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風洞測試 vs 比賽功率檔:同一個人的 CdA,兩種量法差 0.8%

2026-09-21・羅譽寅

風洞測試 vs 比賽功率檔:同一個人的 CdA,兩種量法差 0.8%

CdA 誰都能報一個數字,要驗證就得花錢。市面上的空力產品幾乎都會標一個,卻很少告訴你那是拿什麼量出來的。

所以我把自己的數字攤出來,拿目前最能把話講死的儀器,也就是風洞,對過一次。

李鵬程是我帶的選手,226 完賽成績是 8 小時 17 分。2026 年 1 月,他帶著比賽裝備進了香港科技大學的風洞,那天測了好幾款空力安全帽和輪組。半年後他去比 IRONMAN 漢堡。我把那場比賽的功率檔餵進 AeroPacer,引擎完全沒看過風洞結果,直接反解他的風阻面積。

李鵬程騎計時車、戴空力安全帽,在香港科技大學風洞的轉盤上維持休息把姿勢
2026 年 1 月,李鵬程在香港科技大學風洞。車子固定在地上的圓盤上,圓盤底下是量阻力的力天平;要換偏航角,就把整個圓盤轉過去。
方法 CdA 條件
HKUST AAF 風洞 0.2123 m² 0° 偏航、45 km/h、力天平量測、兩次重複
AeroPacer 反解比賽檔 0.214 m² IRONMAN 漢堡 180 公里、4.3 小時
差距 +0.0017 m²,+0.8% 45 km/h 下約 2 瓦

差 0.8%,換成瓦數大約 2 瓦。數字很漂亮,但只看這一行會看錯,下面把它拆開來講。

裝備對不對得上,決定這場比較成不成立

風洞量的是一個人加上一組特定的裝備,換掉任何一樣,答案就變。所以風洞那一組配置,必須就是他比賽當天用的那一組,這場比較才站得住。

那麼多組配置裡,對得上比賽日的是:Trek 車架、Van Rysel 安全帽、108 前輪配碟輪、直紋腿套、新的連身衣,還有很關鍵的一項:標準號碼布。我是照他漢堡當天的穿著挑這一組,沒去挑量出來最接近的那組。

另一組配置只差在換成 aero 號碼布,其他完全一樣,量到 0.2105。拿那一組來比,差距就變成 1.7%。兩個數字我都可以引用,照比賽日裝備去配是站得住腳的做法。這次剛好對我有利,但另一個數字我一樣擺出來。

風洞量到了什麼

單點:0° 偏航、45 km/h、力天平、固定姿勢。跑了兩次,兩次都是 0.2123。風洞能當基準,靠的就是這種重複性。

比賽檔算出了什麼

引擎用的是大家都在用的那條功率方程式,只是倒過來跑。正著算,你知道一個人的風阻,去求他維持某個速度要幾瓦;倒著算,你知道功率和速度,去求風阻。方程式本身不難,難的是在真實道路上,有四件事會讓算出來的風阻失真:

  1. 風。 要算的是選手實際迎到的空氣速度,對地速度還得加上風。氣象站的風量在 10 公尺高,得換算到騎乘高度。
  2. 坡度。 在耐力速度下,坡度差一個百分點,就足以把整個風阻項淹掉。
  3. 姿勢。 一個騎了四小時的人,不會一直維持他在風洞裡擺出來的那個姿勢。
  4. 跟車與煞車。 跟車會讓風阻變小,煞車會耗掉一部分功,這兩件事功率檔都看不到,最後都會算進風阻裡,讓 CdA 估偏。

引擎把整趟騎乘切成固定長度的短視窗,只留下資料正常的那些:速度穩、功率有效、人確實在動。視窗中間有轉彎的丟掉,過彎代表姿勢變了,也代表煞了車。偏航角太大的也丟掉,CdA 本來就會隨偏航角改變,只有低偏航的樣本才該放在一起算。視窗頭尾速度有變的,那段動能差會放回力平衡裡一起算,免得混進風阻。

漢堡這個檔,這樣篩完剩下 1058 個可用視窗。

往返配對

漢堡的自行車道會讓你在同一段路上來回各騎一次,所以大部分視窗都找得到一個鏡像:同一段柏油路,反方向。把這兩個配成一對取平均,兩個最大的誤差來源就互相抵消掉了。同一段坡,某個方向讀得偏陡,反方向就會讀得偏緩;某個方向順風讓風阻估得偏低,反方向就會估得偏高。坡度和風都不需要量得多準,配對法只需要兩個方向的誤差剛好正負相反。

1058 個視窗濃縮成 283 組往返配對,最後報出來的估算值就是從這些配對算的。

同一段路去程:頂風算出來偏高回程:順風算出來偏低偏低偏高取平均風和坡度的誤差互相抵掉
往返配對的道理:同一段路來回各騎一次,風和坡度造成的偏差方向相反,平均起來就抵掉了。

能量閉合交叉驗證

第二種方法跟上面完全獨立。路線只要繞回起點形成一個閉合圈,爬升的每一公尺也都會下降回來,重力在整圈上淨值為零。選手踩進去的功,只能消耗在風阻和滾阻上,所以直接用整圈的能量帳就能一步解出 CdA,完全用不到上面那套視窗邏輯。

這個方法給出 0.234,比配對值高約 9%。方向完全符合預期:四小時裡每一次煞車都會倒掉一些能量,能量帳會把它算到空氣頭上。所以我只拿它確認方向和大小對不對;它要是比配對值還低,我才會擔心。

分布

配對算出來的是中位數,要連同分布一起看:283 組配對的中間一半落在 0.200 到 0.233 之間。

引擎會把每個檔算兩次,一次用當天實測的風、一次當作沒有風,然後留下比較收斂的那個答案。漢堡留下的是無風那次:把實測的風加進去,分布反而變散。在來回賽道上這是意料中的結果,往返配對本身已經把大部分的風抵消掉了。

0.2000.2100.2200.2300.240比賽檔中位數 0.214能量閉合 0.234風洞・比賽裝備 0.2123風洞・aero 號碼布 0.2105Kona 2024 能量帳 0.205CdA(m²)・青色帶=比賽檔估算的中間一半
這篇文章裡的每一個量測,攤在同一條數線上。青色帶是比賽檔 283 組配對估算的中間一半。

這兩個數字本來就不該相等

風洞量的是一個姿勢、一個偏航角、一個速度,在架台上量一趟。比賽檔涵蓋的是 4.3 小時:他換了幾百次姿勢、遇到當天各種方向的側風、騎在真實的柏油路上,而且會累。兩者關係很密切,但量的本來就是兩件事。

真的完全一樣,我反而會先懷疑。我還沒看過有人能把風洞裡的姿勢維持四個小時。

那 0.8% 到底說明了什麼?說明這套反解方法沒有大到有影響的系統性偏差,而且他比賽時的平均姿勢,跟他在風洞裡擺的姿勢很接近。它不等於「AeroPacer 準到 0.8%」,這句話我不會寫。

這個吻合有多少是運氣

有四件事可能讓這個數字湊巧這麼接近。

樣本只有一個人。 這是 n = 1,只能算一次查核。真正的驗證研究是64 個實騎功率檔重放,這個站上的準度宣稱是從那裡來的。

0.8% 比資料本身給得出的精度還細。 配對的中間一半從 0.200 到 0.233,寬度大約是中位數的 15%。中位數剛好落在風洞值的 0.8% 以內,有運氣成分。資料真正撐得起的說法比較保守,但比較有用:風洞值落在估算分布裡,而且靠近中間。

滾阻和體重是假設,而且它們跟風阻此消彼長。 這次反解用的是連人帶車 80 公斤、Crr 0.0040。在他的比賽速度下,Crr 差 0.0005,CdA 的估算值就會跑掉約 0.005,是這次差距的三倍。一條輪胎在沒量過的路面上,Crr 差 0.0005 是很平常的誤差。系統重量差 2 公斤,會跑掉約 0.001。差 0.8% 很漂亮,但它底下的滾阻假設,誤差本來就比 0.8% 大。報一個 1% 以內的空力結果,卻不交代滾阻是怎麼假設的,話就只講了一半。

漢堡這種賽道,本來就是這套方法最拿手的。 平路、來回、長時間穩定輸出,已經很接近最理想的狀況。換成多坡賽道、可以跟車的比賽,或是一個整天坐直騎的人,估出來都會更差,引擎也會把這種檔案標記出來。

另一個獨立的數字:Kona 2024

他 2024 年的 Kona,用一套更早、更粗糙的整場能量法算出來是 0.205,比風洞低 3.4%。賽道、年份、算法都不一樣,那時候的裝備也不一定跟風洞那一組相同,所以這個數字只能看方向。

三種方法、兩個洲的比賽加上一座香港的實驗室,數字全部落在 0.205 到 0.214 之間。三個數字沒有一個完全吻合,但都指向同一個範圍。

如果你不是李鵬程,這代表什麼

這一次,比賽檔反解出來的 CdA 跟風洞的差距,比滾阻和系統重量這些本來就估不準的條件還小。一個人的查核不能保證你也會這麼接近,但拿來訂配速目標,這個精度夠用。拿來判斷某頂安全帽是不是比另一頂好 3 瓦,就不夠了,單一個比賽檔分辨不了這麼小的差距。

這一次,我拿風洞驗了自己的數字。下一次該拿去驗的,是你的比賽檔。

可信度說明

  • 這篇的每個數字都來自風洞報告,以及引擎對那個檔案留存的估算紀錄。0.8% 是 0.0017 除以 0.2123;0.0017 在風洞的空氣密度、45 km/h 下,大約是 2 瓦。
  • 風洞配置是在跑這場比較之前,就照比賽日裝備配好的,另一組配置的結果也一併公布在上面。
  • 這個比賽檔沒有拿來調校過任何參數。算出 0.214 的引擎版本,就是這個站正在跑的版本。
  • 視窗長度、航向與偏航的剔除門檻屬於引擎內部,不公開。會影響結果的數字則全部在這裡:1058 個視窗、283 組配對、80 公斤、Crr 0.0040、中位數 0.214、中間一半 0.200 到 0.233、能量閉合 0.234。

文中提到的賽道

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