Это первая версия, сырая, где много грубых ошибок. Исправленная и доработанная версия - на странице 7. Кто ещё не читал этот текст, можете не тратить своё время и читайте сразу вторую версию. Эту оставляю для истории, сперва думал разместить здесь новую версию, но тогда будет непонятно, что же обсуждалось на последующих шести страницах...
Большое спасибо yurik82 за информацию и исправление ошибок!


Версия 1
Представляю вниманию общественности результат моих многолетних исследований...
Шутко
Заинтересовали меня вопросы, указанные в названии темы, и самый главный из них: "сколько и с какой скоростью может ехать простой смертный на велосипеде в реальных условиях нашей местности". Т. е. главный вывод заключён в последней табличке. Это компиляция. Я старался вытянуть максимум интересных данных из инета и литературы, чтобы выводы получились максимально обоснованными. И всё это разбавлено моими мыслями. Думаю многим это будет интересно, жду ваших замечаний и поправок, только обоснованных. Также мне будет интересно, если вы напишите типа: "а вот я проехал столько-то с такой-то средней, не совпадает!" Короче, конструктивная критика приветствуется.

Мощность
Какую мощность может развивать обычный человек, какую тренированный, а какую профессиональный спортсмен?
Развиваемая мощность одного и того же человека в первую очередь зависит от длительности. До 1 минуты (обычно 20—30 секунд) человек может развивать анаэробными «быстрыми» мышцами большую мощность (200—700 Вт в зависимости от тренировки). Дальше его мощность зависит не столько от силы мышц сколько от способности поставлять кислород и углеводы в клетки.
Спортсмен способен расходовать мощность 1 л.с. (735 Вт) в течение 30 с, здоровый нетренированный человек — в течение 12 с. Элитные мировые велоспринтеры 1 минуту могут выдать среднюю мощность более 700 Вт с пиком до 1,7 кВт.
Профи высокого уровня развивают в часовой гонке мощность 450—480 Вт. Победитель Тур де Франс 2009, Альберто Контадор, в горных этапах показывал длительную мощность 460 Вт (на подъемах), чем вызвал недоумение всего спортивного мира, лучшая десятка мировых гонщиков последние 20 лет показывают 410—430 Вт. Контадор продемонстрировал исключительную производительность в 490 Вт в среднем, в течение 20 мин 55 с. Лэнс Армстронг, семикратный победитель Тура, вырабатывал более 500 Вт на 35—40-минутном подъеме.
По российским нормативам, для получения разряда «МСМК» в велоспорте-шоссе мужчина должен проезжать 50 км за 64,5 минуты. Средняя скорость при этом составит 46,5 км/ч, а мощность при езде на шоссейном велосипеде в обычной шоссейной экипировке – 590 Вт, что нереально. Проехать такую дистанцию с такой средней скоростью возможно только на специальном разделочном велосипеде с аэродинамическим шлемом и очень низкой посадкой – в этом случае понадобится мощность примерно 420 Вт, что вполне реально. Мастер спорта ту же дистанцию должен проехать за 67,5 минут, средняя скорость – 44,4 км/ч, мощность на разделочном велосипеде – 370 Вт. Для получения «КМС» у мужчин надо 50 км делать за 69,5 минуты, 43,2 км/ч, 480 Вт на обычном или 350 на разделочном велосипеде. Т. е. и на «КМС» на обычном шоссейнике сдать нереально.
Для получения 3-го взрослого разряда надо проехать 25 км за 41,5 минуту, средняя скорость 36,1 км/ч. Для этого нужна мощность около 300 Вт (на обычном шоссейном велосипеде).
Согласно нормативам ГТО (СССР), для получения золотого значка надо было проехать 20 км (для мужчин) или 10 км (женщин) с такой скоростью:
1. 19—28 лет — 27,9 км/час для мужчин и 24 км/час для женщин
2. 29—39 лет — 26,0 км/час для мужчин и 22,2 км/час для женщин (29—34 года)
3. 40—49 лет — 15,0 км/час для мужчин (дистанция 10 км) и для женщин (35—44 года) дистанция 5 км.
Мощность здесь нужно от 150 Вт для молодых мужчин до 40 Вт тем, кому за 40.
Мощность велосипедиста обычно принято оценивать в 250 Вт (примерно 1/3 лошадиной силы). При такой мощности на шоссейном велосипеде в условиях, близких к идеальным можно развивать скорость 34 км/ч. Но 250 Вт не профессионал длительно поддерживать не может. 20—40 с на «быстрых» мышцах — может, даже больше. До 10 минут на «медленных»» гликолитических мышцах. Дальше, когда работают только аэробные (дыхательные, окисляют кислородом жир в митохондриях) мышцы — мощность непрофессионала падает до 100—180 Вт (зависит от длительности). Больше 10 минут мощность 250 Вт могут поддерживать только спортсмены из любого циклического вида спорта — стайерский бег, лыжи, велосипед или хотя бы из других видов спорта или профессиональной деятельности с длительными физическими нагрузками — например футбол.
Если взять опыт поездок выходного дня на 50—70 км, с большой группой случайных молодых людей в возрасте 15—30 лет, то средняя скорость движения составляет 20 км/ч, для чего надо около 70—80 Вт.
Для 30 км/ч достаточно 180 Вт (почти каждый может ехать, хотя бы 5—-10 минут так), а для 50 км/ч надо более 700 Вт. 50 км/час на коротких дистанциях развивают единицы гонщиков в мире.
На протяжении 24 часов хорошо тренированный канадец (но не профессиональный спортсмен) Грег Колодейчик смог поддерживать среднюю мощность 110 Вт и установил мировой рекорд дальности заезда 1047,7 км. Катил он на велосипеде Critical Power, который позволяет при мощности 200 Вт развивать скорость 67 км/ч.
На более «обычном» разделочном велосипеде Марко Бало, не касаясь земли, проехал за сутки 890, 2 км.
Средний человек может, при езде на обычном велосипеде, поддерживать 24 часа среднюю мощность в 50 Вт.
46-летний Павел Ковтун из Никополя проехал на велосипеде 550 километров за 36 часов. 9 октября 1991 он стартовал из поселка Стрый что в Львовской области и 28 часов непрерывно крутил педали своего велосипеда — преодолел 410 километров. После трехминутной остановки, почти не отдохнувши, ехал еще 8 часов — это еще 140 километров.
У женщин удельная мощность и в теории и на практике ниже. В среднем мышцы женщин слабее на 20—30% в нижних конечностях и на 40—70% в верхних при одинаковой массе.
Например, велогонщик Контадор весит 66 кг, Забриски — 67 кг, а одна из лучших мировых гоншиц (чемпион мира 2000, Тур де Франс 2002, второе место в Джиро д’Италия 2002) Зинаида Стагурская весит 69 кг. При этом очень существенно уступает в мощности не только Контадору или Забриски, но и всем гонщикам, которые участвовали в мужском туре. Если Забриски или Контадор проезжают 40—50 км разделки со скоростью 50—54 км/ч, тогда как у женщин даже на очень коротких дистанциях (7,5 км) скорость не превышает 46 км/ч.
Обобщим результаты. В таблице путём экстра- и интерполяции прикидывается, сколько времени человек может развивать определённую мощность на шоссейном велосипеде в идеальных условиях (ровное шоссе, штиль или на треке).


Аэродинамика
По сравнению с другими силами, которые противодействуют движению велосипедиста, сила сопротивления воздуха составляет наибольшую долю. При скорости 5 м/с (18 км/ч) на преодоление сопротивления воздуха затрачивается около 50% всей развиваемой мощности, при скорости 30 км/ч — 80%, а при 10 м/с (36 км/ч) уже 85% мощности, которую производит велосипедист. Если же впереди следует лидер, то он как бы пробивает в воздухе «коридор», оставляя за собой аэродинамический след. Мировой рекорд скорости на велосипеде, следующем за автомобилем — 268,83 км/ч! Никакого буксира! Никаких спусков! Исключительно мускульная сила человека… без сопротивления воздуха. На Луне, где вообще нет воздуха, а сила тяжести составляет 1/6 земной теоретически при затрате 73,5 Вт мощности можно было бы разогнаться до 383 км/ч. Не случайно поэтому одним из основных направлений повышения скорости является создание лучших аэродинамических условий. Велосипедисты надевают эластичные комбинезоны, с велосипеда убирают все лишнее, используют сплошные колеса из дисков. Наконец, еще один путь — заключить велосипед в специальную оболочку. Сопротивление воздуха по сравнению с обычным велосипедом таким образом удалось сократить почти на 80%.
Но почему, несмотря на такое достоинство, в соревнованиях по-прежнему используются классические велосипеды? Полвека тому назад Международный союз велосипедистов (UCI) запретил использовать аэродинамические оболочки и другие конструкции, приводя довод: «велосипедные гонки — состязания между спортсменами, а не между машинами».
Мировой рекорд в часовом заезде UCI hour record — 49,7 км установил Ондрей Сосенка на велотреке в Крылатском в 2005 году. UCI hour record — это единственная официальная номинация в часовой велоезде, которая накладывает ограничения на велосипед.
В 1972 году Эдди Меркс установил умопомрачительный мировой рекорд — 49 431 метр. Теперь все рекорды должны устанавливаться на велосипедах той же конструкции, который был у Меркса (без использования современных материалов, лежаков, дисковых колес и аэродинамических шлемов). За 40 лет этот рекорд удалось улучшить всего на полпроцента, что подчёркивает факт установления большинства рекордов в велоспорте с 70-х годов за счёт совершенствования техники.
UCI best human effort — 56 375 м установил Крис Бордмен в 1996 году. UCI best human effort — это номинация на уровне «ладно, так уж и быть, можете ехать на великах лучше, чем у Меркса». То есть и здесь рекорд упёрся в предел совершенствования «сидячих» велосипедов. Но есть и другие…
IHPVA — International Human Powered Vehicle Association — фиксирует рекорды на лежачих велосипедах. Они запрещены UCI. А мировой рекорд в часовой езде на лежачих велосипедах равняется невероятным 90 598 метрам. Рекорд установлен Сэмом Виттингемом в 2009 году. Лежачие велосипеды имеют обтекаемый корпус из современных материалов, поэтому позволяют добиваться таких результатов и рекорды устанавливаются чуть ли не каждый год.
Если 80% энергии, которую велосипедист тратит на преодоление сопротивления воздуха при езде по ровной дороге со скоростью 30 км/ч, исследовать более детально, то окажется, что 70% этой энергии расходуется на сопротивление, оказываемое велосипедисту, а 30% — на сопротивление его машине.
Применение аэродинамических конструкций и очень низкой посадки помогает уменьшить затрачиваемую мощность на 20—30% (переход от классической шоссейной амуниции к полностью разделочной, включая велосипед, на скорости в 40 км/ч снижает энергозатраты на 25%).
Как показал Войгт, даже на «идеальном» велосипеде (у которого отсутствует аэродинамическое сопротивление и трение качения) лобовое сопротивление самого гонщика является основным препятствием для улучшения скоростных показателей. Согласно его расчетам, гонщик, едущий в полусогнутой позе на обычном гоночном велосипеде, может развить скорость около 55 км/ч при затрате мощности 1 л. с. (735 Вт). На «идеальном» велосипеде тот же гонщик, прилагая те же усилия, мог бы разогнаться только до 61 км/ч.
Попутный ветер подгоняет велосипедиста, и его скорость увеличивается. Вообще говоря, ветер ускоряет или замедляет движение велосипеда примерно на половину своей скорости. Когда один велосипедист едет в хвосте другого, его затраты энергии меньше процентов на тридцать.
Искусственный ветер, который создает попутный автомобиль, может ускорить движение велосипедиста на 1,5—5 км/ч на время до семи секунд. Чем больше автомобиль, тем сильнее эффект. В плотном транспортном потоке велосипедист может ехать на 5—10 км/ч быстрее, чем в обычных условиях при тех же усилиях.
Сила лобового сопротивления пропорциональна квадрату скорости, а мощность — произведению силы на скорость. Следовательно, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха мощность растет пропорционально скорости в третьей степени. Поэтому даже небольшое ускорение движения требует значительного увеличения усилий. Если при скорости 32 км/ч велосипедист удвоит усилия, он увеличит её лишь до 40 км/ч. Напротив, уменьшение коэффициента сопротивления влияет на скорость меньше, чем это может показаться. Если при той же скорости 32 км/ч коэффициент сопротивления уменьшится вдвое, то, затрачивая такие же усилия, велосипедист увеличит свою скорость лишь до 39 км/ч. Это объясняется тем, что сопротивление качению остается постоянным. Если бы его не существовало, то как увеличение мощности, так и уменьшение эффективной фронтальной площади вдвое дали бы одно и то же увеличение скорости до 40 км/ч.
Всё вышесказанное справедливо для равнины, на подъёмах аэродинамическое сопротивление перестаёт быть решающей силой.
При затрате мощности 0,4 л.с. (294 Вт) шоссейный велосипед забирается на 2,5%-ный подъем со скоростью 26 км/ч, а съезжает — 47 км/ч. На 6%-ный заезжает со скоростью 18 км/ч, скатывается — 63 км/ч. По ровной дороге при тех же затратах мощности он ехал бы со скоростью 36 км/ч.
Аэродинамика начинает заметно влиять начиная со скорости 15 км/ч, до этой скорости наибольшее влияние оказывают потери в узлах велосипеда и сопротивление качения колёс. Таблица даёт представление об аэродинамике основных типов велосипедов. Под дорожным понимается типичная «Украина» с высоко поднятым рулём, гибридный — это в том числе и городской, горный и т. п., таких велосипедов большинство на улицах, с хорошим накатом и достаточно комфортной посадкой. Видно, что с ростом скорости растёт и разница скоростей для разных типов велосипедов. Если ехать в вакууме, то даже на «Украине» (при установке очень большой передачи) можно было бы разогнаться до 100 км/ч.

Ниже — результаты исследования Bert Hoge, Jeroen Schasfoort, которые вызывают большее доверие. Тестирование проводилось на 200-метровом велодроме на шоссейном велосипеде, для каждого теста делалось по 10 кругов, т.е. по 2 км.


Эффективность
Очевидно, что езда на велосипеде эффективнее ходьбы на ровной поверхности. При езде на велосипеде со скоростью 20 км/ч нужно 70 Вт (на шоссейном велосипеде, хотя для других типов разница не велика), а при ходьбе со скоростью 5 км/ч ( для человека массой 78 кг) около 65 Вт (с возрастанием скорости эта мощность быстро увеличивается, достигая 200 Вт при скорости 7 км/ч). На путь в 20 км велосипедист затратит 70 Вт∙ч и 1 ч, а пешеход — 260 Вт∙ч и 4 ч. Получается, что затраты энергии на велосипеде будут в 3,7 раза меньше, а время в 4 раза меньше. При крейсерских скоростях, небольших расстояниях и хорошей дороге, велосипед примерно 4 раза эффективнее.
Согласно исследованию Stephen Seiler КПД велосипеда лежит в пределах 18—26% (тем выше, чем выше мощность, т. к. уменьшается доля накладных расходов). В серийных велоэргометрах заложена цифра 22% (справедливо для средних мощностей 100—250 Вт).
Потери мощности в велосипеде при скорости 25 км/ч: передняя и задняя втулка при рабочем ходе — 0,47%; каретка и цепь — 4,5%; качение переднего колеса — 7,4%; качение заднего колеса — 18%. Всего — 30,4%. Оставшиеся 69,6% «съедает» сопротивление воздуха.
На гладком асфальте шоссейный велосипед развивает скорость до 10 км/ч больше, чем горный (или какой-нибудь другой менее эффективный) при одинаковых затратах энергии. Чем выше скорость — тем выше эта разница, на скорости 20 км/ч она незначительна, до 2 км/ч, а на скорости 45 может вырасти до 10. В первую очередь за счёт аэродинамики, во вторую — потерь в велосипеде.

Скорость и время
Итак, с какой же скоростью и какое время можно гнать на велосипеде?
Для примера возьмём 3-х подопытных — мастера, начинающего спортсмена и любителя, дадим им хороший (серийный) шоссейник и безветренный ровный трек, т. е. близкие к идеальным условия.

А теперь ближе к реальности. Никакого трека, да и МСМК у нас не водятся. Ехать будет опытный тренированный велосипедист (уровень третьего разряда). Т. е. сильнее меня и на лучшем, чем у меня крокодиле. Мне 150 км да ещё и за 6 ч только сняться. Для большинства велосипедистов это максимальные цифры, к которым можно только стремиться.
В реальных условиях Никопольского района можно подобрать до 3 км ровного асфальта, до 10 км ровной дороги из шлака, более длинные участки — с крупными дефектами и спусками 5 и более процентов. Шоссейные колёса имеют преимущество только на асфальте и плотно укатанном шлаке, на малоукатанном шлаке и на разбитом асфальте (таких дорог у нас большинство) преимущества перед более широкими сликами того же диаметра исчезают. Поэтому преимущество шоссейника над гибридом на расстояниях >10 км в основном в посадке, а над горным/городским кроме того в отсутствии амортизаторов, «злой» резины и уменьшенных до 26'' колёс. Если сравнивать с дорожниками типа «Украины», то здесь преимущество шоссейника будет в основном за счёт передач и посадки.

Таблица 4 МСМК ) 50 км/ч может поддерживать до часа) Рекордсмены и покруче могут . так что 2 минуты это пшик. 45 подсилу очень многим даже на 2хчасовых дистанциях я про мировую элиту ну мож не ровно 45 а 43-45 точно.30 я выдавливал на 2х часах а меня иначе как любителем сложно назвать я просто был в хорошей форме и может ветерок ...хотя я ехал с разворотом на 180 на 100 км подерживал 29,* не 30 ... так что табличка ... малость лажает.

UCI hour record — 49,7 км и это на самом скоростном треке на велике за космические деньги ехал выдающийся человек, далеко не рядовой МСМК. Напомню, речь о серийном веле и не о рекордной цифре, а о результате, который может повторить любой МСМК.

А я не про элиту, а про МСМК и обычный шоссер, а не вел за 10к евриков, на ноторых катаются элитные спортсмены.

Ну здесь-то вроде всё совпадает, по моей оценке 30 можно поддерживать до 3 ч в реальных условиях. И с такими результатами я думаю на 3-й разряд бы сдал.
А табличка конечно лажает, реальных-то экспериментов никто не проводил для её заполнения, это мои прикидки...

Часовой рекорд http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B0%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B4_%D0%B5%D0%B7%D0%B4%D1%8B Люди это делали на велосипеде не лежа не полу лежа с сидя в оч аэродинамичных посадках. Это было и нельзя это отрицать.

Что делали, что было? Цифры рекордов я привёл в начале темы и учитывал их, когда рисовал табличку. Но рекорды на то и рекорды, это достижения отдельных людей в конкретных условиях на дорогущих великах. И цифра 49,7 далека от той, которую могут показать рядовые мастера на сравнительно дешёвых велосипедах. Согласен, может 2 минуты это и пшик. Напиши сколько реально. Только не надо эту цифру подтягивать к 60 минутам.

Inq
хорошая работа проделана,полезно и не навязчиво.

Спасибо! Заметил, что тема переехала в "Избранные и интереснейшие велотемы", приятно

следует рассмотреть также 24часовые рекорды-не помню чего сколько но впечатлило...

Спасибо за цифры. Теперь есть на что ориентироваться

Добавлю справочную точку в табличку два. При мощности около 1 кВт максимальная скорость около 55 км/ч. Измерено с помощью электровела

Поясню, почему всё ограничилось теми рамками, которые есть. 5000 км за 8,5 дней и 55 км/ч при киловаттной мощности это конечно интересно, но я не стал настолько расширять диапазон не потому, что не нашёл нужных цифр, а потому, что они слишком далеки от средних человеческих возможностей. А в этой теме меня интересуют в основном не рекорды, а "среднечеловеческие" возможности. Это я к тому, что расширять диапазон не буду, но это не значит, что эти данные не нужны. Думаю многим они будут интересны, так что добавляйте ваши "справочные точки"

Спасибо за интересную тему, хотелось бы, чтобы сюда подтянулся yurik82, ему есть что сказать.

ЗЫЖ Скоро закажу SRM, смогу выгладывать результаты собственных измерений

Очень нужная тема!прекрасная работа!

Что тут говорить, если половина слов там моих (из Гугл ВИО)
Могу рассказать как в домашних условиях мерять мощность разными методами.