Supercaliberのパフォーマンス

Supercaliber Gen 2がTrek史上もっともレースに適したバイクである理由

Trekのパフォーマンスリサーチエンジニアは、前例のない業界初のテストを実施して、Supercaliberのパフォーマンス向上を追求した。その走りがどれほど改善したのか、詳しく読んでみよう。彼らはラボとトレイルで大規模なテストを行い、大きな主張を裏付ける科学的根拠を示した。そして、Supercaliber Gen 2が前作よりも快適で効率的であるだけでなく、ハードテイルよりもさらに効率的であることもわかった。

XCレーサーなら誰でも、木の根や岩の上でのペダリング効率が最重要であるのを知っている。サスペンションは推進力を保ち、タイヤを常に地面に接地させ、不快で破壊的なフレームの動きを抑えるために重要な役割を果たす。つまり、優れたサスペンションは、効率性、操作性、快適性を同時に向上させるのだ。


ラボでトレイルを再現

Supercaliberの悪路でのペダリング効率を、Trekパフォーマンスリサーチラボのトレッドミルでテストした。トレッドミルなら、温度、速度、地形を正確に制御しながら、通るラインや操作のばらつきを避けられる。地形のプロファイルを作成するため、まずショックセンサーを装着してTrekトレイルを走り、木の根の多いセクションでサスペンションの動きを測定。このデータをもとに、トレイルでのサスペンションの動きに合わせてトレッドミルの踏面を調整した。

快適さ
3Dモーションキャプチャーによる測定

Supercaliber Gen 2がもっとも効率的なバイクと評価されたのは、主に新しいIsoStrutサスペンションがもっともスムーズな乗り心地を提供したから。荒れた路面では、段差を吸収（ショックのスプリング）し、そのエネルギーを発散（ショックのダンピング）させることで、バイクの接触点3箇所（グリップ、ペダル、サドル）に伝わる動きが最小限に抑えられている。つまり、ライダーが衝撃を吸収してバイクの挙動を制御する際に、使う筋肉のエネルギーを減らせる。もちろん、もっともスムーズな乗り心地のバイクは快適性が最高でもある。

これらの効果を調べるため、3Dカメラを12台並べ、バイクとライダーの体の至るところにマーカーを設置。1秒間に360回もデータを取得できるようにした。それぞれのバイクでトレッドミルの上を60周し、記録したデータを単一の平均ラップへと平均化して、ラップ間のずれを最小化させた。

まずはボトムブラケット周辺に着目した。ここは、脚が垂直方向の衝撃吸収と、効率的なペダリングの維持を最初に行う部位である。上のプロットでわかるように、Supercaliber Gen2は、ボトムブラケットにおけるフレームの上下動を15％も減少させた。これは、ライダーが足に受ける衝撃がより少なく、体を安定させるよりもペダリングにより多くのエネルギーを注げることを意味する。

次に、サドルとライダーの骨盤（仙骨）との相対的な動きを調べた。この動きは、ペダリングの周期的な影響を除けば、ゼロであるのが理想的だ。この相対距離がより大きいと、バイクがライダーをサドルから押し上げているか、ライダーが脚を使ってサドルの周りで体を動かしていることを示唆している。いずれにせよ、ペダリング効率は悪い。下のプロットでわかるように、Supercaliber Gen 2は、サドルと骨盤との相対的な動きが前作よりも22％減少している。

サスペンションの動き
ショックセンサーによる測定

Supercaliber Gen 2がいかにしてより優れた効率性、操作性、快適性を実現したかを理解するため、IsoStrutに位置センサーを取り付け、5000回/秒のサンプル収集周期でショックの変位を測定した。計算したところ、リアアクスルでのサスペンションの使用限度域はこのようにプロットされた。ここから、ショックのスプリングとダンパーがどのように機能して、同じ走行条件下でホイールを動かしているのか、その全体像が把握できる。このオーバーレイでは、Supercaliber Gen 2の新しいIsoStrutが、この走行シナリオで大幅にアクティブなサスペンションを実現し、リアホイールが68％遠く、71％速く動かしているのがわかる。これはサグ位置からより多く縮み、かつ伸びることを意味し、衝撃吸収と路面追従性（トラクション）の両方にとって重要となる。

ここまでのテストでは、荒れたセクションでのペダリング性能を調査した。XCレースにおいて、重要な要素となるためだ。しかし、現代のXCコースでは、テクニカルなセクションやロックガーデンを自信を持って駆け抜けられる走破性の高いバイクが、ますます高く評価されている。Supercaliber Gen 2がこのような地形でどのような性能を発揮するのか調べるため、私たちはラボを離れ、プロテクターを手に森へと向かった。

トレイルでのテスト

まず、Trek本社のマウンテンバイクトレイルで岩だらけの下りを見つけ、高解像度の3Dレーザースキャナーを使ってその地形を正確にマッピングした。このセクションは長さ約8メートル、傾斜15％の下り坂で、最大180mmの段差やドロップがいくつもあった。

操作性
高速度カメラによる測定

高速度カメラを使用すると、アクスルの動きを正確に追跡し、タイヤが路面から離れたり、再び接したりする際のトラクションを測定できる。スライダーレールを使い、身軽なエンジニアがOKの出るまで何度も撮影を繰り返して、IsoStrutの動きを接写した。また、地面低くに設置した三脚での映像から、キャリブレーションした2Dモーショントラッキングが得られた。

ビデオの通り、Supercaliber Gen 2のホイールは、大きなドロップの着地で衝撃を受けたあとも、路面をより細かく追従し、トラクションをよりすばやく回復させた。中でも2つの大きなドロップでは、他のテストバイクよりも14～50％すばやくトラクションを回復させている。トレイルの追従性が良くなるというのは、ブレーキングとステアリングの操作性が向上するということだ。

サスペンションの動き
ショックセンサーによる測定

これらの性能向上の根源が、新しいIsoStrutサスペンション。ここでも位置センサーを用いて測定した。ラボと同じように、サスペンションの使用限度域でショックの動きを測定したところ、Supercaliber Gen 2でトレイルを下るとよりアクティブに動き、Gen 1よりも40％多く、31％速くストロークすることがわかった。重要なのは、動的なサグ位置の上下により大きな可動域があった点だ。それぞれ衝撃吸収性と路面を追従するトラクションの両方が大幅に向上したことを示している。実際、Supercaliber Gen 2は、Gen 1の最大トラベル（ボトムアウト）を超えて縮み、さらに大きな衝撃や着地に対してもまだトラベルに余裕があった。

概要

著者について

ポール・ハーダーはTrekの研究開発のリードエンジニア。2007年にウィスコンシン大学マディソン校で機械工学の修士号を取得。以来、科学とイノベーションを通じてライドをより良いものにするべく、キャリアを捧げてきた。

ウェンディ・オックス博士はTrekのバイオメカニクス研究エンジニア。ウィスコンシン大学マディソン校で医用生体工学の博士号を取得している。

カイル・ラスは、生体力学のリードエンジニアで、2011年からTrekでライダーとバイクの相互作用を研究している。人間の動きとサイクリストの生理学を理解することに、オハイオ州立大学で修士号を取得しているときから情熱を燃やしてきた。