临界功率 (CP) 与 W' (W Prime)

了解你的生理极限与无氧电池容量

什么是临界功率 (CP)？

临界功率 (CP) 代表你在长时间内可以维持而不会疲劳的最高代谢率。它是你的有氧系统可以清除无氧代谢产生的废物的阈值。

与通常基于 20 分钟测试估算的 FTP 不同，CP 是基于功率输出和力竭时间之间数学关系的生理阈值。

  • 低于 CP： 代谢稳定。乳酸水平稳定。你可以维持很长时间（30-60+ 分钟）。
  • 高于 CP： 代谢不稳定。乳酸和代谢物积累。疲劳是不可避免且可预测的。

CP vs. FTP

虽然经常互换使用，但它们略有不同：

  • FTP： 通常定义为你可以维持约 60 分钟的功率。
  • CP： 真正的生理稳态边界。通常比 FTP 高 5-15 瓦。
  • 持续时间： 你通常可以维持 CP 约 30-40 分钟，而不是整整 60 分钟。

W' (W Prime)：你的无氧电池

W'（读作 "W Prime"）是你可以在 CP 之上执行的有限做功量。把它想象成一个电池或油箱，只有当你超过临界功率时才会使用。

  • 单位： 千焦耳 (kJ)
  • 典型范围： 10 kJ（低无氧容量）至 30 kJ（高无氧容量/短跑运动员）。
  • 耗尽： 当你以高于 CP 的功率骑行时，你消耗 W'。
  • 恢复： 当你以低于 CP 的功率骑行时，你补充 W'。

W' 消耗公式

W'exp = (功率 - CP) × 时间 (秒)

示例：

骑手 CP = 250W。骑手以 350W 冲刺 30 秒。

消耗 = (350 - 250) × 30
消耗 = 100 × 30 = 3000 焦耳 (3 kJ)

如果骑手的 W' 总量为 15 kJ，他们现在剩下 12 kJ。

如何测试 CP 和 W'

要确定 CP 和 W'，你需要进行多次最大努力测试，通常在 2 到 20 分钟之间。最常见的协议使用 3 分钟和 12 分钟的测试。

测试协议

  1. 热身： 15-20 分钟，包括几次激增。
  2. 测试 1 (短)： 3 分钟全力以赴。尽可能保持最高平均功率。
  3. 恢复： 30 分钟非常轻松的骑行（完全恢复）。
  4. 测试 2 (长)： 12 分钟全力以赴。尽可能保持最高平均功率。

注意：这些测试可以在不同的日子进行，以确保新鲜度。

计算器

一旦你有了两个数据点（例如，3分钟 350W，12分钟 270W），你可以计算 CP 和 W'。

双参数 CP 模型

公式：

CP = (P_long × T_long - P_short × T_short) / (T_long - T_short)

示例数据：

  • 3 分钟 (180秒) @ 350W
  • 12 分钟 (720秒) @ 270W
做功_long = 270 × 720 = 194,400 J
做功_short = 350 × 180 = 63,000 J
CP = (194,400 - 63,000) / (720 - 180)
CP = 131,400 / 540 = 243 瓦

计算 W'：

W' = (P - CP) × T
W' = (350 - 243) × 180 = 107 × 180 = 19,260 J (19.3 kJ)

在训练和比赛中的应用

1. 预测力竭时间 (TTE)

知道了 CP 和 W'，你可以预测你在任何高于 CP 的功率下能维持多久。

时间 (秒) = W' / (目标功率 - CP)

示例： 试图以 300W 保持多久？(CP=243, W'=19.3kJ)

时间 = 19300 / (300 - 243) = 19300 / 57 = 338 秒 (5分38秒)

2. 比赛策略

在比赛中，W' 是你的“火柴盒”。每次你发力超过 CP（进攻、陡坡、冲刺），你就燃烧了一根火柴（消耗 W'）。

  • 监控 W'： 现代码表（Garmin, Wahoo）可以通过应用程序显示实时 W' 平衡。
  • 战术： 如果你的 W' 降至 0，你就会“爆缸”——你被迫回到 CP 或更低。在关键时刻（最后的爬坡、冲刺）之前保存 W'。

3. 间歇训练设计

使用 W' 来定制间歇强度：

  • VO2max 间歇： 旨在消耗 50-80% 的 W'。
  • 无氧能力： 旨在完全消耗 W'，然后进行长时间恢复。

限制与注意事项

  • 模型假设： 该模型假设无限的无氧能量传输速率，这在极短时间（<2分钟）内并不完全准确。
  • 日复一日的变化： CP 相对稳定，但 W' 会根据疲劳程度波动很大。
  • 恢复动力学： W' 的恢复不是线性的。当你骑得远低于 CP 时，它恢复得更快。如果你刚好在 CP 之下，恢复非常缓慢。

常见问题

W' 是好还是坏？

W' 只是一个容量。短跑运动员和攻击型车手通常有很高的 W' (>20kJ)。计时赛车手和铁人三项运动员可能 W' 较低，但 CP 很高（占 VO2max 的百分比高）。

我应该提高 CP 还是 W'？

这取决于你的目标：

  • 计时赛 / 铁人三项 / Gran Fondo： 专注于提高 CP。这是你的柴油引擎。
  • 绕圈赛 / 公路赛 / 山地车： 你需要两者。高 CP 让你保持在比赛中，高 W' 让你赢得比赛（进攻、冲刺）。

W' 会随着训练改变吗？

是的。无氧训练可以增加 W'。然而，有时提高 CP 会导致 W' 略微下降，反之亦然。这是一种生理权衡。