關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事。
為了在今年環法腳踏車賽於7月27日在巴黎結束時穿上象徵冠軍的黃色領騎衫，腳踏車手必須在比賽的21個賽段和2208英里（3554公里）的行程中爭分奪秒。在阿爾卑斯山糟糕的一天騎行可能會將車手從領先者名單上擠下去，並深入到車群中，這使得獲得最新的高科技腳踏車裝置至關重要。
檢視幻燈片
“爭奪技術最先進地位的競爭非常激烈，”位於威斯康星州滑鐵盧的崔克腳踏車公司的公路腳踏車經理斯科特·道伯特說，該公司在蘭斯·阿姆斯特朗連續七次贏得環法腳踏車賽冠軍期間為他提供了腳踏車。“無論是腳踏車、車架、前叉、車輪、車手頭盔還是他們穿的衣服，情況都是如此。為了製造出你可以合法騎乘的最快產品，人們投入了大量的研究、時間和金錢。”
在21個賽段中的每一個賽段開始之前，賽車手都會選擇一輛腳踏車，以適應當天的特定路況和比賽型別，無論是計時賽（即車手與時間賽跑，而不是與其他賽車手競爭）、山地爬坡還是相對平坦的道路。車手一旦開始一個賽段，就很少更換腳踏車。
腳踏車車架將所有部件連線在一起，而如今的頂級賽車手使用碳纖維製成的車架，這種材料比鋁更輕，比鋼更堅固。“對於公路腳踏車來說，腳踏車設計中最大的挑戰是重量與剛度的比率，”道伯特說。更輕的腳踏車效率更高，並且在平路或上坡時踩踏所需的能量更少。然而，當腳踏車變得太輕時，車手在踩踏板時會失去對腳踏車的力量和控制。“關鍵是在減輕重量的同時保持剛度，”他說。
其他腳踏車設計專家也同意。“碳纖維的使用使我們能夠顯著減輕重量，並製造出異常堅硬的車架，”位於加利福尼亞州摩根山的閃電腳踏車元件公司發言人尼古拉斯·西姆斯說。“如果在公路賽中進入衝刺階段，那麼車手會想要一個非常堅硬的車架，以便獲得良好的動力傳遞。”
位於加利福尼亞州爾灣的FELT腳踏車公司正在為一支美國車隊（由佳明國際、奇波雷墨西哥燒烤和H30贊助）提供不同的車架選擇，每個車架都專門為計時賽、山地爬坡、衝刺或長途公路賽段設計，以確定哪種車架在環法腳踏車賽期間遇到的各種條件下表現最佳，環法腳踏車賽於週六開始。該車隊是今年與另外18支歐洲車隊競爭的兩支美國車隊之一。
計時賽安排在賽程的第四賽段和第二十賽段，一切都與速度有關。由於環法腳踏車賽的獲勝者是完成所有21個賽段所需時間最短的車手，因此計時賽段允許最快的車手擴大他們的總領先優勢，或縮小排名更高的競爭對手所保持的差距。
計時賽腳踏車專為速度和效率而設計，使車手能夠採用符合空氣動力學的身體姿勢，並且其車架設計旨在以最小的阻力劃破空氣。“閃電計時賽腳踏車設計得極其符合空氣動力學，並配備了碟輪和空氣動力學車把，以及定製設計的緊身衣和頭盔，顯著提高了我們車手的空氣動力學效能，”佳明-奇波雷-H30車隊的生理學家艾倫·林說。
在耗費能量的陡峭山地賽段中，車手將使用盡可能輕的車架。爬坡車架使用與公路腳踏車或計時賽腳踏車不同的幾何結構，以製造出非常適合應對曲折彎道的腳踏車。
佳明-奇波雷-H30車隊的車手將在平坦的道路上使用一種光滑的新型空氣動力學公路車架，它是計時賽腳踏車和爬坡腳踏車的混合體。混合設計為賽車手提供了更舒適的長途公路騎行體驗。由於某些賽段長達144英里（232公里），賽車手經常改變他們手在車把上的位置和他們的騎行姿勢，以保持舒適和高效。
“我們製造的車架能夠比標準或傳統圓形管腳踏車車架更快地切割空氣，”FELT總裁比爾·杜林說。“我們計算出，在一場五小時的比賽中，運動員在空氣動力學腳踏車上以與標準腳踏車完全相同的速度行駛，到比賽結束時可以節省五分鐘。對於騎著圓形或傳統車架腳踏車的人來說，這是一個巨大的優勢。”
技術進步還帶來了變速效能的提升。過去，車手透過移動連線到電纜的拉桿來變速，電纜將鏈條移動到後輪轂上的不同位置。但是，這種被稱為摩擦系統的系統需要頻繁調整才能有效工作。1985年，總部位於加利福尼亞州爾灣的禧瑪諾美國公司推出了所謂的索引變速系統，該系統為車手提供了更精確的控制。
“使用索引變速，您只需移動剎車上的一個小拉桿，即可清晰地變速，”加州州立大學長灘分校工程學兼職教授切斯特·凱爾說。凱爾負責“96專案”，這是美國腳踏車賽管理機構美國腳踏車協會為在1996年佐治亞州亞特蘭大夏季奧運會之前提高腳踏車效能而發起的一項倡議。“當您爬坡時，您可以在負重的情況下更輕鬆地變速。人們傾向於更頻繁地變速，並保持在他們的舒適區，就功率輸出而言。”任何腳踏車手都知道在上陡坡時換擋有多麼具有挑戰性。
1989年環法腳踏車賽的最後一賽段提供了最戲劇性的例子，說明先進技術如何幫助環法腳踏車賽車手。在15.2英里（24.5公里）計時賽開始時，美國人格雷格·萊蒙德落後法國人洛朗·菲尼翁 58秒，這一領先優勢應該足以保護菲尼翁的第一名位置。
為了尋求任何可能的優勢，萊蒙德使用了崔克腳踏車公司的空氣動力學車架，該車架配備了一種新型車把，稱為“空氣動力學”車把。空氣動力學車把在美國的有限應用中已經使用過，它可以使車手舒適地保持在最具空氣動力學的位置。萊蒙德還戴著錐形頭盔和環繞式太陽鏡。到中途點，他已經縮小了差距，並領先菲尼翁24秒。菲尼翁放棄了當時還很新奇的空氣動力學車把，選擇了傳統的賽車腳踏車配置，很快就落後於萊蒙德令人吃驚的快速步伐。經過三週和2025英里（3259公里）的比賽，萊蒙德以僅僅8秒的優勢贏得了他的第二個環法腳踏車賽冠軍，這是該賽事歷史上最接近的差距。
那麼，誰將贏得今年的比賽呢？毫無疑問，是那些擁有最佳力量、毅力、決心和腳踏車設計的腳踏車手。杜林說，車手們“正在尋求一切優勢”。“如果我們能夠為他們製造出讓他們跑得更快的腳踏車，那麼對於像環法腳踏車賽這樣的比賽來說，這對他們來說是一個巨大的優勢。”