Aerodynamics uitgelegd:

In dit artikel gaan we proberen om in relatief simpele taal proberen uit te leggen hoe aerodynamica op fiets in de triathlonsport werkt, wat je er aan hebt, waar je het meeste kunt winnen en waar niet. Met Kona a.s. zaterdag in het verschiet leuk om met deze informatie naar de verschillende posities te gaan kijken. Zeker dit jaar want op de socials hebben we al een aantal ‘nieuwe’ posities voorbij zien komen.

Laten weer eerst uitleggen welke term we straks vaker gaan tegenkomen zodat duidelijk is wat daarmee bedoelt wordt. In aerodynamica wordt vaak gesproken over de term CdA waarde.

CdA is de afkorting van Coëfficiënt of Aerodynamic Drag naar het Nederlands vertaald als de Coëfficiënt van Aerodynamische Weerstand.

CdA bestaat uit twee delen, CD is de coëfficiënt drag van de fietser, de vorm, de houding en die van de fiets. De A is het frontale oppervlak van de fietser, zijn helm, zijn pak, zijn schoenen en zijn fiets incl. hydratie units als compleet systeem.

Als fietser lever je een bepaalde hoeveelheid vermogen (wattage) en dat vermogen wordt op verschillende manieren gebruikt.

Je levert vermogen om hoogteverschil te overwinnen, dus op een heuvel of berg gaat veel van je vermogen ‘verloren’ in de weerstand die het omhoog rijden kost. Omlaag rijden gaat dan een negatief getal zijn en op een vlak parcours is het nul.

Een tweede deel van het vermogen heb je nodig om de aerodynamische weerstand te overwinnen. Een makkelijk voorbeeld is wanneer je in een rijdende auto zit en je steekt je hand uit het raam, hou je hem plat tegen de wind in dan voel je de weerstand van de wind, hou je je hand overdwars dan voel je de wind veel minder hard tegen je hand omdat het oppervlak veel kleiner is. Voor ons als triathleten is hier de meeste winst te halen omdat de positie op de fiets te vergelijken is met je hand als in dit voorbeeld. De vorm van een object heeft dus extreem veel invloed op de luchtweerstand die overwonnen moet worden.

Daarnaast heb je vermogen nodig om de zogenaamde rolweerstand te overwinnen. De rolweerstand treedt op door het type wegdek, het oppervlak van de band en de bandenspanning.

En als we het echt helemaal ontleden dan is het niet alleen de aerodynamische luchtweerstand aan de voorzijde die overwonnen moet worden, maar het is het resultaat van het verschil tussen de druk aan de voor- én achterkant en de zogenaamde ‘friction drag’. Teveel ‘vuile lucht’ aan de achterzijde, een ‘lage druk’ gebied trekt je als het ware naar achteren. Daarom wordt er tegenwoordig zoveel extra aandacht aan de kleding besteed, zien we de nieuwe positionering van de bidon bij de pro’s op de Canyon fietsen (hoger achter op fiets en niet meer de lagere positie op de zadels).

Door middel van aerotesten kun je in de triathlon twee dingen nastreven. Namelijk met minder wattage een zelfde snelheid rijden of met dezelfde hoeveelheid watts een hogere snelheid rijden.

Bij een snelheid van 30 km/ph gebruik je al 75% van je wattage om de weerstand te overwinnen. Maar het vervelende van lucht is dat bij het veranderen van snelheid het met ongeveer een factor drie vermeerdert. Dus wil je van 30 km/ph naar 40 km/ph dan verandert je luchtweerstand al naar 85%. Je hebt dus veel meer vermogen nodig om een beetje harder te gaan. En dan te bedenken dat de echte pro’s inmiddels als long distance triathlons rijden waar men inmiddels zelfs al voorbij de 45 km/ph gemiddeld gaat…….. Je ziet hieronder ook het effect van de ‘winst’ van het stayeren.

Wanneer we dit in een getal van CdA waarde moeten uitdrukken dan zit een recreatieve racefietser op ongeveer 0.600-0.500.

Pro’s en sportieve recreanten die goed op hun triathlonfiets zitten halen waarden die tegen de 0.225 -0.200 zitten. Soms er iets boven, soms er iets onder. Hangt natuurlijk voor een deel ook af van de grootte van de rijder. Een Magnus Ditlev van een dikke 1.96 cm heeft zelfs bij een optimale positie voor hem een hogere CdA waarde dan Sara Perez Sala.

Maar je kunt dus ook bedenken dat voor jou als recreant aerodynamica heel erg belangrijk of interessant kan zijn wanneer je sneller wil gaan op de fiets of zuiniger met je energie omgaan en  daardoor frisser van de fiets wil komen. Je zit immers veel langer op de fiets dan de pro’s dus eigenlijk heb je als recreant nog meer baat bij een verbetering van je aerodynamica als het comfort en vermogen hetzelfde blijven of zelfs verbeteren.

 

 

Waar is de meeste winst te halen:

De meeste merken roepen nu allemaal: onze fiets, maar niets is minder waar. Met de fietsen zitten we zo ongeveer aan de peak van aerodynamica. Het wordt simpelweg niet veel sneller dan we nu hebben. De optimalisatie waar nog iets winst behaald zou kunnen worden is een band, wiel, frame en hydratie/storage dat geheel op elkaar is afgestemd als het ware één complete unit.

 

Maar zelfs dan zijn de verschillen waarschijnlijk nog heel erg klein. Een goed voorbeeld is hiervan de Cervelo P5. De P5 wordt nog steeds gezien als één van de snelste fietsen die er rondrijdt. De nieuwe P5 is als compleet systeem met rijder door Cervelo ontwikkeld met gebruik van hun eigen wielmerk Reserve. Bij een velghoogte 88/77 mm met de specifieke Vittoria banden is de fiets dan ‘maar liefst’ 5 watt sneller dan de vorige P5. Dat is natuurlijk een marginaal klein verschil, maar wel ontzettend eerlijk gebracht door Cervelo. Hierbij maak ik overigens wel een kanttekening omdat de P5 is ontwikkeld als een echte TT bike dus weinig ruimte voor geïntegreerde opbergruimte & hydratie, bidon plaatsing op het stuur e.d. Dus er zijn frames die hiervoor betere oplossingen hebben en technisch gezien ‘sneller’ zouden kunnen zijn omdat je langer in de aerohouding zou kunnen blijven en toch te kunnen eten/drinken in die aero houding.

Aerodynamica is een ingewikkelde puzzel, zelfs voor fabrikanten en ze proberen bijna allemaal te vertellen dat ze de snelste fiets hebben. Overigens maken merken hierin ook wel eens claims of  uitspraken die op zijn zachtst gezegd interessant zijn.

Zo zat ik onlangs een podcast van de collega’s van Triathlon Inside te luisteren en in deze uitzending was een fabrikant van een triathlonfiets aan het woord. Hij gaf een prima uitleg over aerodynamica , hoe dat werkt en waarom hun fietsen ‘veel sneller’ zijn dan de fietsen van andere merken. Om vervolgens bijzonder genoeg zijn eigen uitleg compleet onderuit te halen….

Er werd een beetje opscheppend verteld dat hun gesponsorde topatleet bij de T100 in Ibiza een vermogen van meer dan 400 watt had gereden, Normalized Power. Maar gemiddeld wattage en Normalized Power liggen in een race meestal redelijk dicht bij elkaar. Alleen is een heel hoog wattage in dit geval dus helemaal niet goed! Want als we dan de snelheid van deze atleet erbij pakken en in zijn geval was dat 44,67 km/ph over 80 km dan zegt dat eigenlijk dat hij helemáál niet-aero is. Hij heeft extreem veel wattage/vermogen nodig gehad om de rolweerstand van zichzelf en zijn fiets als compleet systeem om deze snelheid te halen…..

Als we daar namelijk een omrekening op loslaten en de standaard rolweerstand,  de temperatuur e.d. in meenemen dan zou je uitkomen op een CdA waarde van in de 0.275-0.280 en dat is verre van een goede CdA.

En we hebben net geleerd dat we juist ons best doen om dezelfde snelheid te halen met mínder wattage of met een zelfde wattage juist méér snelheid dus aan de ene kant beweren dat je een fiets hebt die razendsnel is, veel sneller dan de concurrentie, en dan daarna vertellen dat je uithangbord een enorm wattage nodig heeft gehad om ‘slechts’ 44,67 km/ph te rijden is precies het tegenovergestelde van goede aerodynamica in een aero positie.

Ik doe het hem overigens niet na hoor, voor mij is bijna 45 km/ph iets wat ik alleen met windkracht 7 in de rug zie 😊.

Vrijwel alle merken releasen bij hun fietsen aerotesten en je kunt alles met een korreltje zout nemen, een snufje en soms zelfs met een hele zak. Vaak nemen ze in hun testen namelijk modellen mee waarvan ze weten dat hun model in de test beter zal scoren dan die modellen. Of ze vergelijken alleen tegenover hun eigen vorige model en dat zegt vaak ook niet zo veel, soms helemaal niets anders dan dat ze zeggen dat ze sneller zijn.

Kijken we bijvoorbeeld nog eens terug neer het eerder genoemde voorbeeld van de Cervelo P5 dan is de winst met hun eigen Reserve wielset 5 watt. Wat we, nog, niet weten is hoe de fiets zou scoren met de wielsets van andere merken. Misschien wel sneller, misschien niet, we weten het niet. Cervelo weet het misschien wel, maar als ik hun schoenen stond zou ik ook niet zeggen; met onze eigen wielen test je 5 watt sneller maar zet je er een set Zipp wielen 858 in dan ben je 12 watt sneller…..

Wat we wel weten is dat onafhankelijk gedane aerotesten, buiten en in de windtunnel, laten zien dan er mega weinig verschil meer is onderling tussen de fietsen. Een vrij recente test gedaan zonder invloed van de betreffende merken die getest werden lieten dat ook weer zien.

Als baseline model werd een Cervelo P-series van 2019 met een in het frame weggewerkte voorrem kabel en een aangepaste cockpit gebruikt. Deze goede ‘middenklasser’ testte net zo snel als twee hypermoderne TT bikes die nu worden gebruikt in de pro tour. All things equal dus bij de test werden het zadel, de wielen en power meter overgezet van fiets naar fiets. De cockpit werd op elke fiets zo goed als mogelijk geoptimaliseerd, maar verder positioneel identieke posities en toch was het resultaat dat de fietsen zo dicht bij elkaar zaten dat van een werkelijk verschil geen sprake was.

Zaterdag a.s. gaat één van deze geteste TT fietsen nota bene gebruikt worden, in een iets aangepast vorm om hem meer geschikt voor triathlon te maken, door een voormalig Kona winnaar :-).

Na Kona komen we met een vervolg artikel waarin we de posities van de top rijders onder de loep nemen. WE zien sommige nieuwe en vrij extreme posities. Voor nu kunnen we werkelijk zeggen dat de grootste winst in aerodynamica te halen is in je eigen positie, je helm en hoe die past bij je hoofdpositie, je kleding en soms het gebruik van aero calf sleeves.