Hersteller unternehmen große Anstrengungen, um Aero-Kits herzustellen, aber werden Sie dadurch tatsächlich schneller? Radfahrer findet es heraus
Wenn Sie Fahrrad fahren, wissen Sie alles über die Auswirkungen des Windwiderstands. Beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit in der Ebene trägt der Luftwiderstand bis zu 90 % zum Gesamtwiderstand der Vorwärtsbewegung bei. Das liegt daran, dass die stumpfe und unregelmäßige Form eines Fahrrads und Fahrers von Natur aus schlecht darin ist, reibungslos durch die Luft zu fliegen, was bedeutet, dass jede Verbesserung der Aerodynamik einen großen Unterschied machen kann, um wertvolle Energie zu sparen und die Geschwindigkeit zu erhöhen.
Infolgedessen wenden Hersteller viel Zeit und Geld für aerodynamische Tests auf und behaupten zum Beispiel, dass ein um 10 % effizienteres Kit Ihnen 20 Sekunden über eine bestimmte Distanz einsparen oder Ihnen einen Vorteil verschaffen könnte, der fünf entspricht Watt. Radfahrer wollten sehen, ob diese Behauptungen in der realen Welt untermauert werden können und nicht nur in einem Windkanal.
Um unsere eigene Untersuchung durchzuführen, sind wir zum Hillingdon Cycle Circuit in West London gekommen. Der Plan sieht vor, dass der ansässige Fahrradtester James fünf Sitzungen mit drei Runden bei einer dosierten und konstanten Leistung von 300 Watt absolviert und dabei jedes Mal ein anderes Teil des Aerodynamik-Kits verwendet.
Wir nehmen uns bei jeder Sitzung Zeit, um die aerodynamische Wirksamkeit jedes Elements zu bestimmen, und setzen sie dann alle zusammen, um den kumulativen Effekt zu ermitteln.
Die Komponenten, die wir austauschen, sind Räder, Lenker, Helm und Skinsuit – mit anderen Worten, diejenigen, die am ehesten von einem durchschnittlichen Straßenfahrer auf der Suche nach besserer Aerodynamik ausgetauscht werden. Obwohl es einige Variablen gibt, die bedeuten, dass unsere Tests nicht vollständig wissenschaftlich sind, spricht unser Plan sicherlich Reynolds‘Direktor für Technologie und Innovation, Paul Lew, an.
‘Diese Art von Tests passiert nicht oft genug‘, sagt er. „Es ist eine großartige Möglichkeit, die Aerodynamik zu testen – das Problem ist, dass es einfach zu teuer ist, die Variablen in der realen Welt in demselben Maße zu steuern, wie Sie die begrenztere Anzahl von Variablen in einem Windkanal steuern können.“
'Es wäre zu schwierig, das Maß an Zuverlässigkeit zu erreichen, das die meisten Ingenieure auch gerne nennen würden. Sie sind aber keine Ingenieure, also brauchen Sie sich keine Sorgen zu machen, und ich sehe einen Wert in dieser Art von Tests.’
Mit der Validierung eines der angesehensten Namen in der Radsport-Aerodynamik legen wir also los.
Räder
James' erste drei Runden werden auf Mavic R-Sys SLR-Rädern, Giant Contact SL-Lenkern, Sportfuls Pro Race-Trikot und Super Total Comfort-Trägerhose und einem Giro Aeon-Helm gefahren – alles ohne aerodynamische Ansprüche.
Diese drei Runden dauern durchschnittlich 2:33 Minuten, die wir als Kontrollzeit verwenden, um die Runden mit unseren aerodynamischen Anpassungen zu vergleichen.
Die erste Änderung ist der Umstieg auf Bontrager Aeolus 5 TLR-Laufräder mit tiefem Querschnitt. Räder mit tiefem Querschnitt haben kürzere Speichen, die den Luftstrom weniger stören als Standardräder, außerdem fördern die tieferen Felgen auch einen laminaren (glatten) Luftstrom über ihre Oberfläche.
Lew erklärt, dass gute Aero-Felgen bei bestimmten Gierwinkeln den Wind wie ein Segel auf einem Boot nutzen können, um einen Vorwärtsschub zu erzeugen, der dem Luftwiderstand entgegenwirkt. James’ Durchschnittszeit für die drei Runden ist pro Runde 5 Sekunden schneller (2:28 Minuten) als die Kontrollzeit – eine Verbesserung von 3,3 %.
Das scheint nicht so groß zu sein, wie wir erwartet hatten, aber Lew ist nicht überrascht.
„Der Segeleffekt von tiefen Felgen funktioniert am besten bei konstantem Seitenwind, zum Beispiel auf einem Out-and-Back-TT-Kurs. Auf einer kurzen Rennstrecke verändern die Kurven den Windwinkel zu sehr, als dass sie eine so dramatische Wirkung haben könnten.“
Aerolenker
Der nächste Schritt besteht darin, die traditionellen Lenker gegen flache Enve SES Aero-Rennradlenker auszutauschen. Die Kamm-Tail-Form der Oberteile bietet dem Wind eine minimale Frontfläche und hat daher den Effekt, dass die Luft sauber geteilt wird, um den Druckunterschied zu verringern, der den Druckwiderstand verursacht – ein Schlüsselfaktor für den gesamten aerodynamischen Widerstand.
Die durchschnittliche Rundenzeit mit den Enve-Lenkern liegt bei 2:27 Minuten um 6 s unter der Kontrolle – eine Einsparung von 3,9 %. Das überrascht uns, da wir nicht erwartet hatten, dass der kleine Unterschied in der Stangenform einen solchen Einfluss auf den Luftwiderstand hat, aber die Verbesserung der Geschwindigkeit war nicht nur auf den aerodynamischen Querschnitt der Stangen zurückzuführen.
Sie sind an den Spitzen schmal und weiten sich an den Drops auf, so dass die Spitzen bei gleicher Gesamtbreite eine kleinere Frontfläche aufweisen. Außerdem ermutigt die Form der Drops den Fahrer, eine schmalere, aerodynamischere Position einzunehmen.
Simon Smart, Gründer des Aerodynamikunternehmens Drag2zero, half bei der Entwicklung der Stangen. "Der Wechsel von einer aufrechteren Position in eine niedrigere Position ergibt die größte Reduzierung des Luftwiderstands", sagt er.
„Die zusätzlichen Watteinsparungen durch gute Aerodynamik sind bei weitem größer als die Zuwächse, die Sie durch das beste Wintertraining erreichen würden.“
Helm
Da der Kopf des Fahrers einer der Bereiche ist, die dem Luftstrom am stärksten ausgesetzt sind, produzieren die Hersteller Aero-Road-Helme, die den Luftstrom effizient lenken, um Turbulenzen zu minimieren, und dennoch einige Kühlöffnungen haben.
Dies hat zu jüngsten Behauptungen über beeindruckende Aerodynamik geführt, wobei Giro behauptet, sein Air Attack sei über 40 km 17 Sekunden schneller als sein Aeon-Helm. Mit Specializeds Evade auf dem Kopf fährt James durchschnittliche Runden von 2:31 Minuten – ein Unterschied von 2 Sekunden zu unserer Kontrollzeit. Hochgerechnet könnte dies zu einer Zeitersparnis von etwa 26 s bei einer Fahrt von 40 km führen.
Lew erklärt, dass diese beeindruckende Zeitersparnis wahrscheinlich auf James relativ hohe Geschwindigkeit zurückzuführen ist. Um eine Leistung von 300 Watt aufrechtzuerh alten, war er mit etwa 38 km/h unterwegs, und die Vorteile der verbesserten Aerodynamik nehmen mit der Geschwindigkeit exponentiell zu.
„Wenn Sie ein Diagramm mit Luftwiderstand auf der vertikalen Achse und Geschwindigkeit auf der horizontalen Achse zeichnen würden, würden Sie keine gerade Linie sehen – Sie würden eine exponentielle Kurve nach oben sehen“, sagt Lew. „Der Luftwiderstand beginnt bei über 30 km/h deutlich zuzunehmen, sodass sich oberhalb dieser Geschwindigkeit aerodynamische Gewinne wirklich zeigen.“
Skinsuit
Unser letztes Aero-Kit ist ein Santini Speed Shell Skinsuit. Lew und Smart stimmen darin überein, dass der Körper, da er die größte Einzelmasse ist, den größten Anteil zum Luftwiderstand beiträgt.
Ein Skinsuit entfernt die durch Nähte und Kleidungsstücküberlappungen verursachten Oberflächenwellen, daher erwarten wir einen ziemlich großen Effekt auf die Aerodynamik. Wir stellen jedoch nur eine Zeitersparnis von 0,8 % fest, wobei James durchschnittliche Runden von 2:32 Minuten fährt.
Während es immer noch eine ordentliche Ersparnis ist, wenn es auf eine längere Distanz extrapoliert wird, ist es weniger vorteilhaft als die anderen Punkte in diesem Test. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass James' Standardtrikot und Trägerhose einen ziemlich rassigen Schnitt mit minimalem Stoffüberschuss hatten.
Andere Vorteile von Skinsuits, wie die Kompression, die sie auf die Muskeln ausüben, haben gezeigt, dass sie die Ermüdung verringern, aber nur nach längeren Distanzen, als wir hier gefahren sind.
Ein letzter erwähnenswerter Punkt ist, dass ein Skinsuit im Gegensatz zu den anderen Komponenten, die umgeformt werden können, um den Luftwiderstand zu minimieren, nur die sogenannte "direkte Reibung" reduzieren kann und die Körperform eines Fahrers nicht verändert. Direkte Reibung ist eine sekundäre Komponente des Luftwiderstands und viel weniger bedeutsam als Stirnfläche und Profil.
Der volle Aero
James absolviert seine letzten drei Runden mit der gesamten Aero-Ausrüstung. Zusammen ermöglichen sie es ihm, bei gleicher Leistung 10 Sekunden von seinem Kontrollrundendurchschnitt abzuschneiden und eine Durchschnittszeit von 2:23 Minuten zu erreichen.
Diese Gesamteinsparung von 6,5 % wäre beachtliche 2m 27s über 40km wert. Wie vorauszusehen war, ist dieses Ergebnis aufgrund des exponentiellen Anstiegs des Luftwiderstands mit der Geschwindigkeit und der komplexen Art und Weise, wie mehrere aerodynamische Elemente interagieren, etwas geringer als die Summe der einzelnen Gewinne.
Der gesamte Fahrer und das Motorrad funktionieren als System und es geht nicht einfach darum, ein Element zum nächsten hinzuzufügen und zu erwarten, dass sich alle wie isoliert verh alten. Viele Experten auf diesem Gebiet sagen, dass die Komponentenintegration der Bereich ist, in dem die großen zukünftigen Gewinne liegen.
Obwohl unser Test nicht so streng kontrolliert wurde wie ein Laborexperiment, zeigte er konsistente Trends, die die Wirksamkeit von Aerodynamik-Kits in einer realen Umgebung unterstützen, und zeigte, dass die Besessenheit von aerodynamischen Vorteilen gut begründet ist. Smart stimmt zu: „Sobald Sie Ihren Körper auf einem guten Niveau trainiert haben, ist es schwer, so viel mehr zu finden, aber Aero-Kits sind ein gangbarer Weg, um schneller zu werden.“
Obwohl Smart und Lew davor warnen, dass der Mangel an Wiederholbarkeit bei unserem Test uns vorsichtig machen sollte, konkrete Schlussfolgerungen über die vergleichbaren Vorzüge der verschiedenen Fluggeräte zu ziehen, sind sich beide einig, dass das Kit von Vorteil wäre.
'Ob Ihr Test genügend Variablen kontrollierte oder einen ausreichend großen Datensatz hatte, um eine Kaufentscheidung basierend auf den Ergebnissen zu treffen, ist eine Entscheidung für Ihre Leser, aber ich gehe davon aus, dass sich die angezeigten Gesamttrends kaum ändern würden, wenn der Datensatz wurde erhöht.“Ein Windkanal, sagst du? Wer braucht so etwas?
