EO

Fors sneller fietsen door rechter te zitten

08 april 2019 om 09:08 uur

Als de voortse fietser een beetje rechtop zit, schermt hij de achterste af voor de wind, waardoor de totale weerstand omlaag gaat. Foto: Bart van Overbeeke

Tandem-fietsers kunnen 8,1 seconden per 10 kilometer sneller fietsen als de voorste fietser een beetje rechtop zit. Dat blijkt uit onderzoek naar de aerodynamische weerstand van tandem-wielrenners en hand-bikers van Paul Mannion (TU/e en NUI Galway). Hand-bikers kunnen 1,6 seconden per kilometer winnen door de juiste wielkeuze. Dat kan het verschil maken tussen zilver en goud.


Viervoudig wereldkampioen en huidig kampioen para-cyling Eoghan Clifford initieerde de onderzoeksvraag bij windspecialist en fietsfanaat Bert Blocken (TU/e en KU Leuven). Blocken: "Para-cyclers zijn nog niet eerder uitgebreid wetenschappelijk onderzocht met windtunneltesten en computersimulaties. Omdat de renners snelheden van meer dan 54 kilometer per uur behalen, is de luchtweerstand een prestatiebepalende factor. Er valt dus veel voordeel te behalen met aerodynamisch onderzoek."


Vooral bij de tandemfietsers waren er onverwachte resultaten. Hierbij zit een ziende renner, de piloot, voorop, terwijl de achterste renner, de stoker, een visuele beperking heeft. "Bij wedstrijden zou je denken dat de atleten het beste zo laag mogelijk over de fiets gebogen zitten voor de minste weerstand. Maar ons onderzoek toont aan dat het aerodynamisch beter is als de piloot iets meer rechtop zit. Hij schermt in dat geval namelijk de stoker af, waardoor de totale weerstand afneemt," legt Mannion uit.

mart Ierse topatleten Martin Gordon en Eamonn Byrne in de windtunnel. Tijdens de World Cup Londen 2018 behaalden zij zilver op de tandem-sprint. Foto: Bart van Overbeeke


Op basis van 23 onderzochte combinaties van wedstrijdhoudingen, bleek de optimale romphoek - de hoek tussen de horizontale fietsstang en de romp van stuitje tot hoofd - 25 graden voor de piloot en 20 graden voor de stoker te zijn. Blocken: "Dit levert de renner een 6,5 seconden snellere tijd op over een afstand van 10 kilometer, in vergelijking met de houding waarbij beide atleten zo laag mogelijk over het stuur buigen."


Bij tijdritten blijkt zelfs nog meer voordeel te behalen voor de atleten. In de praktijk houden de meeste tandem-renners de zogenoemde time-trial houding aan, terwijl de onderzoekers laten zien dat de frame-clench houding - waarbij de stoker de zadelpen van de piloot vastgrijpt - sneller is. "Vergeleken met de standaardhouding is er een tijdswinst te behalen van maar liefst 8,1 seconden over een afstand van 10 kilometer," zegt Blocken.

 

1,6 seconden tijdswinst per kilometer voor hand-bikers

Naast tandem-wielrenners, hebben de onderzoekers ook hand-bikers in de windtunnel en met computersimulaties getest. Wielselectie bleek hier de grootste invloed te hebben op de aerodynamische weerstand, vooral bij zijwind. Para-handfietsen hebben drie wielen, een voor en twee achter. Mannion: "Renners hebben de neiging om te kiezen voor drie dichte wielen, maar wij hebben voor de categorieën H1-H4 aangetoond dat dit de weerstand op de atleet verhoogt." De beste wielkeuze blijkt een dicht wiel aan de voorkant en twee spaakwielen aan de achterkant van de fiets. Bij zijwind is dat effect het grootste, maar ook bij wind uit andere hoeken blijkt deze keuze de minste weerstand te bieden. Blocken: "Bij 10 graden zijwind is een voordeel tot 1,6 seconden te behalen per km."

het Nederlandse topatleet Jetze Plat in de windtunnel. In Rio behaalde hij gouden en bronzen medailles, en in maart wist hij het werelduurrecord te vestigen. Foto: Bart van Overbeeke


Hand-bikers kunnen nog meer aerodynamisch voordeel behalen bij heuvelafdalingen, waarbij de renners niet trappen en snelheden tot 60 kilometer per uur kunnen halen. De positie van de armen blijkt hier de gouden greep. Mannion zag dat de meeste renners hun armen tegen het lichaam drukten tijdens de afdaling - de zogenoemde 6-uur positie - omdat ze denken dat dit de aerodynamische weerstand het meest vermindert. Maar de windtunnel en computersimulaties toonden dat een positie met gestrekte armen - de 9-uur houding - veruit de voorkeur verdient. Mannion: "Deze optimale houding leidt tot 4.3% minder luchtweerstand in vergelijking met de 6-uur positie."

 

Het onderzoek onder leiding van de TU/e en National University of Ireland Galway was een samenwerking met de KU Leuven en softwarebedrijf Ansys. Het experiment vond onder meer plaats in de windtunnels van de TU/e en de Universiteit van Luik, en werd geleid door civieltechnisch ingenieurs Blocken en onderzoeker Eoghan Clifford van NUI Galway.

 

Gerelateerd nieuws

Flying V moet luchtvaart verduurzamen

V-vormig vliegtuig moet luchtvaart verduurzamen

KLM gaat bijdragen aan het TU Delft onderzoek van een innovatief vliegtuigconcept, de zogenaamde Flying V. Deze nieuwe benadering van het vliegtuigontwerp geeft een doorkijk naar het mogelijke toekomstige vliegen over…

Delftenaren bouwen kleinste autonome race-drone ter wereld  (video)

Delftenaren bouwen kleinste autonome race-drone ter wereld (video)

Wetenschappers van de TU Delft hebben de kleinste autonome race-drone ter wereld gemaakt. Hij heeft een diameter van 10 cm en weegt 72 gram. De grootste uitdaging zat in het gebruik van slechts één kleine camera en in…

Nieuw Topsectoren- en Innovatiebeleid

Nieuw Topsectoren- en Innovatiebeleid

Het kabinet heeft 25 missies vastgesteld om de Nederlandse economie te versterken binnen de maatschappelijke thema’s energietransitie & duurzaamheid; landbouw, water & voedsel; gezondheid & zorg en…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Groot bereik - wereldwijde toepassing - veilige gegevensoverdracht

Schmersal lanceert nieuw veiligheidslichtscherm met Bluetooth-interface Voor het eerst lanceert de Schmersal-groep een...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

19 juni 2019, Vianen

Instrumentatie & Analyse event

Het Instrumentatie & Analyse event gaat over de nieuwste ontwikkelingen en uitdagende...

19 juni 2019, Den Bosch

Power Electronics 2019

Het doel van dit seminar is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te tonen op het gebied...

Meer agendapunten »