Aerodynamik erst ab 40km/h?

[cux]

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

nein du fährst ja mit 20 km/h rückenwind auch keine 60 km/h

 

[Osso]

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.

Ich mache ja grade ein paar Rollversuche (während meines "Bergtrainings", muss ja auch wieder runter) um unterschieden zwischen Reifen, Felgen und Luftdruck auf die Spur zu kommen. Ich erreiche da ca. Endgeschwindigkeiten von 55-60km. Schon einen eine (relativ enge) Jacke über demTrikot hat ein signifikant größeren Einfluss als jedes Material. Von der Haltung auf Rad mal ganz zu schweigen.
Wenn man im Wettkampf um die letzten paar % kämpft, mögen Aero-Laufräder sinnvoll sein, zumal das im Zeitfahren oser Tria ja auch ein paar Plätzen ausmachen kann. Aber im Training ?

 

[whitewater]

Der aber vernachlässigt werden kann. Immerhin steht die ruecklaufende Speiche unten ueber Grund still, waehrend die oben mit doppelter Fahrgeschwindigkeit unterwegs ist. Bei quadratischem Anstieg des Luftwiderstandes....

 

[WilliW]

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?

Die Frage ist bisher noch nicht richtig beantwortet worden, deshalb hier die Erklärung, warum das nicht so ist.

Es ist richtig, dass sich beim Luftwiderstand tatsächlich Windgeschwindigkeit und Fahrgeschwindigkeit addieren. Das ist aber nur die halbe Wahrheit, weil es beim Radfahren ja um die zu erbringende Leistung geht.

Der Luftwiderstand ist eine Kraft (F_w) und berechnet sich aus der Anströmgeschwindigkeit (v_an), der Luftdichte (rho), der Querschnittsfläche (A) und dem Luftwiderstandsbeiwert (c_w):
F_w = 1/2 * rho * A * c_w * v_an^2

Die Anströmgeschwindigkeit (v_an) ist nun die Summe aus Fahrgeschwindigkeit (v) und Windgeschwindigkeit (v_w):
F_w = 1/2 * rho * A * c_w * (v + v_w)^2

Die Leistung (P) ergibt sich generell aus Kraft (F_w) multipliziert mit der Geschwindigkeit (v), mit der ich diese Kraft "bewege":
P = v * F_w = 1/2 * rho * A * c_w * [ v * (v + v_w)^2 ]
Der in der eckigen Klammer hervorgehobene Term unterscheidet sich also deutlich von dem, was Du in Deiner Frage formuliert hast. Deiner Frage nach würde dort nämlich [(v+v_w)^3] stehen. An der Gleichung kann man sehen, dass die Leistung proportional zur dritten Potenz der Fahrgeschwindigkeit (v) steigt, wohingegen die Windgeschwindigkeit (v_w) "nur" mit der zweiten Potenz eingeht. Ebenso kann man sehen, dass die Leistung beim Losfahren von v=0 von Null ausgehend ansteigt und man mit einer gegebenen Leistung zu jeder Windgeschwindigkeit noch eine zwar geringe aber mögliche Fahrgeschwindigkeit findet. Wäre es so, dass sich die Geschwindigkeiten, wie von Dir (nicht ernst gemeint, sonst hättest Du ja nicht gefragt) in der Frage formuliert, addieren, könnte man ja bei 50km/h Windgeschwindigkeit gar nicht erst losfahren, wenn man nicht in der Lage ist, 50km/h bei Windstille zu fahren (wer kann das schon?).

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.

Dir ist klar, dass Du mit der Formulierung diejenigen, die Deine Frage fundiert beantworten können, schon ein wenig in der Nerd-Ecke stellst? Die grundlegenden Zusammenhänge beim Radfahren sind nun mal nichts - aber auch gar nichts! - anderes als Physik. Da ist nur ganz wenig Platz für "glauben", "meinen" oder fühlen.

 

[DocEmmetBrown]

Hallo hier Doc,

der Luftwiederstand ist beim Rennradfahren deutlich zu spüren. Das weis jeder der öfter auf dem Bock sitzt. Gegenwind sofern er denn gleichmäßig ist geht ja noch, aber den gibt es nicht. Gegenwind ist nahezu immer ungleichmäßig. Das empfinde ich als äusserst unangenehm. Berge fahren ist besser. Zu der Erfahrung, daß die Aerodynamik beim Rennrad fahren eine bedeutende Rolle spielt habe ich bemerkt als ich einen Deda Syanpsy Lenker montiert hatte, der vor dem Vorbau noch so eine art Dreieck hat um sich festzuhalten. In dieser Position liegen die Ellenbogen weiter vorne und vor dem Oberkörper, die Haltung ist gestreckter, etwa wie bei Zeitfahrrädern. Beim wechsel in diese Griffposition merkte man deutlich eine Entlastung. Das treten ging leichter. Habe den Lenker dann allerdings wieder gewechselt, da er am Unterlenker sehr weich war und ein schwammiges Fahrgefühl vermittelt.

Das bedeutet konsquent, wer ständig am Unterlenker fahren kann, (wenig Bierbauch) ist schneller oder spart Kräfte. Je weiter man fährt desto mehr kommt einem eine aerodynamische Haltung und Ausrüstung zu gute.

Wer natürlich mit einem Tempo von 20km fährt, der braucht sich um solche Dinge keine Gedanken machen.

Was mal von Nöten wäre. BESSERES WETTER

Doc

 

[406heijn]

Luftwiderstand wird überbewertet.
Gegenwind muss man einfach ignorieren.

(mit Hasskappe auf den Wind wird das sonst nix mit gesunder Betätigung)

 

[Sorgenbrecher]

(...) 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!).

Werter Pfefferbicyclist,

bei aller Liebe (und abseits vom Thema): Bräuchte man zum Verständnis der genannten Seiten ein halbes Ingenieurstudium, würde ich keine Brücke mehr betreten, mich in kein Auto mehr setzen und keinen Toaster mehr einschalten. Das ist etwas Trigonometrie (die ersten zwei Seiten) bzw. etwas Analysis (Seite drei), also Untertertia- bzw. Unterprimawissen.

Nichts für ungut, ich will Dir damit nicht auf die Füße treten, aber nicht jede Aussage, in der eine Gleichung vorkommt, ist per se unzugänglich. Vielleicht für die, welche auf dem Taschenrechner die Dreisatz-Taste suchen. Aber auch die stellen mittlerweile wohl schon eine Elite da.

Schönen Gruß

Hans

 

[_McAnd4B]

Bin gestern noch bei viel Wind mit 50mm Profilfelgen gefahren. Die meiste Zeit hatte ich Seitenwind. Böen sind dann natürlich unangenehm, da man ordentlich auf die Lenkung achten muss. Ansonsten hat es echt Spass gemacht - gerade beim Seitenwind hatte ich das Gefühl, schnell vorwärts zu kommen. Helfen die Aero-Räder dabei evtl - ähnlich wie beim Segeln oder ist das Mumpitz?

 

[GerdO]

Nein. Es kommt darauf an wie der Wind zum Objekt steht, dann kann alles wie ein Segel wirken. Auch eine Brett.

Bei Hochprofilfelgen ist der Effekt auch spürbar.

 

[BW-72]

Muß man dann bei Gegenwind kreuzen?

 

[WilliW]

Ich denke diesen Satz kann man unter viele der hier aufgeführten Posts schreiben. Da ist WilliWs post schon fast wieder zu allgemein, nichts für ungut aber ich sehe hier immer die Gleichen Antworten.

Mal eine Kleine Zusammenfassung:[...]

Geht das nur mir so, dass sich mir der Sinn Deines seitenlangen Zitierens nicht erschließt? Du weißt, was der Unterschied zwischen einer Zusammenfassung und einem (vollständigem) Zitat ist?

 

[SprintLooser]

[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.
Anhang anzeigen 84788
[KlugscheizzerModus AUS:]

Hmm im Umkehrschluss bedeutet das also, dass die 40km/h bei Windstille anstrengender sind, als die 20km/h bei 20 km/h Gegenwind? Wenn auch kaum spürbar, denn was ist schon in Bodennähe? Das Pedal und die Kurbel eventuell?

 

[SprintLooser]

Nein. Es kommt darauf an wie der Wind zum Objekt steht, dann kann alles wie ein Segel wirken. Auch eine Brett.

Bei Hochprofilfelgen ist der Effekt auch spürbar.

Das Problem, was ich dabei sehe, ist, (Gott, so viele Kommata ) dass die Fläche vom LRS in Bewegung ist und ein Brett oder Segel ist es nicht. Von daher kann ich mir kaum vorstellen, dass das irgendeinen Segeleffekt erzeugt. Mag sein, dass sich der Wind in kleinen Vertiefungen des Profils einfängt und damit etwas mehr antreibt, aber das ist ja nun wirklich lächerlich gering. Zumal auf der rückläufigen Seite ja das ganze in die Gegenrichtung wirkt.

Das würde ja bedeuten, ich setze nen LRS in einen Windkanal und nur durch den Wind (ob Seite oder Rücken sei mal egal) wird der in Rotation versetzt (Angriff auf die gesamte Fläche setze ich jetzt hier mal voraus). Das kann und will ich aber nicht so recht glauben...

 

[GerdO]

Die Räder Fangen beim besten Willen dabei nicht an zu Rotieren, du musst sie in diesem Falle eher als Segel verstehen.

Der Effekt führt auch nicht dazu, daß man urplötzlich von 25 km/h auf 60km/h beschleunigt, sondern man spürt daß es auf einmal ein kleines bisschen leichter geht.

 

[GianniM]

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

20km/h Wind ist Windstärke 4 und hier im Norden der Normalzustand. Bei 20 km/h Gegenwind fahre ich problemlos eine Geschwindigkeit von 30km/h.
Allerdings habe ich Probleme bei Windstille eine Geschwindigkeit von 50km/h zu erreichen.
Das ist alsö mit Sicherheit nicht Dasselbe.

 

[SprintLooser]

Die Übersetzung!

Die gleiche Frage hatte ich auch schon im Urlaub. Warum kann man bei windstille keine 50 erreichen, wenn man bei 20 oder gar 30 km/h Böen die 30 halten kann.

Die Übersetzung macht dir da noch einen Strich durch die Rechnung. Wird einfach zu krass.

Ich kam mir nur zu blöd vor, das hier zu stellen. So jetzt habe ich mich geoutet.

Edit: Das mit dem Segel leuchtet mir an sich schon ein, aber das sehe ich eben nur bei starren Objekten, wie dem Fahrer oder dem Rahmen. Aber doch bitte nicht bei einem sich drehenden Profil??? Das Problem ist doch, dass es da eine Seite gibt, die vom Wind angetrieben wird (ich sage jetzt einfach mal oben dazu). Also die, die in Laufrichtung nach vorn geht und die, die dieser entgegen läuft. Eine wird angetrieben, die andere bremst. Damit hebt sich das doch auf. Und das Profil wirkt nur als Segel in dem Sinne, dass es das Rad zur Seite drückt (wenn der Wind leicht schräg oder glatt von einer Seite kommt).

 

[Osso]

Bei 20 km/h Gegenwind fahre ich problemlos eine Geschwindigkeit von 30km/h.

Mir kommt es subjektiv auch so vor aber:
sas Ding ist das es zwar hier oft 20km Wind gibt. Aber er auch dann kommt er selten wirklich exakt und konstant von vorne, Und schon ein paar Grad von der Seite machen enorm was aus. Ich merke das immer auch dem Elbdeich der je nach Kurve von NW auf W und zurück wechselt. Nach jeder kleinen Richtungsänderung wird es bedeutet leichter oder schwerer,
Und es gitbt auch Tage mit Wind da bin ich froh wenn ich über 20km bleibe

Das ist alsö mit Sicherheit nicht Dasselbe.

Fast, aber nicht ganz. Der Rollweiderstand ist ja vom Wind unabhängig

 

[Dedacciai]

Dir ist klar, dass Du mit der Formulierung diejenigen, die Deine Frage fundiert beantworten können, schon ein wenig in der Nerd-Ecke stellst? Die grundlegenden Zusammenhänge beim Radfahren sind nun mal nichts - aber auch gar nichts! - anderes als Physik. Da ist nur ganz wenig Platz für "glauben", "meinen" oder fühlen.

Nein, das war NIE meine Absicht! Mir ist nur aufgefallen, dass es bei manch einfacher Frage oft zu sehr komplexen Diskussionen kommt, die mich nicht so sehr interessieren und mir auch zu viel des Guten sind(ich sie oft auch nicht mehr verstehe). Dieses Phänomen wollte ich mir einfach mal zunutze machen um meine Frage, die mich wirklich intererssiert, mal beantwortet zu bekommen.

Ich bin einfach so oft über diese Aussage mit den 40km/h gestolpert, dass ich mich immer wieder gefragt habe, warum der Gegenwind dort quasi nie berücksichtigt wird.

Die Antworten sind schon sehr gut finde ich. Und wenn ich sie richtig verstanden habe(ich gebe zu, alle habe ich nicht verstanden ) stimmt meine Annahme, dass die Aussage mit den 40km/h so plump nicht stimmen kann. Ist aber schon sehr interessant, wie der Gegenwind wirklich wirkt, also nicht so simpel zu addieren...

(Außerdem habe ich gemerkt, dass es doch richtig war, nach meinem technischen Schulabschluss doch einen sozialen Beruf zu ergreifen. )

Danke an alle, die geantwortet haben!

 

[calforce]

Der in der eckigen Klammer hervorgehobene Term unterscheidet sich also deutlich von dem, was Du in Deiner Frage formuliert hast. Deiner Frage nach würde dort nämlich [(v+v_w)^3] stehen. An der Gleichung kann man sehen, dass die Leistung proportional zur dritten Potenz der Fahrgeschwindigkeit (v) steigt, wohingegen die Windgeschwindigkeit (v_w) "nur" mit der zweiten Potenz eingeht. Ebenso kann man sehen, dass die Leistung beim Losfahren von v=0 von Null ausgehend ansteigt und man mit einer gegebenen Leistung zu jeder Windgeschwindigkeit noch eine zwar geringe aber mögliche Fahrgeschwindigkeit findet. Wäre es so, dass sich die Geschwindigkeiten, wie von Dir (nicht ernst gemeint, sonst hättest Du ja nicht gefragt) in der Frage formuliert, addieren, könnte man ja bei 50km/h Windgeschwindigkeit gar nicht erst losfahren, wenn man nicht in der Lage ist, 50km/h bei Windstille zu fahren (wer kann das schon?).

Dass es so ist, sehe ich. Kreuzotter sagt 163 W, um 10 km/h zu fahren, wenn 50 km/h Gegenwind ist, aber 1003 W, um 60 zu fahren. Gibt es auch eine einfache Erklärung, warum der Gegenwind weniger bremsende Wirkung hat als der "Fahrtwind"? Liegt das nur an dem von whitewater beschriebenen Umstand, dass der Wind in Bodennähe abnimmt? Anderes Szenario weiter oben: Kleinflugzeug, das sagen wir mal 100 km/h braucht, um die Höhe zu halten, erreicht durch Motorkraft. Nun gibt's stattdessen nen konstanten Gegenwind von 100 km/h und der der Motor ist aus. Übertragen auf das o.g. müsste das Flugzeug jetzt sinken, oder sehe ich das falsch? Wenn ja: warum?

Edit: hat sich eigentlich erledigt, siehe mein nächster Post.

 

[usr]

Sinnvoll wäre also fürs Ego ein Staurohr am Garmin

Genau das wünsche ich mir schon länger... Wenn man mit Komponenten für wenige Cent Einkaufspreis (mehr kann das bei aktuellen Tachopreisen nicht sein) die barometrische Höhe messen kann, dann sollte das doch eigentlich auch gehen? Wäre mal ein hübsches Arduino-Projekt