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

Hoe kun je innovaties maatschappelijk inbedden?

Hoe kun je innovaties maatschappelijk inbedden?

In het afgelopen jaar heeft het kabinet een verandering in gang gezet door het innovatiebeleid te richten op grote maatschappelijke uitdagingen op 4 gebieden: energietransitie en duurzaamheid; landbouw, water en voedsel;…

 Katalysator zuivert koude uitlaatgassen en vergt minder platina

Katalysator zuivert koude uitlaatgassen en vergt minder platina

De uitlaatgassen van moderne auto’s zijn vooral rond de koude start nog vervuild. Met een warme motor werkt de katalysator uitstekend, maar vlak na de start zijn de gassen nog te koud om de katalysator te activeren,…

Zelfherstellend composiet voor windturbines en vliegtuigvleugels

Zelfherstellend composiet voor windturbines en vliegtuigvleugels

Onderzoekers van het laboratorium voor verwerking van geavanceerde composieten van de Zwitserse EPFL Universiteit hebben een materiaal ontwikkeld dat heel gemakkelijk zichzelf kan herstellen na beschadiging. Dit…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
MGBS de slanke versie binnen de MGB serie

Ter aanvulling op de MGB serie heeft EUCHNER de MGBS uitgebracht, die uitkomst biedt op plaatsen met weinig ruimte en op...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

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

Perfection in Automation

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

18 april 2019, Eindhoven

3i-Event 2019

Op 18 april organiseert TW voor de tweede maal het 3i-Event over Ideas, Intellectual property &...

23 april 2019, Vianen

Masterclass Machineveiligheid ( 4-dagen)

23,24,30 april en 1mei 2019

Meer agendapunten »