Aero racefiets: Alles over aerodynamica, snelheid en efficiëntie

Wielrenners op de weg kiezen vaak voor een aero racefiets, omdat zij als doelgerichte competitieve atleten hun aandacht vooral richten op efficiëntie en energiebesparende vooruitgang. Een geoptimaliseerde fietshouding en het dragen van gestroomlijnde kleding beïnvloeden de winst van waardevolle seconden en kunnen een paar watt energie besparen.

Windweerstand

Bij snelheden van ongeveer 50 km/u gebruikt een fietser bijna 90% van zijn of haar energie om de luchtweerstand te bestrijden. De bepalende factor voor de weerstand is het frontale oppervlak en de cw-waarde (weerstandscoëfficiënt). De gemiddelde cw-waarde voor een fietser en zijn racefiets is 0,4 – 0,6. Deze waarde kan alleen licht worden gewijzigd door de zitpositie te optimaliseren. Het frontale oppervlak (dwarsdoorsnede in de richting van de stroming), dat aan de wind wordt blootgesteld, kan daarentegen sterker worden beïnvloed.

Michael Konczer heeft een interessante wattagecalculator op zijn site gezet. Neem er eens een kijkje naar.

https://www.michael-konczer.com/en/training/calculators/bike-speed-and-power-calculator

De juiste zithouding

Aangezien de berijder meer luchtweerstand veroorzaakt dan de fiets zelf, is het belangrijk om het frontale oppervlak te verkleinen. Om dit te doen, is het nodig om het hoofd te laten zakken en de armen naar binnen te draaien. De zitpositie is immers verantwoordelijk voor ongeveer 75% van de totale luchtweerstand. Met een speciaal aerostuur (tijdritbevestiging) wordt het frontale oppervlak verkleind, omdat de renner een naar voren gestrekte zitpositie aanneemt en uiteindelijk een zeer lage luchtweerstand bereikt.

Greg LeMond won de Tour de France 1989 door deze kennis toe te passen en stelde nieuwe normen op het gebied van aerodynamica. In het ideale geval kan een geoptimaliseerde zitpositie ongeveer veertig watt besparen. In triatlon en langeafstandswedstrijden komen zes watt overeen met een tijdsbesparing van ongeveer twee minuten, wat het verschil kan maken tussen overwinning en nederlaag.

De helm

Het hoofd bevindt zich altijd in het stromingskanaal en biedt een groot oppervlak om aan te vallen. Een aero- of tijdrithelm zorgt ervoor dat de wind in het hoofd van alle kanten wordt omgeleid. Ondertussen zijn er kortere aero-helmen die de renner niet te veel beperken en ook een zekere mate van ventilatie bieden.

Kleding

Bij het kiezen van kleding moet u op zoek gaan naar nauwsluitende shirts. Losse kleding wappert in de wind en vertraagt u. Truien uit één stuk zijn het snelst. Deze hebben een speciale stofstructuur en zijn gedeeltelijk geruwd zodat de wind beter wordt afgevoerd. Met aero-handschoenen of schoenovertrekken kunt u nog een paar watt energie besparen.

De wielen

De banden nemen ongeveer 8% van de luchtweerstand voor hun rekening – dus relatief weinig vergeleken met de rijpositie. Toch is het voor bijvoorbeeld tijdritten nog steeds mogelijk om er een seconde of twee uit te persen. Velgen met een hoog profiel kunnen bij ideale zijwind als een zeil werken en de rijder vooruit duwen in plaats van hem af te remmen. Bovendien betekenen minder spaken minder luchtwervelingen om te remmen en dus een betere aerodynamica.

Wielen met een hoog profiel zijn iets zwaarder dan wielen met een laag profiel en minder stabiel bij veel zijwind. Denk daarom goed na over het gebruik waarvoor u uw racefiets wilt uitrusten.

De vorm van het frame

Over de vorm van het frame lopen de meningen uiteen. Kan een frame met ronde buizen beter tegen zijwind dan een carbon frame? In principe kan men zeggen: bij hoge snelheden leidt een speciaal aangepast carbon frame de race. Met zijn aeroprofiel glijdt het gemakkelijker door de wind dan ronde buizen met een grote dwarsdoorsnede. Bevestigings- en remsystemen moeten extra geïntegreerd zijn en zo min mogelijk van de luchtstroom opvangen

Conclusie

De zitpositie is het belangrijkste in de strijd tegen luchtweerstand. De andere genoemde factoren zijn vooral van belang voor tijdrijders, voor wie elke seconde telt op langere afstanden. Als de genoemde factoren in acht worden genomen, kan er tussen de 70 en 80 watt worden bespaard. Voor een afstand van 40 km is dat een hele 6 tot 10 minuten.