Find your aero!!

Waarom kleine aanpassingen tot grote voordelen kunnen leiden!

De wetenschap achter aerodynamica testen en bepaling van je luchtweerstand 

Een fietser heeft te maken met verschillende natuurkundige krachten die de snelheid belemmeren, zoals ook uitvoerig beschreven in het boek Het Geheim van Wielrennen ( www.hetgeheimvanwielrennen.nl ). Naast de weerstand van banden (rolweerstand) en lagers (mechanische weerstand), en bij bergop fietsen de zwaartekracht (klimweerstand), is de aller belangrijkste en grootste kracht die overwonnen moet worden de wrijvingskracht van de lucht,  de luchtweerstand. De luchtweerstand is simpel gezegd de kracht die geleverd moet worden om door de lucht heen te komen. Het bijzondere van luchtweerstand is dat het een exponentiële kracht is. Simpel gezegd, des te harder je fietst, des te groter wordt de luchtweerstand, en des te belangrijker wordt een aerodynamische houding.

De luchtweerstand op als je op de fiets rijdt wordt voor ongeveer 15 procent veroorzaakt door de fiets en voor 85 procent door de fietser zelf. Als je dus harder wilt gaan fietsen zonder extra inspanning te leveren kun je het beste aan je aerodynamische positie op de fiets werken.

VIDEO : Find your aero

 

IMG_3757

 

Luchtweerstand meten

Om de luchtweerstand te meten wordt moet de luchtweerstand waarde, CdA, gemeten worden. Hoe lager de luchtweerstand waarde des te minder luchtweerstand je hebt, en des te sneller je gaat bij een gelijke inspanning. De luchtweerstand waarde is opgebouwd uit twee componenten. Namelijk uit de luchtweerstandcoëfficiënt, Cd, welke vermenigvuldigd wordt met het frontale oppervlakte, A. Oftewel, het gebied wat wind vangt tijdens het fietsen. Om de CdA waarde te bepalen moet je gebruik maken van een windtunnel of van een wielerbaan met geavanceerde software. Het frontale oppervlak, de A,  kun je echter ook bepalen door speciaal gekalibreerde video opnamen. Door middel van de A kun je, op een relatief makkelijke manier, iets zeggen over hoe aerodynamisch je op de fiets zit. Bij SMA Midden Nederland gebruiken we het Bioracer Aero systeem om het frontale oppervlak van de fietser te bepalen.

Frontaal oppervlak én wervelingen

Om je luchtweerstand waarde omlaag te brengen, en dus sneller door de lucht te gaan kun je het oppervlakte wat wind vangt dus verkleinen. Dit is één deel van het verhaal. Lucht dat in botsing komt met een voorwerp gaat niet mooi om een voorwerp heen maar gaat wervelen. Als deze wervelingen achter het voorwerp terecht komen, zorgen ze ervoor dat het voorwerp naar achteren gezogen wordt. Deze zuigkracht naar achteren bepaald dus ook deels de luchtweerstand die moet worden overwonnen. We bekijken dan ook niet alleen het frontale oppervlak, maar bekijken ook het zijaanzicht waardoor duidelijk wordt waar wervelingen kunnen optreden en hoe deze, bijvoorbeeld door helm keuze of andere positie, verkleind kunnen worden. Weliswaar is het geen meting van de Cd waarde, maar beelden in combinatie met ervaring zeggen soms al genoeg:

Henk 1                                        Henk 2

 

Standaard frontaal oppervlak en luchtweerstand waarden en gratis snelheid

Ook al zijn het frontale oppervlak en de luchtweerstand waarde voor elke renner uniek, onderstaande waarden worden vaak gevonden.

Soort atleet Positie Frontaal oppervlak M2 Luchtweerstand CdA
Amateur Handen op de remgrepen 0,38 – 0,51 0,33 – 0,45
Elite/prof Handen op de remgrepen 0,34 – 0,40 0,30 – 0,35
Amateur Tijdrit positie 0,36 – 0,43 0,25- 0,30
Elite/prof Tijdrit positie 0,26 – 0,36 0,18 – 0,25

 

Een 0,01 lagere CdA waarde betekent al dat er al 8,5 watt minder kracht nodig is om 40 kilometer per uur te rijden. En om 45 kilometer per uur te rijden is zelfs 12 watt minder kracht nodig. Hoeveel gratis snelheid tijdens een aerodynamica test verkregen kan worden is individueel verschillend. Maar kleine verschillen in CdA waarden leveren dus al substantiële winst op!

  IMG_3755            IMG_3754

Hoe werkt een Aero test ter bepaling van de luchtweerstand?

Tijdens een test wordt er gekeken welke positie het kleinste frontale oppervlakte oplevert, rekening houdend met de doelen en het daaraan gekoppelde gewenste comfort. Door de positie te veranderen van de renner op de fiets kun je real-time zien hoeveel Watt dat aan voordeel op kan leveren als je deze positie vast kunt houden, in vergelijking met de begin positie.

Een Aero test zal ongeveer 45 min duren en kost 125 euro. Er kunnen verschillende houdingen worden gemeten en ook eventueel wat kleine veranderingen aan de set-up van stuur en aero bars. Moet er een complete analyse en aanpassing van de positie gedaan worden dan kan dit in combinatie met de fietspositie analyse worden gecombineerd, zoals we die ook aanbieden in ons lab. De totale kosten van deze fietspositie analyse inclusief deze Aero test is dan 300 euro.

In de video is een korte impressie te zien van een Aero meting met behulp van het Bioracer Aero systeem

Testen van wielen en kleding?

Bij de Aero test wordt alleen het frontaal oppervlakte bepaald en wordt er gekeken in hoeverre er gebieden zijn waar extra wervelingen kunnen ontstaan. Hierdoor is het niet mogelijk om te kijken hoeveel sneller een andere set wielen is, of wat de structuur van de stof van een snelpak uitmaakt voor je luchtweerstand. Wel kan aangetoond worden in hoeverre de fietspositie, inclusief een andere stuur of helm, van invloed is op de snelheid.