Экипировка — Теория и практика эффективности овальных звезд

Про овалы говорят очень многое. После изучения этой темы я в шоке от того, насколько разнятся две вещи: реальное погружение в тему специалистов и простота терминов, в которой обсуждают овалы на форумах. Такое ощущение, как будто ни один маркетолог не смог донести до людей, что же там реально происходит.
Самое популярное объяснение звучит так: овал помогает легко пройти мертвые точки при педалировании, когда шатуны вертикальны. Звучит так прекрасно, что хочется заплакать от счастья —  «shut up and take my money». Но потом мы включаем трансляцию Тур де Франс и видим нестандартные звезды всего у нескольких человек. В этот момент нам ясно — где-то что-то не так.
В этой статье я решил разобрать теорию, а также провести личные тесты, чтобы понять, где кроются минусы овала, кому он полезен, а кому вреден.

Итак, давайте начнем с самого простого. Громче всех в западной прессе продвижением овалов занимается представитель компании Osymetric Жан Луи Тало. Именно на их звездах свои Тур де Франс выиграли Виггинс и Фрум.


Тало говорит очень просто и красиво: «Овальные звезды позволяют приложить больше мощности там, где ваши ноги давят сильнее, меньше — там, где ноги слабее. Я хочу открыть людям глаза на это, но уже устал. Ставишь нашу звезду — получаешь 10% прирост в мощности. Снимаешь — снижаешь мощность на 10%. Всё очень просто. В Скай разбираются в расчетах, так что раз они поставили наши звезды Виггинсу и Фруму, значит выигрыш действительно есть».

Звучит очень-очень хорошо, но...


И действительно. В декабре 2012 года, после победы на Тур де Франс и олимпийских играх, Виггинс снял нестандартную звезду, сел на круглую и все равно выиграл чемпионат мира. Тало, что скажешь в свою защиту?



Вот что ответил на это он: «У Виггинса была травма, после нее он потерял 30 ватт и это ударило его морально. Ему нужно было быстрое решение и он подумал, что круглая звезда поможет. Это моральная проблема. Кроме того, возможно, что на него давили спонсоры, которые требовали установить штатные звезды Shimano».

Хм. На Виггинса давят спонсоры? Он в расстройстве поменял звезды? Может быть лучше ситуацию знает главный по науке в команде Sky? Все-таки эта команда больше всех вкладывает в технологии и эффективность гонщиков. Наверняка они изучили это объективно и полностью. Нам повезло, этот человек не только существует, но и дал интервью про овалы. Зовут его Тим Керрисон и вот, что он сказал: «Разница между типами звезд очень небольшая. Многие наши райдеры попробовали нестандартные звезды, но лишь некоторые их оставили. Измерители мощности на шатуне показывают рост мощности для овалов, но это может не означать реальный рост мощности, передаваемый на цепь».

Звучит на удивление не очень научно.

Далее в статье я расскажу о прошлых опытах, описанных на английском языке, а также поделюсь результатами и ощущениями от собственного теста.


Теория.

Итак, приступим.

Существует как минимум две по-настоящему монументальные работы о нестандартных звездах. Мне приходится называть их нестандартными, потому что овалами они являются далеко не всегда. Их авторы — Malfait, Storme, Derdeyn выпустили 39-страничную работу в 2010 году и развили тему в 62-страничной в 2012 году. Последнюю при подготовке этой статьи я прочитал почти целиком и авторов я, честно говоря, практически возненавидел. Если вы готовы перечитать работу несколько раз, чтобы разобраться в том, какая звезда подойдет вам лучше всего — велкам и вперед. Я же попробую привести главные выводы.

Начнем с простого.


Выше — картинка того, какую мощность вырабатывает топовый райдер на разных частях круга педалирования. Обратите внимание на стрелки — вращение здесь показано со стороны байка, против часовой стрелки. Красная кривая указывает на то, что максимальное усилие развивается, когда, если смотреть на левую ногу, она прошла положение на 9 часов и еще немного ушла вниз. Наименьшее усилие — в мертвых точках. При этом они на самом деле не на 6 и 12 часов, а чуть сдвинуты дашьше по кругу педалирования. Это связано с тем, что когда одна наша нога страдает в положении сзади-наверху, вторая развивает максимальное усилие и компенсирует это.
Эта картинка наглядно показывает, почему оптимальный угол между шатуном и длинной стороной овала составляет 108-110 градусов. То же самое подтверждает и статья Малфейта.

Перейдем к примеру. Для тестирования мне была предоставлена очень интересная сама по себе звезда — овал Garbaruk с прямой посадкой на шатун. Вес — 51 грамм, овализация 12%, угол смещения — 108 градусов.
Вот она:


Посмотрим, как выглядят эти 108 градусов на практике:


Как видите, при горизонтальных шатунах овал еще смотрит назад-вверх. То есть максимальным рычаг станет при положении правого шатуна не на 3, а, условно, на 4 часа. Вот они эти 108 градусов. Кстати при таком варианте звезды установить ее неправильно невозможно, так устроено ее крепление под три болта. Случайно закрепить ее в перевернутом состоянии тоже нельзя. Так что можно быть спокойным, что задумка производителя выполнена.

Существуют, однако, звезды, которые предлагают угол смещения не в диапазоне 105-120 градусов, а в диапазоне 70-80 градусов. Вот как это выглядит:


Авторы указанных выше статей четко выяснили, что такое расположение звезд дает падение в мощности относительно круглых. Потому давайте о них забудем. Оптимальный угол на их взгляд — от 105 до 120 градусов.

Что же они сделали в своей статье? Они взяли около 10 звезд, райдера в вакууме и начали изучать все силы, прикладываемые к педалям и разным мышцам. Изучили силы, которые работают по всему этому кругу:


Из предыдущих работ по теме они взяли все параметры райдера в вакууме включая массы различных частей ноги, их длины, рост, вес, геометрию байка, длину шатунов и так далее. И дальше стали изучать систему как своеобразный двигатель, в котором меняются параметры звезды и от этого изменяются числовые результаты выдаваемой мощности на круг. Расчетов там очень много, тестируются звезды с различными углами и овализацией.

Крупных выводов, которые стоит запомнить, их работа дала несколько:
1. Нестандартные звезды могут давать значимый прирост мощности. Например, до 15 ватт на тестируемых экземплярах.
2. Чем более тренирован спортсмен, тем меньше процент прироста мощности. Абсолютные значения прироста мощности сохраняются.
3. Прирост мощности увеличивается с ростом частоты педалирования
4. Эффективное смещение угла звезды от шатуна — от 105 до 120 градусов. Другие звезды работают в минус.
5. Чем больше овализация, тем больше прирост мощности. Звезды с овализацией 20-40% дают очень заметные результаты, видимы результаты и с 10%-овализацией.

Мы видим очень и очень явные и простые для понимания вещи. Разберем их.
1. Значимый прирост в мощности в 15 ватт для них — это не совсем то, что заставит прыгать от счастья профессионального гонщика. Если он выдает 400ватт в разделке, эти 15ватт он может даже не заметить в своих тестах.
2. Тут есть сразу два момента. Во-первых, у нетренированного спортсмена ниже базовая мощность (а авторы статьи утверждают, что прирост мощности почти не зависит от мощности самого велосипедиста), во-вторых, крутит он хуже. Вот, например, знаменитый круг усилия на педалях от тестирований начинающих велосипедистов на Wattbike:


Это называется восьмеркой и это вообще не здорово. Очевидно, что здесь выше роль мертвых зон, чем было на скриншоте выше по статье.

3. С частотой педалирования тоже интересно. Есть популярное мнение, что овалы помогают крутить стоя, убирая мертвую зону в нижней точке. Авторы статей показали, что это не так. Дело в том, что на низком каденсе круговому педалированию действительно мешает не только разная сила отдельных мышц, но и вес ног, который давит вниз и который необходимо поднять обратно в 12-часовую точку. Но. С ростом каденса добавляется другой фактор — инерция. И чем быстрее педалирование, тем этот фактор выше. И начиная с каденса примерно в 80 оборотов в минуту этот фактор становится уже более значимым, чем гравитация. И вот тут овал становится более эффективен. Оказалось, что некоторые отличные овалы могут проигрывать на каденсе 40, но уверенно выигрывать на 80-120 оборотах.

4. Здесь все ясно. Если правый шатун смотрит на 4 часа, звезда длинной стороной смотрит примерно вверх. Не на 2 часа, не на один час. Здесь было много экспериментов, но они пройдены. Такое отклонение в 105-120 градусов теперь принято называть оптимальным.

5. Больше овализация — больше профит. Казалось бы, давайте быстрее 40% овализацию. Но тут вступает пара дополнительных моментов. Во-первых, ноги такую овализацию ощущают и им надо серьезно привыкать к такому педалированию. К овализации 5-10% привыкать не придется. Во-вторых, от большой овализации сильнее ходит лапка заднего переключателя, менее стабильна цепь на звезде, сложнее поставить успокоитель (если решились на него).

Здесь снова есть забавные цитаты. Что говорит про стабильность цепи эксперт Sky: «Наши механики сказали, что опасность падения цепи — не вариант, поэтому они поставили успокоители. Цепь может слетать и с круглых звезд, но с нестандартными звездами это реальная проблема».

Звучит не очень. Слово производителям нестандартных звезд? Отвечает наш любимый прямолинейный Osymetric: «Будет ли цепь спадать чаще с нашими звездами? Нет. Когда все правильно настроено, цепь не будет спадать. Настройте передний переключатель так, чтобы он был на расстоянии 1-2мм от верхнего зуба звезды, а также мы продаем цепеуловитель на случай ее падения. Это вообще отличная идея, спросите Анди Шлека (у него слетела цепь на Тур де Франс с круглой звезды от ускорения на перекошенной цепи, прим. ред.), он мог бы использовать цепеуловитель на одном из Туров».

Т.е. цепь падать не будет, но цепеуловитель купите.


Ладно, это все равно не наш случай. Сейчас мы обсуждаем мтб-звезды, а здесь для нас все более радужно. Во-первых, овализация у наших звезд пока относительно небольшая. У моей звезды Garbaruk она, напомню, 12%. Во-вторых, современные звезды стали изготавливаться по технологии Narrow-Wide, таким образом широкие зубы дополнительно удерживают цепь.

6. Этого пункта выше не было. Он о том, чего теоретическая работа не учитывала. Она не учитывала биохимию, ощущения в мышцах и, следовательно, основанные на этом советы. Также эта работа не учитывала и то, что мышцы работают по-разному на разных отрезках. Очень сильно отличается круг педалирования при ускорении и при дистанционной работе. Это упрощение модели окажется очень-очень важным для нас и я покажу это из практических тестов.

И о других тестах овалов.
В 2004 и 2007 годах были протестированы овалы на группах сразу в 13 и 12 человек соответственно. Результаты тех тестов довольно популярны в форумных обсуждениях и гласили, что не было выявлено никаких статистически значимых изменений в мощности между круглыми звездами и овалами. Стоит однако заметить, что эти тесты были проведены на звездах, угол отклонения которых составляет 70-80 градусов (а не 105-120), что по теоретическим расчетам Малфейта и компании дает небольшое падение в мощности. То есть авторы тех тестов просто выбрали не те звезды.

Также в 2006, 2008 и 2010 годах тестировали звезды Q-ring от компании Rotor. Первый тест провели они сами и сообщили о 4% росте мощности, однако никакой статистики из своих тестов не предоставили. Тесты 2008 и 2010 года были независимыми и показали отсутствие изменений в мощности. И здесь тоже не всё чисто. Малфейт и ко говорят, что тестируемые в 2008 и 2010 годах звезды Q-ring дают очень небольшой профит, который сложно заметить. Я бы отметил еще один важный момент — эти тесты проводились на коротких дистанциях. Как правило их делают в формате ступенчатого теста, который длится около 10 минут, но реальный боевой ход в них тестируется только последние 2-4 минуты. На таком отрезке гонщик может включать мышцы совсем не в том режиме, в котором делает на длинных дистанциях. Мой тест показал серьезное различие в езде на овале на коротких и длинных отрезках.


Практика.
Итак, теперь к моим тестам.

Байк, на котором тестировался овал Garbaruk:


Specialized Stumpjumper expert, 29 колеса, вес 10.8кг в варианте на фото.

Почему я расчитывал на хороший и показательный тест:
1. У меня совсем не меняется байк между тренировками. Колеса, покрышки, всё что угодно остается постоянным. Так как круглые звезды я накатывал с передним переключателем, то при установке звезды Garbaruk я на первый тест выехал даже не снимая переключатель и манетку.
2. Для тестирования у меня есть отличные места, где нет людей.
3. Что очень важно, некоторые из тестовых отрезков я проезжал на круглых звездах более 170 раз, что дало огромный массив данных для сравнения.
4. Каждый раз я еду подъемы примерно с одинаковой раскладкой по ним, они мне прекрасно знакомы.
5. Все тесты проводятся в гору, чтобы убрать фактор ветра.
6. Давление в покрышках во всех тренировках у меня фиксировано, так как есть привычка проверять его электронным манометром.
7. Самое главное — и на круглых звездах, и на звезде Garbaruk я ездил с измерителем мощности. Таким образом не важно, в какой форме я еду тренировку. В идеале мы сравниваем показанную мощность и время на отрезке. Если при той же выработанной мной мощности овал привез меня на финиш быстрее, значит он был эффективнее. По той же причине нам не важен пульс. Если температура выше или ниже, форма лучше или хуже, пульс изменится, но по выработанной мощности я все равно смогу точно сравнить работу овала с другими тренировками.
8. Есть мнение, что овал завышает показатель мощности у Stages. Это так. Перед тестами я выяснил, что Stages уже проанализировали этот момент и сообщили о завышении значений мощности на 4-5%. Т.е. если на круглой звезде мы едем в мощностью 200вт, то по мнению Stages овал покажет 210вт, хотя мы продолжим прикладывать те же самые усилия. Это будет связано не с успехом овала, а с ошибкой измерителя Stages. Нам надо будет учесть эту ошибку в измерениях.
9. Тесты я решил провести на отрезках разной длины, сидя и стоя, а также на асфальте и грунте.

Итак, день первый (здесь и далее по ссылке запись тренировки в Strava).



1 тестовый отрезок: 7-минутная разделка в гору по асфальту сидя. 
Результат:
7.02. Средний каденс 80. Ранее этот отрезок я проезжал 140 раз, около 30 из которых ездил на время. В тесте показал второе время из всех заездов, всего 2 секунды уступив рекорду. Мощность на отрезке — 316 ватт. С учетом ошибки измерителя (здесь и далее — по умолчанию), это эквивалентно 300 ватт на круглой звезде. С такой мощностью я уже проезжал этот отрезок ранее и тогда показал время 7.44. 10% профит по времени при той же прикладываемой к педалям мощности. Невероятно. Хорошее начало.

Ощущения:
Важный момент. Раньше на этом отрезке у меня начинала забиваться передняя сторона голени, отвечающая при педалировании за прохождение отрезка 6-8 часов. Это очень важная мышца в эндуро, так как на торможениях она помогает не улететь райдеру вперед, участвует в работе цепи мышц, снимающих нагрузку с рук. Тем не менее, именно эта мышца часто лимитировала меня на отрезках более 5 минут. В этом заезде я сразу почувствовал заметное смещение нагрузки в сторону разгибателей бедра, а загрузить переднюю сторону голени было наоборот очень сложно.
///я буду называть мышцы таким образом, так как на мой взгляд это звучит понятнее, чем реальные названия мышц///
Возможно 10% прорыв по времени связан с тем, что свойственное мне ограничение по передней стороне голени было снято. Также важно и то, что раньше я не мог забить в заездах разгибатели бедра — последний год они у меня не являются лимитирующими и даже при возросшей на них нагрузке я все равно не начал их забивать. Сравните это со своими ощущениями. Если у вас они противоположные (на круглой звезде вы забиваете разгибатели бедра, а передняя сторона голени у вас не страдает) — возможно овал на дистанции вам не поможет.


2 тестовый отрезок: 12-минутная разделка в гору по асфальту стоя.
Результат:
12.21. Средний каденс 63. Это не лучший отрезок для теста, так как раньше я его ездил только трижды, из них 1 — целенаправленно на время. В этот раз я проехал на рекорд, снял с прошлого результата на том же байке 1 минуту, 42 секунды. Здесь недостаточно данных, поэтому я скажу, что с учетом ошибки Stages я проехал на 11% мощнее, а время улучшилось на 13%. Таким образом овал опять дал рост в эффективности, но уже всего около 2%. Это стыкуется с теорией, которая говорит о том, что профит овала растет с увеличением каденса.

Ощущения:
Вырос комфортный каденс. Немного, на 4 оборота в минуту, но вырос. Нога не проваливается вниз, быстро проезжает 6 часов. Каденс был немного непривычным и все время казалось, что я перебираю со скоростью и вот-вот сдуюсь, но почему-то мог продолжать ехать в ровном темпе. Закончил на позитиве с уверенностью, что поставил рекорд.


3-тестовый отрезок: 1.5-минутный интервал в гору по асфальту стоя+сидя.
Результат 1:
1.25. Средний каденс 79. Мощность 486 ватт. Главная тестовая гора по интервалам. Ее я на круглой звезде ездил 170 раз и очень-очень много раз из них — на время. Рекорд — 1.14 на том же байке, но с круглой звездой. Сейчас при той же мощности я проехал на 6% медленнее.

Результат 2 (через 2 дня):
1.18. Средний каденс 79. Мощность 549 ватт. С такой мощностью я эту гору вообще еще никогда не ездил. Тем не менее снова не рекорд. Относительно лучшей измеренной на круглой звезде мощности прирост в усилиях составил 8%, однако время ухудшилось примерно на 1%. Т.е., грубо говоря, в этот раз на овале было на 9% медленнее.

Ощущения:
Вспомним переднюю сторону голени и прохождение мертвой точки на 6-8 часов. В дистанционном ходе эти мышцы были моей проблемой, но, как ни странно, они же очень мощно работают при ускорениях и коротких интервалах. Если вы ездили ускорения в контактах, то наверняка чувствовали это акцентированное подтягивание педали вверх из точки на 7 часов. Обладая измерителем мощности я всегда замечал, как растет мощность и улучшается время, когда я умышленно сильно включал эти мышцы при ускорениях. Именно этого я не мог сделать на овале — передняя сторона голени не могла нормально включиться в работу и выдать привычное усилие при разгоне.
Отсюда очень важный вывод. Если вы тоже акцентированно включаете при ускорениях переднюю сторону голени, овал вам в этом помешает. Соответственно в этой ситуации он будет противопоказан вам в bmx-рейсинге, слаломе, XC-элиминаторе, эндуро и даунхилле.


Второй день тестов
Прошел день отдыха и снова на тестовые разделки, теперь на другие отрезки.


4 тестовый отрезок: 3-минутный интервал в гору по асфальту сидя.
Результат:
2.57. Средний каденс 96. Мощность 379 ватт. До этого ездил отрезок 18 раз, из них 6 — на время. Рекорд, снял 12 секунд, даже заехал в тройку из 291 человек в рейтинге, хотя ехал на мтб. И-ха) При той же мощности, что и в прошлом лучшем результате, время улучшилось на 6%

Ощущения:
Хотя это тоже интервал, как и в случае с третьим тестом, он совсем другой. Полностью сидя, намного выше каденс, немного выше продолжительность. На этом отрезке я раньше НЕ мог акцентированно работать передней стороной голени — опять же слишком высокий каденс + положение только сидя. Овал показал себя прекрасно, комфортный каденс вырос на 7 оборотов.


5 тестовый отрезок: 15-минутная разделка в гору по грунту сидя.
Результат:
14.45. Средний каденс 67. Мощность 264 ватта. Рекорд. До этого ездил отрезок 10 раз. При той же мощности время было улучшено на 2% (-16 секунд).

Ощущения: 
Очень тяжело. Здесь был мой фейл, который стоит не забыть учесть вам в случае покупки овала. Если 30т звезда имеет овализацию 12%, то, грубо говоря, разгибатели бедра крутят звезду 32т, а голень тянет вверх 28т. Если вы раньше на грани ехали какой-то подъем на 30т, овал на 30т будет для вас слишком большим, берите 28. Т.е. 30т круглую звезду я крутил еще нормально, но 30т овал стал уже жесткой силовой работой в большие градиенты (кассета 11-36). Отсюда такой низкий каденс в гору и, как мы знаем, низкий каденс = низкий профит овала. Рекорд — приятно, но выигрыш только 2%. Оставляйте немного запаса по передаточному соотношению при выборе овала.


6 тестовый отрезок: 5-секундное ускорение в гору по асфальту стоя.
Результат:
Мощность на 5 секунд — 1081 ватт, хотя в этой форме на круглой звезде уверенно выдавал мощность в диапазоне 1100-1200. Падение мощности на овале составило около 10%.

Ощущения: возвращаемся к вопросу голени. Все сделал грамотно — тестовое ускорение, почувствовать гору и подобрать передачу. Потом полное ускорение, выложился на 100%, но результат удручает. По ощущениям тоже было ясно, что без мощного включения голени будет провал по мощности. Так и получилось. Вспоминаем вопрос про то, кому овал не нужен.


Третий день тестов
Должен был быть марафон TroiTrek в Италии, но он накрылся медным тазом после падения на спину за день до него. Шея не разгибалась, на тряске ей было совсем туго, поэтому решил заменить марафон часовой разделкой в гору. Да, в Словении есть места, чтобы сделать такую фигню.


7 тестовый отрезок: часовая разделка в гору по асфальту стоя и сидя.
Результат:
54.51. Средний каденс 81. До этого ездил гору два раза, зато один из них — всего три недели назад и это тоже была разделка с задачей показать максимальный результат. Сейчас поставил рекорд, сняв огромные 4 минуты, 57 секунд. То есть снял около 9% со времени. По мощности я проехал на 4,5% сильнее прошлого результата. То есть овал опять показал себя прекрасно, хотя кажется, что если поднять каденс, его преимущество выросло бы еще сильнее.

Ощущения:
Прекрасно. Подъезжая к финишу я запутался в том, сколько до него осталось, так как в последние 10 минут подъема просто не мог поверить в то, что везу самому себе целых 5 минут. Проценты процентами, но такой отрыв в минутах удивил меня даже после нескольких дней активного тестирования звезды.



ИТОГИ

Требования к овалу:
1. Отклонение только в диапазоне 105-120 градусов (овал смотрит вверх, правый шатун — примерно на 4 часа, если смотреть на байк как на фото моего спеша выше).
2. Овализация от 10%, тесты говорят, что меньше просто сложно почувствовать. Можно смело экспериментировать с большей овализацией.
3. Желательно Narrow-wide для мтб из-за большей опасности потерять цепь.
4. Размер звезды выбирайте с небольшим запасом по передаточным числам. Силовая работа на низком каденсе будет тяжелее и уменьшит эффективность овала.

Факторы, стимулирующие отказаться от овала:
1. В вашем катании критически важны ускорения и интервалы стоя (отрезки до минуты, слалом, элиминатор, соревновательное эндуро, даунхилл, спринт в шоссе и на треке, интервальные гонки на треке, интервальный стиль ведения гонки в шоссе).
2. Вы любите подключать мышцы передней стороны голени при ускорениях и интервалах.
3. При дистанционном ходе у вас раньше забиваются разгибатели бедра, чем мышцы передней стороны голени.
4. Вам более важна эффективность при низком каденсе (менее 80 оборотов в минуту).
5. Вы считаете, что вам обязательно нужен успокоитель.
6. Вы не хотите тратить дополнительные деньги :)

Факторы, стимулирующие перейти на овал:
1. В вашем катании критически важен ровный дистанционный ход (отрезки более 3 минут, кросс-кантри, марафоны, шоссе, длинные апхилы в трейловом катании и эндуро).
2. Мышцы передней стороны голени забиваются у вас раньше, чем разгибатели бедра.
3. Вам более важна эффективность при высоком каденсе (более 80 оборотов в минуту).
4. Вы готовы потратить деньги на эксперимент с овалом.


Факторы выше не являются панацеей. Возможно вы увидите для себя один минус и пару плюсов и решите поэкспериментировать. Кроме того, возможно, что кто-то выберет для одного байка круглую звезду, а для другого — овальную. Лично я решил продолжить выступать в кросс-кантри и марафонах на овальной звезде, а в эндуро оставить круглую. Выбирать вам, надеюсь, что теперь у вас есть достаточно информации для принятия решения.