans un état laminaire au contact du tube de selle, cela aurait eu des conséquences négatives sur l'aérodynamqiue. Il est important de préciser que tous les profils aérodynamiques ont un intéret uniquement dans le cas d'un fluide laminaire. Dans le cas de fluide turbulent, un profil aérodynamique pourrait carrément augmenter les turbulences... Ainsi on comprend l'intéret du TwinFoil: l'avant est moins aérodynamique mais le fait qu'il permette de canaliser le fluide va avoir par la suite des conséquences très positives sur l'aérodynamique globale du vélo.
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FREINS INTEGRES
Intégrés au sein des formes du TwinFoil, les freins sont complètement "cachés" d'un point de vue aérodynamique. En particulier le frein arrière, qui se trouve sous les bases, en position horizontale, réduisant ultérieurement la trainée et par conséquent la résistance au passage du fluide. Les freins sont adaptables avec tout type de roue, meme avec les jantes modernes de largeur supérieure à 25mm
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AERODYNAMIQUE, RIGIDITE E LEGERETE
Immaginons de pouvoir évaluer les caractéristiques d'aérodynamique, de rigidité et de légèreté, et en considérant les aspects géométriques, on pourrait représenter les 3 caractéristiques sur un graphique en étoile, sur lequel se trouvent aux sommets les valeurs de référence. En analysant les caractéristiques d'un profil ultra mince de type NACA 0015 ou 0018, où le rapport entre hauteur et épaisseur maximale du profil est supérieur à 6:1, on note que le triangle des caractéristiques est totalement déséquilibré en faveur de l'aérodynamique. Malheureusement, les réglements UCI nous empechent d'utiliser ce type de profils pour la fabrication des vélos, puisque le rapport maximal toléré est de 3:1.
Pour réduire le rapport entre hauteur et épaisseur du profil, notre étude aérodynamique a mis en évidence la possibilité d'utiliser des profils spéciaux capables de "tromper" les fluides. L'un de ces profils est très intéressant, appelé "profil à queue tronquée". D'un point de vue géométrique, ce profil résulte identique à un profil ultra mince, avec l'exception d'avoir une queue tronquée et par conséquent un rapport épaisseur/hauteur inférieur à celui d'un profil traditionnel. Le profil à queue tronquée, aussi appelé "half-tail", présente des valeurs similaires à celles d'un profil ultra mince, mais conduit à une diminution drastique du poids, due à l'absence de "queue".
Comme expliqué dans la section dédiée à l'étude aérodynamique du TwinFoil, l'introduction des "foils" a amélioré l'aérodynamique globale, en permettant aussi l'insertion de 2 éléments structurels, positionnés à environ 30mm de l'axe longitudinal du vélo. Cette nouvelle situation permet l'augmentation du moment d'inertie du tube de direction, et contribue à améliorer la rigidité et par conséquent la performance globale. Le résultat en est un excellent compromis entre les trois caractéristiques, puisque l'étoile est de section supérieure à celle obtenue avec d'autres profils.
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BLOCAGE DE SELLE INTEGRE
Le dispositif original de blocage de tige de selle est complètement neutre du point de vue aérodynamique. La fixation est obtenue grâce à un système astucieux et efficace, intégré au sein même du tube horizontal du cadre.
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TIGE DE SELLE
LE PROFIL "HALF TAIL"
Ne pouvant pas utiliser de profils ultra minces pour les tubes du cadre, puiqu'interdits par l'UCI, et mauvais du point de vue du poids, nous avons choisi un tube de selle à "queue tronquée" ou "half tail".
Le profil "half-tail" est né dans les années 30 dans l'industrie automobile, où pour des raisons d'encombrement il n'était pas possible d'utiliser des profils ultra minces. Les ingénieurs avaient alors cherché un profil aérodynamique permettant de limiter le rapport entre hauteur et épaisseur. Une des solutions fut le profil à "queue tronquée". L'idée était basée sur le fait qu'à une certaine distance du bord d'attaque le fluide pouvait rester laminaire meme en l'absence d'une queue complète, caractéritique impossible à obtenir avec un profil ultra mince.
Ce stratagème a permis de réaliser des moyens à faible résistance aérodynamique, mais de dimensions contenues, permettant aux constructeurs d'obtenir des résultats similaires à ceux obtenus avec des profils ultra minces, mais sans la présence d'une longue et encombrante queue. Grace à cette expérience, le profil à "queue tronquée" a été utilisé dans d'autres secteurs, et en particulier dans le cyclisme, où il a été possible d'obtenir d'excellents résultats en terme d'aérodynamique, de rapport poids/rigidité, tout en respectant les réglements de l'UCI.
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ANALYSE DE LA RIGIDITE
Grace aux "foils", qui servent de raccord entre fourche et potence dédiée au TwinFoil, nous avons mesuré, à force égale, une augmentation de la rigidité de 25,1% par rapport au modèle Blade. L'analyse FEM (Méthode Eléments Finis) nous a également démontré que l'état de contraintes est largement inférieur sur le modèle TwinFoil. Ce résultat "théorique" a rapidement été confirmé par notre Team Lampre, qui au cours des tests s'est rapidement rendu compte que sur le modèle TwinFoil la déperdition d'énergie est proche de zéro.
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AERO SCREEN PROTECTOR
L'aero screen protector améliore ultérieurement l'aérodynamique du boitier de pédalier puisque qu'il permet d'isoler du fluide: cables, gaines et arrets de gaines du frein arrière. Cette pièce produite en carbone protège aussi toutes les partie délicates de l'eau et de la poussière.
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Boitier de pédalier oversize
Le boitier de pédalier de largeur 93mm, largeur exclusive à Wilier, et déja testée et approuvée depuis de nombreuses années et compatible avec tous les standards disponibles sur le marché. Dans ce cas, l'utilisation de ce boitier de pédalier spécial a permis l'augmentation de la rigidité en torsion du cadre et cela vient en plus de la rigidité obtnue de par la fourche spèciale. Tout cela permet au twinFoil d'avoir une déperdition d'énergie globale proche de zéro.
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HAUBANS A EFFET "SHADOW"
L'étude aérodynamique des haubans est très complexe. Se trouvant sur la partie arrière du vélo, les fluides dans cette zone sont quasiment toujours de type turbulent, à cause du mouvements des jambes de l'athlète et de tout les corps qui les précèdent. Comme si cela ne suffisait pas, la roue qui tourne entraine un frottement du fluide sur les haubans. Tout profil aérodynamique semble ainsi inadapté. Pour réduire la résistance cuasée par le fluide turbulent, nous avons décidé d'éloigner les haubans du cadre et de la roue arrière. Pour cette raison, la solution aérodynamique choisie a été appelée "effet shadow".
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