Aerodynamik erst ab 40km/h?

[Dedacciai]

Hallöchen alle zusammen.

Ich finde es manchmal sehr interessant und ammüsant wie manch ein Thema hier theoretisch total auseinander genommen wird und mit Formeln und Berechnungen versucht wird die Argument zu belegen.

Nun aber zu meiner Frage:

Sehr oft liest man, dass aerodynamische LRS oder andere aerodynamische Komponenten erst was bringen, wenn man mindestens 40km/h fährt.
Das dem so ist will ich gar nicht bezweifeln, aber WARUM das so ist weiß ich nicht.

Und wenn dem so ist, was ist, wenn ich nur 30km/h fahre, aber Gegenwind mit 20km/h habe? Bringt das Aero-Material dann trotzdem nichts? Wenn ja, warum nicht?

(Geht mir nur ums Verstehen und Theorie, denn ich fahre kein Aero-Material und habe es auch nicht vor.)

 

[cux]

bei einem windkanaltest steht das objekt ja da ist es schon richtig den gegenwind mit zu berechnen

 

[AlexExtreme]

Aerodynamik erst ab 40km/h?

Die Aussage/Frage kann so nicht richtig stimmen. Wahr ist, dass der Luftwiderstand mit zunehmender Geschwindigkeit immer größer wird. Wenn bei Tempo ~12km/h der Luftwiderstand noch relativ gering ist (etwa identisch mit dem Rollwiderstand) , und damit auch Maßnahmen zur Verbesserung der Aerodynamik eher geringen Einfluss haben, gewinnt dieser Aspekt mit ansteigender Geschwindigkeit und damit verbundenen steigenden Luftwiderstand immer mehr an Bedeutung.

 

[andreas s]

Wahr ist, dass der Luftwiderstand mit zunehmender Geschwindigkeit immer größer wird. .

Linear wäre ja relativ harmlos, tatsächlich wächst der Luftwiderstand aber quadratisch mit der Geschwindigkeit.

 

[AlexExtreme]

Den Effekt kann man übrigens auch bei Kreuzotter simulieren. Bei konstanter Leistung (z.B. 20W) macht es ~ 1 km/h Unterschied, ob ich Ober oder Unterlenker fahre (wenn man die Voreinstellungen des Rechners so belässt). Bei 200W macht es bereits einen Unterschied von ~3.6W aus. Bei 330W beträgt die Differenz dann 4.3W und so weiter.

 

[AlexExtreme]

Linear wäre ja relativ harmlos, tatsächlich wächst der Luftwiderstand aber quadratisch mit der Geschwindigkeit.

So wollte ich das eigentlich auch verstanden wissen.

(Quelle: http://lustaufzukunft.de/pivit/aero/formel.html)

 

[calforce]

Fakt ist, dass ein Aerolaufradsatz auch ein Gewicht hat und auch die schmalsten Reifen einen Rollwiderstand.
Die Geschwindigkeit bei solchen Untersuchungen wird in KiA´s gemessen (nicht die Automake, sonden Knots in Airspeed - Luftgeschwindigkeit) das heißt du musst den Gegenwind mit berechnen.
Ab 21.6 KiA (40km/h) so sagt man zumindest lohnen sich Aerolaufräder, da dort die Verwirbelungen an allen nicht horizontalen Querschnitten anfangen "spürbar" Kraft zu kosten, zumindest im Verhältnis zum Gewicht. Bei Neueren Rennrädern würde ich die Grenze etwas weiter nach unten legen, da sie einfach leichter sind(<8Kg/16,2 KiA). Vorher obliegt es eher deinem Körper wie sich die KiA´s auswirken.

P.s. Apostrophen sind nur zur eindeutigen Trennung, nicht dass jeman denkt Knots in Airspeed

Gruß,
Pracer

KIAS. Knots indicated airspeed.

 

[Dedacciai]

Wenn ich das richtig verstehe, dann geht es um den reinen Luftwiderstand. Je größer der ist, desto mehr bringen Aero-Komponenten, also sagen wir mal Aero-Laufräder. Und ab ca. 40km/h ist dieser Luftwiderstand groß genug, dass Aero-LR Sinn machen bzw. ihre Lesitung anfangen zu entfalten.

Und ist der Luftwiderstand bei starkem Gegenwind höher als bei Weindstille? Denke doch, oder?

 

[AlexExtreme]

Und ist der Luftwiderstand bei starkem Gegenwind höher als bei Weindstille? Denke doch, oder?

Sach mal, du fährst schon manchmal Fahrrad ?

 

[Dedacciai]

Sach mal, du fährst schon manchmal Fahrrad ?

Klar fahre ich. Aber mich wundert bzw. irritiert einfach diese Aussage mit den 40km/h. Die wird auch hier im Forum so oft getroffen, wenn sich jemand Aero-LR kaufen will. Und das finde ich einfach komisch. Denn gerade hier weiter im Norden hat man permanent Wind und deshalb auch oft Gegenwind über 20km/h und wenn man dann 30km/h und mehr fährt, was auch für Hobby-Fahrer möglich ist, dann machen Aero-Laufräder doch schon Sinn, oder?

 

[AlexExtreme]

Klar fahre ich. Aber mich wundert bzw. irritiert einfach diese Aussage mit den 40km/h. Die wird auch hier im Forum so oft getroffen, wenn sich jemand Aero-LR kaufen will. Und das finde ich einfach komisch. Denn gerade hier weiter im Norden hat man permanent Wind und deshalb auch oft Gegenwind über 20km/h und wenn man dann 30km/h und mehr fährt, was auch für Hobby-Fahrer möglich ist, dann machen Aero-Laufräder doch schon Sinn, oder?

Gegenwind "simuliert" quasi einen höheren Luftwiderstand. Will sagen: Wer in Gegenden mit viel Gegenwind fährt, der profitiert auch mehr von der Verbesserung der Aerodynamik. Nur kommt der Wind nicht immer nur von vorne, sondern auch mal von der Seite. Dann machen Hochprofilfelgen nicht mehr so viel Spaß und bieten dem Wind ggf. sogar mehr Angriffsfläche und du wirst ausgebremst.

 

[calforce]

Klar fahre ich. Aber mich wundert bzw. irritiert einfach diese Aussage mit den 40km/h. Die wird auch hier im Forum so oft getroffen, wenn sich jemand Aero-LR kaufen will. Und das finde ich einfach komisch. Denn gerade hier weiter im Norden hat man permanent Wind und deshalb auch oft Gegenwind über 20km/h und wenn man dann 30km/h und mehr fährt, was auch für Hobby-Fahrer möglich ist, dann machen Aero-Laufräder doch schon Sinn, oder?

Wenn Du 20 km/h Gegenwind hast, fährst Du keine 30 mehr, weil Du dann nämlich dauernd 50 fahren würdest. Das ist der von Pracer angesprochene Unterschied zwischen Geschwindigkeit über Grund und dem, was man in der Luftfahrt als unkorrigierte Eigengeschwindigkeit bezeichnet. Bei Bodenfahrzeugen gibt's immer ne Art Sensor, der die wahre Geschwindigkeit anzeigt, deswegen unterliegen die aber den selben Windeinflüssen. Sinnvoll wäre also fürs Ego ein Staurohr am Garmin

 

[cux]

Denn gerade hier weiter im Norden hat man permanent Wind und deshalb auch oft Gegenwind

aber auch oft seitlichen wind daher nicht zu hohe felgen wählen

 

[Dedacciai]

aber auch oft seitlichen wind daher nicht zu hohe felgen wählen

Kommt drauf an wo man wohnt. Als ich direkt an der Nordsee gewohnt habe, bin ich fast immer richtung Westen und die gleiche Strecke zurück gefahren. Da hatte ich entweder auf dem Hin oder dem Rückweg Gegenwind. Seitenwind gabs nicht. Aber gebe zu, das ist eine Ausnahmesituation.

Ist es denn wirklich so, dass sich das mit dem Gegenwind einfach addieren lässt? Also wenn ich 20km/h fahre und habe Gegenwind mit 20km/h, dass ich dann 40km/h ohne Wind fahren würde? Kann ja eigentlich nicht so pauschal nicht sein, denn gerade da ist ja die Frage, wie aerodynamisch bin ich. Wie wird eigentlich die Windgeschwindigkeit gemessen?

(nochmal nebenbei, ich will mir keinen Aero-LRS kaufen, mich interessiert mehr die Theorie)

 

[mr_tabletop]

In der letzten "Tour" war ein Aero-LR-Test. Demnach sind die Aero-Vorteile auch bei < 40 km/h vorhanden, nur eben anteilig geringer.

 

[406heijn]

Die 40 kmh kommen historisch von den RR Bravos, wo diese Wahnsinnsunterschiede von 12 Watt zwischen besten und schlechtestem LRS genüsslich zelebriert werden. Ja für jeden, der damit sein GEld verdienen muss ist das wichtig. Für jeden, der was im Leben nachzuholen hat auch.

Mittlerweile schwenken die Berichte aber in die Richtung, auch bei geringeren Geschwindigkeiten bringen Aero LRS und Aero Rahmen eine deutliche Performance Steigerung. Wenn Du langsamer unterwegs bist, hast Du auch länger was von dem Aerovorteil und bist also früher da als ohne.

 

[Gelöschtes Mitglied 37900]

Richtig ist, daß der Windwiderstand im Quadrat zur Geschwindigkeit steigt.
Allerdings steigt die aufzubringende Leistung mit der 3. Potenz.
Also: doppelte Geschwindigkeit = vierfacher Windwiderstand = achtfache Leistung.
Ein geringes Gewicht des Rades wird viel zu sehr überbewertet; sinnvoller ist es wirklich, die Aerodynamik zu verbessern.
Da der Fahrer selbst aber den mit Abstand größten Anteil an der Widerstandsfläche hat, darf jeder für sich selbst entscheiden, ob sündhaft teure Aero-Laufräder für ihn Sinn machen. Zumal das Hinterrad noch weit weniger Anteil hat als das Vorderrad.
Breitlatschen fressen den Aero-Vorteil auch wieder auf.
Eine aerodynamische Katastrophe stellt der Helm dar mit seiner zerklüfteten Oberfläche.

Wer darauf achtet, daß er nicht breitbeinig wie John Wayne auf dem Rad sitzt, eng anliegende Kleidung trägt, den Lenker nicht mit gegen den Wind gerichteten Geräten aufrüstet (Zähler/Navi/Smartphone etc. nicht schräg anstellt) und den Lenker eher etwas tiefer stellt, erreicht weit mehr, als für irrsinnig viel Geld Aero-Laufräder zu kaufen, deren Alltagstauglichkeit und Langlebigkeit durchaus zweifelhaft sein dürften.

Wer sich eingehender damit beschäftigen möchte, dem sei das Buch:
Peter Appeltauer: das Kleingedruckte beim Radfahren
empfohlen.

 

[prince67]

Also wenn ich 20km/h fahre und habe Gegenwind mit 20km/h, dass ich dann 40km/h ohne Wind fahren würde?

[KlugscheizzerModus AN:]
Rollwiderstand und andere Widerstände bleiben aber wie bei Tempo 20
Auch ist der effektive Gegenwind nicht identisch.
Wenn du 40km/h fährst, hast du über die gesamte Höhe 40km/h effektiven Gegenwind
Wenn du 20km/h fahrst und 20km/h Gegenwind hast, ist der effektive Gegenwind in Bodennähe geringer.

[KlugscheizzerModus AUS:]

 

[pepperbiker]

@ Dedacciai:
Wenn du dich für das Thema Aerodynamik und Fahrradphysik interessierst, empfehle ich dir die Studie dieser Seite(n). Dort wird ziemlich genau und physikalisch genau beschrieben, wie der Luftwiderstand der Laufräder entsteht. Erfordert allerdings ein halbes Ingenieurstudium (im Ernst!).

Ums kurz zu machen: Du hast bei 20 km/h Gegenwind und 30 km/h laut Tacho nicht die Aerodynamik wie bei Tempo 50. Die notwendige Gesamtleistung setzt ja immer noch aus dem Rollwiderstand (der von Tempo 30), der Luftwiderstand des Rahmens und Fahrers (der von Tempo 50) sowie der Luftwiderstand deiner Laufräder (bei Tempo 50). Deinen Luftwiderstand kannst du mit Unterlenkerhaltung noch massiv senken, den deiner Laufräder in Fahrt eher weniger. Der Hauptwiderstand der Laufräder generieren die Speichen, welche jedes Mal wenn sie sich nach vorn bewegen gegen den Wind ankämpfen. Je weiter die Speiche vom Drehpunkt entfernt (je länger die Speiche und flacher die Felge), desto größer ist der Gesamtwiderstand der Speiche. Details der Berechnung bitte obiger Seite entnehmen. Da Messerspeichen einen geringeren Querschnitt haben, sind diese logischerweise noch einmal besser.

Summa summarum: Aero bringt bei Gegenwind schon etwas, wenngleich nicht die Vorteile wie bei echtem Tempo 50.

EDIT: Was ich natürlich vergessen habe: Impulsverluste durch die Rotation der Räder...

 

[Mifri]

Vielleicht sollte mal geklärt werden, welche aerodynamischen Effekte am Rad überhaupt gefordert werden, denn Aerodynamik ist auch immer eine Kompromisslösung.

In der Luftfahrt geht es in erster Linie um Auftrieb, Vortrieb und Reduzierung des Gesamtwiderstand, also um Effizienz, wobei hier alle Punkte wichtig sind, denn jede Einzelne unterliegt den aerodynamischen Gesetzen.

Nehmen wir nun das normale Auto. Dort geht es natürlich auch um Effizienz. Hier wird versucht, den Gesamtwiderstand durch aerodynamische Formgebung zu reduzieren. Auftrieb wird nicht benötigt, eher Abtrieb und zwar im sportlichen Bereich. Der Vortrieb unterliegt nicht wirklich aerodynamischen Gesetzen, wenn man mal die Gemischströmungsverhältnisse zum, bzw. im Motor nicht betrachtet. Ergo, wird versucht durch Aerodynamik den Gesamtwiderstand zu reduzieren.

Nun zum Rad, oder den Anbauteilen.
Hier gilt es auch, den Gesamtwiderstand zu reduzieren nicht mehr und nicht weniger. Wie setzt sich nun dieser Gesamtwiderstand zusammen? Stirnwiderstand, induzierter Widerstand und Interferenzwiderstand. Also die gleichen wie bei einem Flugzeug.

Stirnwiederstand= Widerstansfläche von vorne gesehen, also noch verständlich.

Interferenzwiderstand= Widerstand, der im Bereich verschiedener Anbauteile durch Verwirbelungen entsteht, wo kein aerodynamischer Übergang besteht z.B. Vorbau/Lenker

Induzierter Widestand= durch Druckunterschiede erzeugte Verwirbelungen hinter allen Objekten z.B. Sitzrohr.

So, nun gilt es also diese drei Widerstände zu reduzieren. Die Stirnfläche ist natürlich immer irgendwie vorhanden. Den Interferenzwiderstand kann man reduzieren indem fließende Übergänge bei den Anbauteilen, bzw. beim Rahmen realisiert werden. Den induzierten widerstand reduziert man durch sanfte Ausläufe, bzw. der sogenannten Tropfenform.

Letzteres sind im Grunde flächige Rahmen und hochprofil LRS bis zur Scheibe. Alle Maßnahmen reduzieren den Gesamtwiderstand und zwar bei allen Geschwindigkeiten. Ob allerdings bei niedrigen Geschwindigkeiten noch messbare Ergebnisse vorliegen bleibt noch offen und ob die Reduzierung des induzierten Widerstand und des Interferenzwiderstand den quadratisch zunehmenden Strinwiderstand ausgleicht bleibt ebenfalls offen.

Ergo gelten aerodynamische Widerstandsreduzierungen nur in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen.

Jetzt könnte man noch über den Rennradfahrer selbst reden. Beispiel: Trikot leicht zu groß und flattert etwas.