Was ist schneller: Aero vs. Leichtbauräder?
Oct 25 , 2021Welches Laufrad sollten Sie verwenden - aerodynamisch oder leicht?
Wenn Sie sich ein Bühnenspiel ansehen, werden Sie feststellen, dass sich die Tiefe der Fahrerräder mit dem Gelände ändert. Normalerweise erscheinen die tieferen Ränder in der Phase der schnellen Abflachung, während die flacheren leichte Felgen sind mit dem Berg verschraubt.
Es ist auf diesem Niveau am effizientesten und profitiert mehr, wenn man alleine oder in kleineren Gruppen fährt. Ein Satz auffällig tiefer Felgen kann sogar darauf hinweisen, dass der Fahrer gerne ausruht.
Im Gegensatz dazu bedeutet ein Satz schlanker Felgen, dass der Fahrer möchte, dass die Hauptaktion des Tages auf dem Fahrwerk stattfindet. Die meisten Routen bestehen jedoch aus flachen Abschnitten und hügeligen Abschnitten. Welches Rad ist am effektivsten? Aerodynamisch oder leicht?
Marco Arkesteijn, Dozent für Sport und Sportbiomechanik an der Aberystwyth University, sagte: „Wenn ein Radfahrer 10 Kilometer auf ebenem Boden fährt und dann 10 Kilometer bergauf fährt, dauert der Anstieg natürlich länger.“
„Nun lassen Sie uns [willkürlich] sagen, dass auf flachen, flacheren Felgen aerodynamische Laufräder mit tiefem Querschnitt Ihre Geschwindigkeit um 10 % erhöhen, aber aufgrund ihres zusätzlichen Gewichts eine ähnliche Geschwindigkeitsreduzierung beim Bergauffahren auftritt.
"Es ist sinnvoll, flache Felgen zu wählen, da Sie beim Aufstieg mehr Zeit verbringen und Zeit sparen möchten."
Ah, aber so einfach ist das nicht. Kevin Quan, Engineering Director von Knight Wheels, sagte: „Mein ehemaliger Kollege bei Cervélo hat viele Tests und Berechnungen durchgeführt, um diese Frage zu beantworten.
"Sie fanden heraus, dass die aerodynamische Gewichtsreduktion für den durchschnittlichen Gelegenheitsfahrer bei einer Steigung von etwa 5 % und bei einer Steigung von 8 % für professionelle Fahrer besser ist."
Wenn Sie also Chris Froome bei der Tour de France den Col de la Ramaz mit einer Steigung von 13,9 Kilometern und einer durchschnittlichen Steigung von 7,1% herausfordern, dann sind tiefe Felgen die beste Wahl. Wenn Sie Buchhalter John Smith sind, versuchen Sie es im selben Aufstieg, es ist am besten, flach zu gehen.
Für eine etwas andere Ansicht ändern wir das Vergleichsmaß in vertrauenswürdige Watt.
„Bei 40 km/h kann die Umstellung von flachen Felgen auf tiefe Segmente etwa 10 W wert sein, was Ihnen 30 Sekunden in einer Stunde sparen kann“, sagte Rob Kitching, Gründer des Performance-Modelling-Equipment Cycling Power Lab.
„Nehmen wir an, dass der Gewichtsverlust bei der Verwendung eines Luftrads mit tiefem Profil ein halbes Kilogramm beträgt. Selbst bei einer Steigung von 10 % können die Kosten für das Tragen des zusätzlichen Gewichts während des Aufstiegs weniger als 5 W betragen.
"Ein Kurs muss viele schwierige Anstiege haben, und es wird viel Gewichtsverlust geben, bevor das Luftfahrt-Upgrade aufgegeben wird."
Das Leben ist eine Belastung
Einer der wichtigsten Faktoren, die wir berücksichtigen müssen, ist die Widerstandsfläche (CdA), die das Produkt aus dem Widerstand eines Objekts und der Fläche seiner Vorderseite ist. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung von Lufträdern den CdA des Radfahrers um 3-5% reduzieren kann. Wenn Sie also eine Leistung von 350 W erzeugen, kann die Verwendung von Lufträdern Ihre Geschwindigkeit sanft von 44,6 kmh auf 45,4 kmh erhöhen, eine Steigerung von 1,63%.
Bei einer Steigung von 2% ist die Aerodynamik immer noch der richtige Weg, tiefe Laufräder müssen mindestens 2,8 kg schwerer sein als flache Laufräder, da sie keine schnellere Option sind. Mit der Steigung der Straße sinkt dieser Wert jedoch stark.
Mit 4% werden Lufträder mit einem Gewicht von 940 Gramm immer noch die schnellere Wahl sein. Bei 6% sinkt es auf 390 Gramm, aber bei 10% hat es nur noch 50 Gramm, da der aerodynamische Vorteil das flache Rad schlagen kann.
Bringen wir es also in die reale Welt. Die 202 Firecrest Klemme von Zipp ist eine leichte und leichte Option von 1.450 Gramm, während die 808s eine super aerodynamische Option von 1.885 Gramm mit einem Gewichtsverlust von 435 Gramm ist.
Basierend auf unserer Datenmodellierung bedeutet dies, dass sie immer noch eine bessere Wahl sind, wenn der Gradient bis zu 5 % beträgt, was mit Quans vorheriger Aussage übereinstimmt.
Aber bisher haben alle unsere Berechnungen effektiv davon ausgegangen, dass jede Neigung konstant und die Straße gerade ist, obwohl in Wirklichkeit keine von beiden.
Durch Kurven- und Geschwindigkeitsänderungen muss eine neue Größe in die Gleichung eingeführt werden: die Trägheit, die sich grob aus der Masse multipliziert mit dem Abstand zur Radmitte ergibt.
Der Laufradhersteller Mavic hat den Einfluss der Trägheit auf das Laufrad untersucht und festgestellt, dass die Trägheit umso größer ist, je höher das Gewicht der Felge (a la Aero-Rad) ist.
"Dies ist wichtig, weil die Trägheit die Reaktionsgeschwindigkeit der Räder beeinflusst", sagte Mavic-Forschungsingenieur Maxime Brunard. „Wenn sich die Geschwindigkeit von einem Moment zum anderen stark ändert, braucht man eine geringe Trägheit. Wenn Sie mit konstanter Geschwindigkeit fahren, reicht eine hohe Trägheit.
Kurz gesagt, wenn Sie auf einen kurzen, aber starken Anstieg stoßen, gehen Sie flach. Wählen Sie für längere Steigungen, die eine Geschwindigkeit erfordern, Pneumatik.
Leistungsmodellierung
Nun, wir sind irgendwo angekommen, aber bisher waren es nur Daten, um unsere Theorie zu testen, jetzt ist es an der Zeit, alles zu geben. Best Bike Split, das 2014 von TrainingPeaks übernommen wurde, hat eine Leistungsmodellierungs-Engine entwickelt, die eine große Menge an Daten aufnehmen kann – die funktionellen Schwellenwerte des Fahrers, das Gewicht, die Fahrradeinstellungen und die Radauswahl – bevor die Fahrradteilung für eine bestimmte Route vorhergesagt wird .
Für professionelle Teams wie Trek-Segafredo ist dies ein ausreichend genaues Modell, nach dem ausgewählt werden kann. Beim Zeitfahren bergauf sollten ihre Fahrer beispielsweise das TT Speed Concept oder das Madone mit Clip verwenden.
FLO Wheels ist ein amerikanisches Laufradunternehmen, das Best Bike Split verwendet, um seine Laufräder in zahlreichen Ironman-Radkursen zu modellieren, um zu verstehen, wie sich das Gelände auf die Laufradauswahl auswirkt.
Dazu gehören flache, hügelige und steile Strecken sowie extreme Strecken wie der Alpe d’Huez-Triathlon, einschließlich der ikonischen Anstiege der Tour de France.
Das Unternehmen verglich leichte Hilfsräder (1.100 g) und Lufträder (1.624 g) mit schwereren Hilfsrädern (2.259 g). Auf der Florida Triathlon-Strecke betrug die Kletterdistanz von nur 180 Kilometern 300 Meter, und die schwereren Räder fuhren in 5 Stunden, 21 Meter und 44 Sekunden ein.
Die leichteren Räder sparten nur 2 Sekunden, während die Eros mit einer Geschwindigkeit von 5 Stunden, 14 Metern und 10 Sekunden eintraten – eine Einsparung von 7 Metern, 34 Sekunden. Selbst beim 13,2 km langen Alpe d'Huez Anstieg waren die Leichtbauräder nur 23 Sekunden länger als die finale aerodynamische Kombination.
„Unser Modell zeigt, dass bei der Auswahl der Laufräder die Aerodynamik wichtiger ist als das Gewicht“, fasst FLO-Mitbegründer Chris Thornham zusammen.
Daher scheint laut Chris Hewings von Lightweight Wheels für die meisten realen Szenarien die Aerodynamik zu gewinnen, aber diese leichte und stromlinienförmige Debatte erfasst den Punkt nicht.
"Basierend auf Erfahrung, anekdotischen Beweisen und weil ich ein bisschen fett bin, würde ich mir mehr Sorgen machen, die Räder zu verbiegen", sagte er. „Die meisten der leichtesten Laufräder sind für jeden von Natur aus flexibler, mit Ausnahme der sehr dünnen Rennschlangen.
„Die Kraftübertragung durch die Laufradsteifigkeit ist genauso wichtig wie das geringe Gewicht. Hier gehen die meisten Kletterräder verloren, besonders für Fahrer wie mich, die mehr als 80 kg wiegen.“
Hewings stellt einen gültigen Punkt vor. Neben der Gewichtsfrage sollten Sie folgende Punkte beachten: Wenn Ihr Gewicht 90 kg beträgt, Ihr Fahrrad 7 kg und der Laufradsatz nur 1,1 kg, dann wiegt Ihr Reifen nur 98,1 kg. 1,12 % des Gesamtgewichts des Kilogramms werden festgelegt.
Wenn Sie jedoch wie Quintana etwa 60 kg wiegen und das Gewicht von Rahmen und Laufrädern gleich ist, dann machen Ihre Laufradsätze 1,61% der Gesamtmenge aus, was insgesamt nur 0,5% mehr sein mag, aber im Vergleich der Anteil erhöht sich bis fast 50% auf das größere Rad des Fahrers.
Also sind flache Felgen für leichtere Fahrer geeignet, während Aerodynamik für schwerere Fahrer geeignet ist? Das letzte Wort geben wir dem Profi-Aerodynamiker Chris Yu: „In Kombination mit dem gegebenen Gewichtsunterschied kommt es bei der Frage, welches Rad man wählt, auf die Steigung und den Wind an – insbesondere auf den Gierwinkel, der eigentlich von der Geschwindigkeit des Fahrers abhängt.
„Aber je nach der spezifischen Kombination von Aerodynamik und Gewichtsunterschieden kann der Kompromisspunkt für die Steigung variieren ry von etwa 4% auf fast 10%." Das ist schwer zu bestimmen, aber es ist eine Antwort... oh Moment, Und noch mehr: "Das ist, bevor man Seitenwind und Geschwindigkeit des Fahrers berücksichtigt."
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