自行車臨界功率 (CP) 與功能性閾值功率 (FTP)

踩踏功率 (power) 是自行車騎乘時重要的輸出指標,可以反映騎乘者踩踏力量與轉速 (踏板轉速) 的綜合表現,通常以踩踏力矩與踏板轉速的乘積 (P = τ × ω) 為計算方式。換言之,提升踩踏功率可單獨透過增加踩踏力量、加快踩踏轉速或兩者同時提升來達到。由於踩踏功率同時受力量與轉速的影響,因此適用於不同齒輪比及坡度下的騎乘,例如:當重齒比騎乘時,雖然踩踏力量較大、但相對轉速較低;而低齒比騎乘時,踩踏力量雖然較小、但轉速相對較高;兩者可得到相似的功率輸出。不同坡度騎乘時,亦是如此,不論齒比、坡度與移動速度如何,踩踏功率只因踩踏力量與轉速而變化。由於踩踏功率反映騎乘者的輸出表現,因此除了可反映身體的負荷外 (功率越高時、負荷越大),也可以反映騎乘者的運動能力 (平均功率越高者、能力越好),故踩踏功率可廣泛應用於訓練負荷的監控、比賽配速及騎乘能力的評估。

自行車臨界功率 (CP) 與功能性閾值功率 (FTP)

科學家、教練與選手進行諸多自行車實驗後,除了證實踩踏功率確實與身體的能量消耗以及生理反應有高度相關外,也將具代表性卻不易量測到的生理指標,透過踩踏功率,發展出數種自行車訓練指標,使我們在自行車測驗與訓練的實務上,能更簡便的了解騎乘的能力,進而安排訓練負荷。其中最具代表性的訓練指標有兩種:一、臨界功率 (Critical Power, CP),發展較早,為學術上經常使用的指標;二、功能性閾值功率 (Functional Threshold Power, FTP),較易了解與應用,近年在訓練上被廣泛應用。上述兩種訓練指標皆指可長時間持續且維持穩定踩踏的最大功率,但兩者發展之起源與測驗的方法並不相同,整體而言,CP相對精準且可多元使用,因為是由多次測驗所得,且測驗時間比較短,可以避免單次長時間測驗的誤差。此外,CP可求得功率與時間的關係,所以可方便計算多少功率對應的持續時間,或靈活應用無氧作功能力W’,來作配速規劃。然而,FTP目前已是自行車功率訓練的主流指標,也已提供完整之強度區間劃分指標,及相關配套訓練規劃。分別介紹如下。

臨界功率 (Critical Power, CP)

臨界功率 (CP),指個人能維持長時間運動而不會衰竭的最大功率,即身體處於乳酸閾值下所輸出的功率。表示當高於CP時,將無法持續長時間穩定的運動,而會逐漸產生疲勞的現象;但當低於CP時則可持續長時間穩定的運動。傳統的CP測驗方式需要在環境控制良好的實驗室進行4至5次的固定功率測驗,每次約2-15分鐘,記錄每次騎乘者運動至力竭的時間,每次的測驗結束後至少需要48小時的時間進行休息與恢復,才能進行下一次的測驗。由於相對較繁瑣且耗時,故傳統的CP測驗難以普及至訓練實務上。不過近幾年,科學家建立了一種單次測驗的方法,他們發現在單次的3分鐘全力衝刺騎乘測驗中 (3-min all-out),最後30秒的平均功率輸出也能準確代表CP。此一方法大大縮減了過去CP測驗時,繁瑣且費時的步驟,並增加了實務訓練上的應用性。

過去CP需要進行4至5次不同固定功率的測驗,其目的除了要找到CP值,也是為了能找到騎乘時間與踩踏功率的關係圖,如圖1所示,CP即為圖中的水平虛線所對應之功率。而透過建立圖中的關係曲線,可進一步用於估計當處於某一高於CP的強度時,所能維持的相對應時間。科學家認為在高於CP的強度下,騎乘者能產生的總功是固定的,而此無氧作功能力被稱為W’,即圖1中不同顏色的面積。因此,當選用一個非常高的功率進行騎乘時,能維持的時間將很短暫 (如圖下之W1、T1);而用略高於CP強度的功率進行騎乘,則能維持一段較長的時間但仍有限 (如下圖之W2、T2);但若以低於CP強度的功率進行騎乘,則可維持非常長的時間。因此,透過找到自己的CP與W’,能評估自己的長時間耐力運動能力,善用兩者間的關係,更可以設定單次的騎乘要以多大的功率輸出進行,推算並安排要騎乘多久的時間,以及規劃比賽配速或預測成績。

自行車臨界功率 (CP) 與功能性閾值功率 (FTP)

騎乘時間與踩踏功率關係圖

功能性閾值功率 (Functional Threshold Power, FTP)

功能性閾值功率 (FTP) 近10年來藉由專業教練的推廣加上商業模式的推波助瀾,如今已成為自行車功率訓練的主流與強度區間劃分的指標。FTP是由Hunter Allen教練與Andrew Coggan博士在2012年所提出,指在60分鐘內盡最大努力且穩定騎乘所得的平均功率。科學家發現在這樣固定強度下騎乘的血乳酸濃度會上升至穩定的最大乳酸穩定狀態 (Maximum Lactate Steady State, MLSS),因此這也是有效檢測乳酸閾值 (Lactate Threshold, LT2) 的方式。由於FTP也反映長時間騎乘所能維持的最大功率,因此該功率會與CP相似,理論上,圖1中60分鐘所對應的功率 (CP60) 與FTP是相同意義,它表示60分鐘可維持的最大功率。但由於兩者測驗的本質不同,CP是透過多次不同固定功率下短時間 (2-15分鐘) 的測驗來獲得,與FTP採用的60分鐘自由踩踏功率的測驗不同,這導致不同人所測得的CP與FTP存在大小不一的偏差 (+30W至 -36W)。

FTP功率訓練主要是透過60分鐘的平均最大功率輸出 (FTP60) 或20分鐘的平均最大功率乘以0.95 (FTP20),依百分比劃分為7個強度區間,以進行對應的有氧耐力、乳酸閾值、最大攝氧量、無氧耐力與衝刺能力等能量系統訓練。受惠於自行車功率計和車錶的普及與精準地呈現當下的踩踏功率,FTP功率訓練除了是教練與選手作為訓練課表安排的依據外,也被商業模式包裝成實務上最主流的訓練指標,例如TrainingPeak、Zwift等公司以軟體或雲端服務的方式讓愛好運動的大眾能更加便利與廣泛的使用。

自行車臨界功率 (CP) 與功能性閾值功率 (FTP)自行車臨界功率 (CP) 與功能性閾值功率 (FTP)

訓練強度區間 與 FTP測驗方式與換算

進行功率訓練前的首要條件就是測驗CP或FTP,作為安排訓練課表之依據,雖然FTP不像CP需要進行4至5次不同固定功率的測驗,僅需一次長時間 (60分鐘) 的最大功率測驗即可,但如何在測驗時間內維持最大的功率輸出,避免測驗時間結束仍有體力或過早將體力耗盡,往往是在測驗時會遇到的難題。有鑑於此,近年來FTP也發展出時間更短、流程更簡便且能反映生理指標的FTP20、FTP8與FTP4測驗方式,除了能讓專業自行車選手接受更有效率的測驗,也讓一般的自行車愛好者更能掌握FTP的測驗。

踩踏功率是自行車選手量化自身騎乘輸出與騎乘表現的重要指標,透過特定的測驗方法可得到個人的CP或FTP,可用於訓練強度的設定、比賽配速或預測成績。計算CP與FTP的共同目的皆是找出能長時間穩定騎乘的最大運動強度,前者建立在諸多嚴謹的科學基礎下,測驗方法較為繁瑣,而後者則建立在實務應用上,測驗方法相對方便。但為了讓CP更容易被應用且普及到一般騎乘者,現今CP也發展出非常簡便的3分鐘測驗方法,甚至比FTP4的4分鐘測驗方法還要精簡。因此,若要進行功率訓練,不論採用CP或FTP皆可以達到精準訓練之目的,不過更重要的是如何結合便利的功率量測方法與訓練監控工具,擴大功率訓練的實務應用,落實科學化訓練之方法,進而達到提升表現、預防傷害與健康運動之目標。

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