Nasse Bedingungen sind vielleicht das Letzte, was Sie wollen, wenn Sie Ihre Fahrt planen, aber wenn die ultimative Geschwindigkeit Ihr Ziel ist, ist es vielleicht nicht so schlimm
Es gibt viele vernünftige Gründe, das Fahren bei Regen zu vermeiden. Es ist tückisch, kann nur ein bisschen miserabel sein und Ihr Fahrrad wird mit Straßendreck bedeckt. Aber wenn Sie während eines Sports die Höchstgeschwindigkeit erreichen oder Zeitfahr-PB-Features auf Ihre Agenda setzen, sollten Sie Ihren Angriff vielleicht genau zu dem Zeitpunkt planen, an dem die Wolken am bedrohlichsten sind.
Es gibt verschiedene Theorien darüber, welche Kombination von atmosphärischen Bedingungen es Ihnen ermöglichen, Ihre Maschine am schnellsten zu treten, und es gibt Hinweise darauf, dass wenn es nass ist oder nass werden wird, die beste Zeit für maximale Geschwindigkeiten ist. Aber niemals diejenigen, die sich einfach zurücklehnen und es gelassen akzeptieren, entschied Cyclist, dass es an der Zeit war, eine wissenschaftliche Bestätigung zu erh alten, um die Vermutung zu ergänzen.
Wenn es um die Geschwindigkeit auf einem Fahrrad geht, hängt es zwangsläufig von der Aerodynamik ab und in diesem Fall davon, wie sich die atmosphärischen Bedingungen darauf auswirken, wie leicht man durch die Luft schneiden kann.
Andy Ruina, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Cornell University, erklärt: „Wir wissen, dass die Luftwiderstandskraft die größte Belastung für einen Fahrradfahrer darstellt. Sie ist ungefähr proportional zur Luftdichte und zum Quadrat der Geschwindigkeit. Die Dichte der Luft ist geringer bei niedrigerem Druck [daher werden von Menschenhand betriebene Geschwindigkeitsrekorde in großer Höhe gemacht] und bei höherer Luftfeuchtigkeit und höherer Temperatur. Der Flugzeuglift hat eine ähnliche Skalierung, sodass Flugzeuge an heißen, feuchten Tagen längere Start- und Landebahnen benötigen.’
Ohne ernsthafte Landschaftsgest altung können Sie wenig tun, um die Höhe Ihrer privaten TT-Rennstrecke um einige tausend Meter zu erhöhen, aber Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Temperatur schwanken, und wenn Sie nach der optimalen Kombination suchen von niedrigem Druck, hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Temperatur – sie fallen zusammen, wenn ein Sturm in der Luft ist.
Chris Yu, Aerodynamik- und F&E-Ingenieur bei Specialized, greift die Geschichte auf: „Die Widerstandskraft auf den Fahrer wird bei erhöhter Luftfeuchtigkeit und niedrigem Luftdruck geringer sein, aber die Auswirkungen sind gering. Unter extremen Bedingungen, wie nach einem Sturm, können sie jedoch insgesamt groß genug sein, um einen merklichen Unterschied zu zeigen.“Die Frage ist: wie viel?
Die Wissenschaft
Graben Sie Ihre alten Schulbücher aus und Sie finden vielleicht diese Gleichung: Luftdichte (rho)=Druck / (Gaskonstante x Temperatur). Mit anderen Worten, die Luftdichte ist proportional zum Luftdruck und umgekehrt proportional zur Temperatur. Um also von einer geringen Luftdichte (und minimalem Luftwiderstand) zu profitieren, benötigen Sie einen niedrigen Druck und hohe Temperaturen. Darüber hinaus verringert eine hohe Feuchtigkeit (Wasserdampf) in der Luft ihre Dichte, da Wassermoleküle (aus Wasserstoff und Sauerstoff) leichter sind als die Sauerstoff- und Stickstoffmoleküle, die den größten Teil des Luftvolumens ausmachen.(Die vorherige Gleichung gilt immer noch für feuchte Luft, wobei die Gaskonstante größer ist – was die Luftdichte verringert.)
Um die Geschwindigkeit (v) für einen Fahrer zu berechnen, der mit konstanter Kraft (P) in die Pedale tritt, mit einer Widerstandskonstante von c, in Luft mit Dichte rho, lautet die Gleichung: v=3√(P/(c x rho)). Da der Druck am unteren Ende der Fraktion liegt, erhöht sich die Geschwindigkeit, wenn Sie ihn verringern, wie wir erwarten würden. Aber was bedeutet das auf der Straße?
Ruina sagt: „Ganz grob gesagt, wenn Sie den Rho [Luftdruck] um 10 % verringern, können Sie die Durchschnittsgeschwindigkeit um etwa 3 % erhöhen. Dabei wird natürlich vernachlässigt, dass ein Fahrer bei niedrigerem Druck, höherer Temperatur und höherer Luftfeuchtigkeit möglicherweise nicht die gleiche Leistung (P) zur Verfügung hat. Außerdem kann der Rollwiderstand durch die Nässe der Fahrbahn beeinträchtigt werden.“
In der Tat. Niedriger Luftdruck fällt oft mit unbeständigem oder stürmischem Wetter zusammen und bringt die zusätzliche Komplikation Wasser mit sich. Während der Luftwiderstand 80–90 % des Widerstands eines schnell fahrenden Fahrers ausmacht, zehrt der Rollwiderstand, der durch die Fahrt des Fahrrads über den Boden verursacht wird, ebenfalls Energie und Geschwindigkeit. Intuitiv könnte man annehmen, dass Wasser mehr Reibung erzeugt und Sie bremst. Nein, sagt Wolf vorm Walde von Continental Reifen.
„Wenn die Oberfläche nur mit einem dünnen Wasserfilm imprägniert ist – da das Wasser nicht über die Spitzen des Asph altgranulats steigt – sollte der Rollwiderstand reduziert werden“, sagt er. „Der Rollwiderstand ist hauptsächlich Energieverlust aufgrund von Materialverformung – die Energie, die erforderlich ist, um den Reifen zu zerquetschen, wenn er über den Boden rollt.
„Allerdings gibt es auch einen Rollwiderstand aufgrund von Adhäsion, Klebrigkeit des Gummis auf der Oberfläche“, fügt er hinzu. „Die Adhäsionskräfte sind viel kleiner als der Verformungsverlust. Dennoch verbinden sich Gummi und Fahrbahn auf molekularer Ebene in der Aufstandsfläche. Je länger die Verweilzeit ist, desto stärker ist die Haftung – das heißt, je langsamer man fährt, desto stärker ist die Haftung. Dieser Teil des Rollwiderstands wird reduziert, wenn sich zwischen Reifen und Fahrbahn ein Trennmittel [Wasser] befindet. Ein nasser Reifen ist weniger klebrig. Das Wasser behindert die Verklebung in der Kontaktstelle.’
Es scheint also, dass eine feuchte Straße weniger Rollwiderstand erzeugt und Sie schneller macht. Aber Moment mal…
„Es gibt noch einen weiteren Effekt von Wasser auf der Straße“, sagt vorm Walde. „Alles Obige gilt nur für die gleichen Temperaturen. In der Praxis kühlt Wasser den Reifen und die Straße herunter. Ein kühlerer Reifen hat einen höheren Rollwiderstand. Dies wirkt dem Effekt des geringeren Rollwiderstands durch geringere Haftung entgegen. Ein weiterer Faktor ist zu beachten: Wenn der Wasserfilm dick genug ist, um den Asph alt zu bedecken, muss der Reifen das Wasser verdrängen. In diesem Fall ist der Widerstand höher.’
Finde den optimalen Punkt
Auf der Straße ist sich ein berühmter Zeitfahrer über die besten Bedingungen im Klaren. Graeme Obree war zweifacher Weltmeister in der Einzelverfolgung und zweifacher Inhaber des Ein-Stunden-Distanzrekords und ist ein Mann, der für seine analytische Herangehensweise bekannt ist. „Wenn du auf einen Regenguss wartest und es ruhig ist – das ist der Sweet Spot“, sagt er. „Die drei perfekten Bedingungen sind hohe Temperatur, hohe Luftfeuchtigkeit und niedriger Luftdruck. Feuchte Sommerabende sind in der Regel schneller, wenn Sie das Wasser in der Luft fast riechen können. Solche Bedingungen bekommt man nicht oft, und wenn sie zusammenkommen, ist es wie „wow“, man bekommt seine beste Form der Saison. Das ist die Nacht, in der du deine schnellsten Räder benutzen solltest.“
Natürlich wird es dir niemand verübeln, wenn dich eine stürmische Vorhersage von deinem Fahrrad abhält, aber andererseits könnte es sich doch lohnen, eine kurze Runde zu fahren.
