如何解读你的功率结果
下表展示的是一名 75 kg 骑行者骑 9 kg 自行车、在无风平路上骑行时，按本计算器假设（Crr 0.005，CdA 0.32 m²，空气密度 1.225 kg/m³，传动效率 97.5%）算出的模型估算值。注意空气阻力占比是如何随速度上升而增加的。
| 速度 | 估算功率 | 花在空气阻力上的占比 |
|---|---|---|
| 20 km/h | ≈ 58 W | ≈ 59% |
| 25 km/h | ≈ 97 W | ≈ 70% |
| 30 km/h | ≈ 152 W | ≈ 77% |
| 35 km/h | ≈ 226 W | ≈ 82% |
| 40 km/h | ≈ 323 W | ≈ 85% |
- 所有常数都是典型假设值，而不是你自己装备的实测值。CdA 单项常见范围就在约 0.20 m²（激进的计时赛姿势）到 0.40 m² 甚至更高（直立骑姿）之间，Crr 也会因轮胎和路面不同而相差数倍。
- 假设为无风环境。逆风会大幅提高所需功率，因为空气阻力取决于相对气流速度，而不是地面速度。
- 空气密度会随海拔升高而下降，在寒冷天气中则会升高，从而改变空气阻力项。
- 在下坡路段，模型算出的功率可能非常低甚至为零——此时重力提供了推动力；计算器会把显示的功率下限设为 0 W。
- 经过校准的功率计能直接测量实际输出，是参照标准；模型估算值仅供教育参考和粗略规划使用。
骑行功率计算器计算的是什么？
骑行功率是骑行者做机械功的速率，单位为瓦特。在道路上，这些功用于克服三种物理负荷：在坡道上克服重力抬升骑行者和自行车的合计质量、克服轮胎与路面之间的滚动阻力，以及推开空气。Martin 等（1998）等研究已用实测功率验证过这一成熟的物理模型，它把这些作用力相加，再乘以速度，得到所需的功率。
由于具体骑行者和自行车的真实阻力和滚动参数很少能精确得知，本计算器采用已发表的典型数值作为固定假设：滚动阻力系数（Crr）为 0.005，代表沥青路面上的公路车轮胎；有效迎风面积（CdA）为 0.32 平方米，代表握把位骑姿的公路骑行者；空气密度为 1.225 kg/m³，即海平面 15°C 下的标准值；传动系统效率为 97.5%，与已发表的链传动实测数据一致。假设无风，没有顺风或逆风。
实际情况会围绕这些假设上下波动：骑行姿势（低把位与直立姿势）、服装、装备、轮胎选择、路面、海拔和风力，都可能使所需功率发生明显变化。直接测力式功率计仍是测量个人实际输出的参照标准。
如何使用本骑行功率计算器
- 输入你的骑行速度（km/h）。
- 输入你的体重和自行车重量——两者之和决定了重力和滚动阻力负荷。
- 以百分比形式输入路面坡度：平路为 0，上坡为正值（例如坡度 5% 输入 5），下坡为负值。
- 查看估算的功率（瓦特）、瓦特/千克数值，以及有多少功率花在了克服空气阻力上。
骑行功率背后的物理原理
该模型把三种阻力相加，再乘以地面速度，然后除以传动系统效率，以计入链条和轴承的摩擦损耗。重力项是合计质量乘以 g 再乘以路面倾角的正弦值；滚动阻力是质量乘以 g 再乘以倾角余弦值再乘以 Crr；空气阻力随速度的平方增长，因此克服空气阻力所需的功率随速度的三次方增长。
算例：一名 75 kg 的骑行者骑一辆 9 kg 的自行车，在平路上以 30 km/h 骑行。滚动阻力约贡献 4.1 N，空气阻力约贡献 13.6 N；总功率约为 152 W，其中约 77% 用于克服空气阻力。同一名骑行者以 40 km/h 骑行需要约 323 W——速度只增加了三分之一，功率却增加了一倍多，因为空气阻力所需功率是随速度三次方增长的。
瓦特/千克是功率除以骑行者体重。这是骑行运动中常用的标准化指标，因为在陡坡上，爬坡速度主要由相对总重量的功率决定，而在平路上，速度则主要由绝对功率相对空气阻力的关系决定（Allen, Coggan & McGregor 著《Training and Racing with a Power Meter》）。
常见错误
- 把模型估算值直接与功率计读数比较，并把差异归因于体能——CdA、Crr 和风力的差异其实能解释大部分差距。
- 把坡度输入为小数（0.05）而不是百分比（5）。
- 忽略风的影响：模型假设无风，即便是不大的逆风，也会显著提高实际所需功率。
- 以为功率与速度呈线性关系——空气阻力项是随速度三次方增长的，因此在高速时，速度小幅提升的代价会很大。
- 在计算爬坡负荷时只用骑行者体重；该模型在计算重力和滚动阻力时，正确地使用了骑行者加自行车的合计质量。
常见问题
以 30 km/h 骑行需要多少瓦特？
按本计算器的标准假设（75 kg 骑行者，9 kg 自行车，平路，无风，Crr 0.005，CdA 0.32 m²），以 30 km/h 骑行大约需要 150 瓦，其中约四分之三用于克服空气阻力。实际所需功率会因姿势、装备、风力和路面而变化。
骑行中的 CdA 是什么？
CdA 是阻力系数乘以迎风面积，单位为平方米——这个单一数值概括了骑行者和自行车的整体空气动力学表现。本计算器假设了一个典型的公路骑行数值 0.32 m²。已发表的数值范围从约 0.20 m²（激进的计时赛姿势）到 0.40 m² 甚至更高（直立骑姿），这也是为什么相同功率下，姿势不同速度会差这么多。
多少瓦特/千克算是不错的数值？
瓦特/千克是功率除以骑行者体重，它在爬坡时最为重要，因为爬坡速度主要由相对总重量的功率决定。可持续的 W/kg 会因训练背景、用力持续时间和年龄不同而有很大差异，因此不存在单一的“理想”数值；基于功率的训练文献（Allen, Coggan & McGregor）给出的是覆盖很宽范围的骑行者概况。比较自己数值随时间的变化，比与他人比较更有参考价值。
为什么速度越高，空气阻力的影响就越大？
空气阻力随相对气流速度的平方增长，而克服它所需的功率则随速度的三次方增长。相比之下，滚动阻力几乎不随速度变化。该模型显示，在 20 km/h 时约 59% 的功率用于克服空气阻力；到 40 km/h 时这一比例达到约 85%，这也是为什么在高速比赛中空气动力学表现如此关键。
骑行功率模型与功率计相比准确吗？
Martin 等（1998）等验证研究发现，当针对特定骑行者和赛道实测出真实的 CdA、滚动阻力、风力和坡度时，物理模型与实测功率吻合得很好。本计算器使用的是典型固定数值，而不是实测数值，因此其输出结果应视为教育性质的估算；经过校准的直接测力式功率计才是衡量个人实际水平的参照标准。
坡度如何改变所需功率？
在爬坡时，会加入一个与总质量和路面倾角正弦值成正比的重力项。对一个骑行者加自行车总重 84 kg 的系统来说，坡度每增加 1%，大约会增加 8.2 牛顿的阻力——在 15 km/h 时，这相当于每 1% 坡度增加约 35 瓦特。这也是爬坡速度与瓦特/千克如此密切相关的原因。
参考文献
- Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, Coggan AR. Validation of a mathematical model for road cycling power. Journal of Applied Biomechanics 1998; 14(3): 276–291.
- Wilson DG. Bicycling Science, 3rd edition. MIT Press, 2004 — rolling resistance, aerodynamic drag and drivetrain efficiency of bicycles.
- Allen H, Coggan AR, McGregor S. Training and Racing with a Power Meter, 3rd edition. VeloPress, 2019.
- International Civil Aviation Organization (ICAO). Standard Atmosphere — sea-level air density 1.225 kg/m³ at 15 °C.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th edition. Wolters Kluwer, 2021.