Aerodynamik am Rad

Aufgrund einer Rüge seitens Adal unter dem Thread "Laufräder" (ich habe mir erlaubt zu behaupten, dass der aerodynamische Vorteil von Xentis Laufrädern erst ab einer Geschw. von ca. 40km/h + tragend wird), habe ich mir erlaubt, dem Thema ein wenig nachzugehen. Ich hab zwar gesehen, dass das Thema schon in anderen Threads dieses Forums bis zum Erbrechen :k: diskutiert wurde, aber was solls.

 

Ich bin kein Mathematiker und auch nie sonderlich gut in Physik, daher ein Versuch es praktisch nach zu vollziehen:

Unter Kreuzotter.de findet Ihr einen Rechner, mit dem sich die Endgeschwindigkeit eines Rades unter bestimmten Voraussetzungen ermitteln läßt. Den aerodynamischen Vorteil habe ich simuliert, indem ich die Berechnung einmal mit Unterlenkerhaltung und einmal mit Triathlonposition gerechnet habe. Folgendes Ergebnis

 

149 Watt -> 30 km/h meinen Körperdaten + Unterlenkerhaltung

149 Watt -> 31,7 km/h Triathlonposition

=> ein Gewinn von 1,7km/h

 

218 Watt -> 35 km/h Unterlenkerhaltung (alle anderen Daten gleich)

218 Watt -> 37 km/h Triathlonposi

=> ein Gewinn von 2 km/h

 

308 Watt -> 40 km/h Unterlenkerhaltung (alle anderen Daten gleich)

308 Watt -> 42,3 km/h Triathlonposi

=> ein Gewinn von 2,3 km/h

 

q.e.d. der Tempogewinn durch Verbesserung der Aerodynamik ist größer, je höher die Geschwindigkeit ist.

 

Allerdings - und hier kommt ADALs Argumentation ins Spiel - bedeutet ein Tempogewinn von 30 auf 31,7 bei einer 40km langen Strecke eine Zeitersparnis von 4:17 Minuten, während eine Verbesserung von 40km/h auf 42,3km/h "nur" 3:16 Minuten bedeuten. Relativ gesehen zur Gesamtzeit allerdings bedeutet 30-31,7 5,36% schneller und 40-42,3 5,44% schneller.

 

Was will ich damit sagen? Ganz einfach - im Prinzip hattet ihr alle recht.

1) grundsätzlich ist der Tempovorteil einer besseren Aerodynamik höher, je höher die Ursprungsgeschwindigkeit

2) die absolute Zeitersparnis ist allerdings bei niederen Geschwindigkeiten höher - einschränkend muss man allerdings erwähnen, dass andere Störfaktoren wie Seitenwind bei niedrigem Tempo stärker wirken, womit ich wieder bei meiner gestrigen Behauptung bin, dass Laufräder wie Xentis oder gar eine Scheibe, bei Geschwindigkeiten unter sag ma mal 35km/h fragliche Investitionen sind...

 

 

 

http://www.martinlifka.com

enn du vereinfachend nur mit frontalem luftwiderstand als begrenzendem faktor rechnest funktioniert das meiner meinung nach so:

du kannst sagen wir, hausnummer, 200 watt treten und erreichst dabei, auch hausnummer, 35 km/h.

der frontale luftwiderstand ist dabei proportional zu cw-Wert*Stirnfläche*Geschwindigkeit^2.

wenn du jetzt durch aerolrs, aerolenker etc. die größe cw-Wert*Stirnfläche verringst kannst du mit den selben watt schneller fahren, eh klar. sagen wir es gelingt dir eine reduktion um 1/4 (keine ahnung ob das realistisch ist), d.h

(cw-wert*Stirnfläche)_neu/(cw-wert*Stirnfläche)_alt=3/4, dann kannst du jetzt mit deinen 200 watt die geschwindikeit

geschwindigkeit_neu=(4/3)^(1/2)*geschwindigkeit_alt~1.15*geschwindigkeit_alt treten,

d.h. du gewinnst 15%. für die fahrzeit heisst das natürlich dass du auch

15% gewinnst, aber das hatten wir ja alles schon.in wirklichkeit ist das alles natürlich viel komplizierter, weil da gibts

(a) auch noch andere faktoren als den frontalwiderstand, und

(b) ist die formel widerstand=cw-Wert*Stirnfläche*Geschwindigkeit^2 nur eine näherung.

ich glaub ein problem ist, dass vielleicht einige glauben (b) gilt nur für geschwindigkeiten 40km/h oder so.

 

lg,

gab

hbt ihr eigentlich die bahn-radweltmeisterschaften neulich gesehen?

da ist die verbindung aus theorie und praxis deutlich zu sehen gewesen.

vor allem bei der "verfolgung":

unterarme und lenkeraufsatz weisen leicht nach unten (und nicht nach oben)

auch sind die arme nicht eng beeinander, sondern relativ weit voneinander entfernt.

ad b) es ist in sofern nur eine Näherung, als das der Rollwiderstand vernachläßigt wird. Tatsache ist, dass bei geringer Geschwindigkeit der Rollwiderstand der größere Bremsfaktor ist, als die Luftwiderstand. Das ändert sich mit zunehmendem Tempo - der Rollwiderstand wir vernachlässigbar und der Luftwiderstand steigt quadratisch...

mal ne dumme Frage: Was ist der cw Wert?

cw-Wert

(Widerstandsbeiwert), Formelzeichen cw, experimentell

bestimmte, dimensionslose Kennzahl, die die aerodynam. Güte

eines Körpers kennzeichnet; Körper (z.ÿB. Kraftfahrzeuge) mit

geringerem cw-W. sind »windschlüpfiger«.

der cw_wert ist der sog. widerstandsbeiwert, der besagt wie "aerodynamisch" die form eines luftumströmten gegenstandes (=triathlet am radl) ist. tropfenförmige, stromlinienförmige objekte haben also einen niedrigen cw-wert. ganz informativ (wie immer) ist auch http://de.wikipedia.org/wiki/Luftwiderstand.

 

der cw-wert ist übrigens auch ein grund warum die formel luftwiderstand= konstante*cw-wert*Stirnfläche*Geschwindigkeit^2 nur eine näherung sein. es gibt nämlich m.w. keine formel mit der man cw-wert eines objektes nur aufgrund seiner form auszurechnen. man muss immer messern (luftwiderstand, stirnfläche, geschwindkeit,...) und kann sich d a n n den cw-wert aus obiger formel. wenn man aber ein modell hat, das das die dynamik eines luftumstömten gegenstandes wirklich erklären kann, müsste man sich den schon aus den anfangsdaten herleiten können. btw: all die formeln für den rollwiederstand stimmen ja auch nicht wirklich,

(weil du in einem physikalischen modell immer nur ganz wenige - aber halt grundlegende - effekte einbauen kannst), aber sind halt für die praxis hinreichend genaue näherungen.

Original geschrieben von TRIA-FREAK

ad b) es ist in sofern nur eine Näherung, als das der Rollwiderstand vernachläßigt wird. Tatsache ist, dass bei geringer Geschwindigkeit der Rollwiderstand der größere Bremsfaktor ist, als die Luftwiderstand. Das ändert sich mit zunehmendem Tempo - der Rollwiderstand wir vernachlässigbar und der Luftwiderstand steigt quadratisch...

 

Hab ich in ca. 10 Beiträgen bereits erwähnt.

 

Der Anteil des Rollwiderstands am Gesamtwiderstand ist ab ca. 30kmh immer sehr gering, daher sinkt von ca. 8-9 auf irgendwann 3-5 %, das macht nur wenig aus.

 

Das oa. macht auch die Diskussion über Schlauch- oder Drahtreifen noch sinnloser, als sie ohnehin schon ist. Denn dann reden wir über einen Vorteil von 1-2% von 1-2 % ...

Original geschrieben von TRIA-FREAK

einschränkend muss man allerdings erwähnen, dass andere Störfaktoren wie Seitenwind bei niedrigem Tempo stärker wirken, womit ich wieder bei meiner gestrigen Behauptung bin, dass Laufräder wie Xentis oder gar eine Scheibe, bei Geschwindigkeiten unter sag ma mal 35km/h fragliche Investitionen sind...[/url]

 

Wieso? Seitenwindanfälligkeit steigt wohl mit der Geschwindigkeit.

 

Lässt sich am Besten mit einem Mietpanda in Griechenland testen, bei 80 kein Problem, bei 120 wird man von einer Windbö fast von der Straße geweht

 

Und was ist "Xentis oder gar eine Scheibe", derzeit schlagen die Xentis jede Scheibe, oder?

 

Der einzig plauslibe Grund für die oa. Aussage ist nicht physikalisch: 2 Minuten sind bei einem potentiellen Prosieger eher die absurden 1500 EUR für einen Toplaufradsatz wert, als bei einem MOPer, der um das Geld:

 

1. einen Trainer engagieren könnte

2. seine Ernährung verbessern könnte

3. 1-2 Wochen auf TL fahren könnte

4. Zeitsparer kaufen könnte, die es ihm ermöglichen mehr zu trainieren (Putzhilfe, Stadtradl für den Weg zur Arbeit, Fitnesscenter nahe Arbeitsplatz um nach "Arbeitslauf" duschen zu können ...)

 

Trotzdem, die Legende lebt und wird mich überleben, ich geb eh schon auf/Ruh.

Hallo,

 

Seitenwindanfälligkeit FÄLLT mit steigender Geschwindigkeit, das liegt an den bewegten Kräften, natürlich drückt dich eine Böhe weiter zum Straßenrand wenn du schneller bist, aber nur weil der zurückgelegte Weg vom Aufschlagen der Böh bis zum Reagieren und Gegenlenken länger wird. Eigentlich ist es stabiler. Das kannst du einfach testen, nimm dein Laufrad und halte es an den Nabenaußenseiten fest und drehe es, versuche nun es seitlich zu bewegen (nix anderes passiert bei Böhen). das fällt dir schwerer, je schneller das Rad dreht.

Praktisch ist das genauso, wenn ich hier auf Gran Canaria (und glaubt mir, HIER ist Wind) eine Abfahrt runter rausche und es kommt seitlich Wind, mache ich mich so klein wie möglich und dann bin ich automatisch schneller, aber trotzdem kann mir der Wind weniger anhaben.

 

Xentis ist sicher NICHT besser als eine Scheibe, vielleicht in bestimmten Situationen, aber wer jemals eine Scheibe bei Wind von schräg hinten gefahren ist, der weiß was ich meine und das ist mit den Xentis nicht möglich, weil ich vom Segeleffekt rede...!

Original geschrieben von Canarybiker

Seitenwindanfälligkeit FÄLLT mit steigender Geschwindigkeit, das liegt an den bewegten Kräften, natürlich drückt dich eine Böhe weiter zum Straßenrand wenn du schneller bist, aber nur weil der zurückgelegte Weg vom Aufschlagen der Böh bis zum Reagieren und Gegenlenken länger wird. Eigentlich ist es stabiler.

 

 

Und schnell fahren auf der Autobahn ist sicherer, weil man durch das höhere Tempo kürzer im Gefahrenbereich ist

 

http://www.exploratorium.edu/cycling/fahrradfahrens/brakes2.html zum Nachlesen der Realität ...

Ob eine popularwissenschaftich angehauchte Seite wieder einmal die "Realität" darstellt, bezweifle ich. Aber Herr Jones ist sicher von einem anderem Format als I. Newton, den kennt ja heute eh keiner mehr...

 

Ein Lauftrad wird tatsächlich mit steigender Geschwindigkeit stabiler, Zentrifugalkraft nimmt zu. Seitenwindanfälligkeit nimmt dabei ab, die Angriffsfläche für den Wind wird ja nicht größer.

 

Der Artikel im Link nimmt was ich herauslese auf ein geändertes Bezugssystem durch Fahrer und Kurvenfahrten bezug. Auch nix neues oder kontroverses in der Kinematik.

Original geschrieben von adal

 

Und schnell fahren auf der Autobahn ist sicherer, weil man durch das höhere Tempo kürzer im Gefahrenbereich ist

 

Das Problem bei hohen Geschwindigkeiten auf der Autobahn liegt wohl an der geringerwerdenden Bodenhaftung. Deshalb ist ein Kleinauto bei 130km/h gefährdeter von der Straße geweht zu werden als ein schwerer Kombi. Der Verlust der Bodenhaftung ist beim Radl (zumindest bei meinem Tempo ) ein vernachläßigbares Problem.

Tatsache ist allerdings (hab ich jetzt schon auf mehreren einschlägigen Seiten gelesen), dass der Luftwiderstand bei hohem Tempo so groß wird, dass der Seitenwind zunehmend an Wirkung verliert und dementsprechend in den Formeln getrost vernachlässigt werden kann.

 

@ Scheibe vs. Xentis - bin leider noch keine Scheibe gefahren, verwende hinten und vorne Xentis Mark1 - angeblich soll es letztes Jahr (lt. Vertreter Xentis) im Tour einen Testbericht gegeben haben, wonach es aerodynamisch günstiger ist hinten und vorne Xentis zu haben - T-Mobil fährt angeblich nur deshalb hinten eine Scheibe, weil es die Sponsoren so wollen. Aber - wie gesagt - hab ich nur von "Hören/Sagen" - die besagte Ausgabe habe ich leider verschlafen... würde aber gerne den Unterschied mal ausprobieren...

 

 

http://www.martinlifka.com

canarybiker hat das schon sehr richtig beschrieben, wer es nicht glauben will kann sich ja ein kraft-weg diagramm der einfachsten sorte aufmalen und es darüber grübeln...

 

t-mobile ist letztes jahr soweit ich mich erinnern kann auch vo/hi xentis gefahren, was von manch einen hier gerügt wurde...

ist wie gesagt ein ganz einfaches Ding mit dem ich auf Gran Canaria auf fast jeder Radausfahrt zu kämpfen habe. Adal ist mit seinem theoretischem Wissen hierbei offenbar nicht ganz im Bilde. Möge Adal bei der Aerohelmgeschichte theoretisch Recht haben (die Praxis ist dann anders) ist es hierbei absolut einfach und auch logisch. Durch die größer werdenden Kräfte bei steigender Geschwindigkeit wird die Seitenwindanfälligkeit veringert, weil die ja nicht mit steigt.

wie sollte sich Natascha Badmann in Hawaii sonst auf ihrem Karbonflitzer halten können...? Wer schon mal von Hawi zurück den Berg runter gefahren ist, der weiß was ich meine.... Hoch ist schon krass, weil einen der Wind ständig Richtung Fahrbahnrand drückt, aber runter ist echt der Hass...

 

Also nochmals, wenn ich hier bei einer Abfahrt merke, das der Seitenwind gefährlich wird, fahre ich nicht etwa langsamer, sondern so schnell wie möglich. Mache mich möglichst klein um wenig Widerstand nach vorn zu erzeugen und werde dadurch schneller. Meine Seitenfläche verändert sich hierbei kaum, trotzdem wird es sicherer auf dem Velo.

Nach langem Studium von 1000 Internetseiten hab ich in 5jähriger Schweißarbeit folgende Theorien ausgearbeitet:

 

A) Treten muss man immer noch selber.

 

Nach Auflösung aller Variablen in A kann man These B ableiten:

 

B) Wer mehr trainiert ist beim Wettkampf schneller im Ziel

 

Und unter berücksichtigung von A und B kann man folgende Formeln aufstellen:

 

viel Treten + Lenken = Radfahren

aerodynamische LR + Internetseiten =/= Radfahren

zahlen, daten, fakten

 

Original geschrieben von ruffl

Nach langem Studium von 1000 Internetseiten hab ich in 5jähriger Schweißarbeit folgende Theorien ausgearbeitet:

 

A) Treten muss man immer noch selber.

 

Nach Auflösung aller Variablen in A kann man These B ableiten:

 

B) Wer mehr trainiert ist beim Wettkampf schneller im Ziel

 

Und unter berücksichtigung von A und B kann man folgende Formeln aufstellen:

 

viel Treten + Lenken = Radfahren

aerodynamische LR + Internetseiten =/= Radfahren

 

Dann frag ich mich, wie Du zu 3300 Beiträgen gekommen bist. Durch treten?

 

Klar es gibt immer "Naturtalente", die ohne Hirn schnell sind. Und es gibt Untalente oder Spätstarter, die trotz Beschäftigung langsam sind.

 

Daraus abzuleiten, dass Uninformiertheit oder Ignoranz schnell machen, halte ich für einen Trugschluss.

Original geschrieben von adal

Dann frag ich mich, wie Du zu 3300 Beiträgen gekommen bist. Durch treten?

 

Klar es gibt immer "Naturtalente", die ohne Hirn schnell sind. Und es gibt Untalente oder Spätstarter, die trotz Beschäftigung langsam sind.

 

Daraus abzuleiten, dass Uninformiertheit oder Ignoranz schnell machen, halte ich für einen Trugschluss.

 

auch naturtalente müssen treten um zu fahren

Original geschrieben von ruffl

Nach langem Studium von 1000 Internetseiten hab ich in 5jähriger Schweißarbeit folgende Theorien ausgearbeitet:

 

A) Treten muss man immer noch selber.

 

Nach Auflösung aller Variablen in A kann man These B ableiten:

 

B) Wer mehr trainiert ist beim Wettkampf schneller im Ziel

 

Und unter berücksichtigung von A und B kann man folgende Formeln aufstellen:

 

viel Treten + Lenken = Radfahren

aerodynamische LR + Internetseiten =/= Radfahren

 

... und wennst das ganze jetzt in einem buch schreibst, glaubts dir auch der adal :devil:

 

sorry, ist mir so rausgerutscht

Kann mir nochmal wer den Sinn der Rechnerei erklären?

 

Gibt euch das den Kick wenn ihr wisst das eure LR um 8,9534534% schneller sind als die vom XY?

 

Ich kann euch sagen das die 404er Zipp die besten BergLR sind und trotzdem gewinn ich nicht Alp d'Huez.

Original geschrieben von ruffl

Kann mir nochmal wer den Sinn der Rechnerei erklären?

 

Gibt euch das den Kick wenn ihr wisst das eure LR um 8,9534534% schneller sind als die vom XY?

 

Ich kann euch sagen das die 404er Zipp die besten BergLR sind und trotzdem gewinn ich nicht Alp d'Huez.

 

 

also die 404er sein sicher nit die besten....wenn dann die 303er oder so

 

aber egal...du gwinnst trotzdem nit am Alp d'Huez

Original geschrieben von wuphi

also die 404er sein sicher nit die besten....wenn dann die 303er oder so

 

aber egal...du gwinnst trotzdem nit am Alp d'Huez

 

Aber so ein Blödsinn. Meine sind die besten.

(Wenn man annimmt......selbe Bedingungen......xxx Watt......Fahrer 27,903445 Jahre alt - DANN kommst drauf)

Original geschrieben von ruffl

Aber so ein Blödsinn. Meine sind die besten.

(Wenn man annimmt......selbe Bedingungen......xxx Watt......Fahrer 27,903445 Jahre alt - DANN kommst drauf)

 

oh scheisse....sorry, des buch hab i no nit glesn