クロスバイクで30km/hを一瞬出すことと、30km/h前後を巡航することは別物です。この記事では、必要な出力、空気抵抗、ギア比、ケイデンスを簡単な物理モデルで計算し、どの条件なら現実的なのかを整理します。
私は自転車の専門家や競技経験者ではなく、自転車を楽しみながら勉強している初心者です。ただし、初心者であることを正確性の免責にはせず、公開されている物理法則と計算式に基づき、前提条件を明示してできるだけ正確に検証します。
結論：30km/h巡航は可能だが、速度より「必要出力」が重要
平坦・無風なら、クロスバイクでも30km/h巡航そのものは可能です。ただし必要出力は乗車姿勢で大きく変わります。ここでは総重量80kg、転がり抵抗係数Crr=0.005、空気密度1.225kg/m³、駆動効率95%と仮定します。
必要出力の式
P = (0.5 × ρ × CdA × v³ + Crr × m × g × v) ÷ 駆動効率30km/hで必要な出力をCdA別に比較
| CdA | 想定 | 30km/h維持に必要な脚側出力 |
|---|---|---|
| 0.45m² | かなり上体が起きた姿勢 | 約202W |
| 0.40m² | 一般的な前傾を仮定 | 約184W |
| 0.35m² | やや空力を意識した姿勢 | 約165W |
| 0.30m² | かなり低い空気抵抗を仮定 | 約146W |
この表はCdA以外を一定にした理論比較です。実走では体格、服装、ハンドル幅、風向、タイヤ、路面などで数値は変わります。
速度が5km/h上がるだけで必要出力は急増する
CdA=0.40m²、その他を同条件とした場合の必要出力を比較します。
| 速度 | 必要出力 |
|---|---|
| 20km/h | 約67W |
| 25km/h | 約115W |
| 30km/h | 約184W |
| 35km/h | 約277W |
| 40km/h | 約400W |
空気抵抗に必要な出力は速度のおおむね3乗で増えるため、25km/hから30km/hより、30km/hから35km/hのほうが負担増は大きくなります。
ギア比は30km/h巡航の障害になるか
タイヤ外周を2.14m、リア最小11Tと仮定します。30km/hに必要なケイデンスは次の通りです。
| フロント | ギア比 | 30km/h時のケイデンス |
|---|---|---|
| 40T | 3.64 | 約64rpm |
| 46T | 4.18 | 約56rpm |
| 50T | 4.55 | 約51rpm |
つまり40T×11Tでも30km/hに必要な回転数は高くありません。30km/h巡航では、最高ギア不足よりも持続可能な出力と空気抵抗のほうが先に問題になりやすいと考えられます。
40T×11Tの例
ギア比 = 40 ÷ 11 = 3.636
30km/h = 500m/分
ケイデンス = 500 ÷ (2.14 × 3.636) ≒ 64rpm30km/h巡航を現実的にする条件
平坦路であれば、極端に大きなチェーンリングより、姿勢を少し低くする、適正空気圧にする、転がり抵抗の小さいタイヤを使う、向かい風を避ける、といった要素のほうが効きやすい場合があります。特に30km/h付近では空気抵抗の割合が大きくなります。
ここでの数値は一定速度・平坦・無風を仮定した理論値です。実走では信号、加減速、勾配、路面、タイヤ空気圧、風、疲労、荷物、乗車姿勢などによって平均速度は大きく変わります。「30km/h巡航」と「走行全体の平均30km/h」も同じではありません。
まとめ
クロスバイクで30km/h巡航は物理的には十分可能です。今回の条件では必要出力は約150〜200W前後が一つの目安となり、CdA=0.40m²なら約184Wでした。40T×11Tでも約64rpmなのでギアは足ります。したがって30km/h巡航の鍵は、ギアを重くすることより、持続可能な出力、空気抵抗、転がり抵抗、風や路面条件を整えることにあります。
