FondoLab

Neutrale wagen · Grupetto

Uit de wind rijden

Hoeveel watts in het wiel zitten je scheelt, van de kop van de groep tot midden in het peloton.

Jouw getallen
Fijnafstelling

Verstandige standaardwaarden; pas ze aan als je beter weet.

Gratis, zonder account, er wordt niets bewaard. Je getallen staan in de adresbalk, dus je kunt een uitkomst bewaren als bladwijzer of delen.

Uit de wind rijdenFondoLab

136–173

watts op die plek

Alleen
229 W
Bespaard
56–93 W
Minder
24–41%

Bij 38 km/u trap je alleen 229 W. In een rij, achter andere renners: 136–173 W.

Deze getallen gelden voor windstil weer. Bij zijwind schuift de luwte opzij en levert een rechte rij veel minder op: daar zijn waaiers voor.

Vermogen bij 38 km/u op elke plek
WaarWeerstandW
Alleen100%229
Op kop van een groep86–94%203–218
In een rij, achter andere renners50–70%136–173
Midden in een groot peloton5–10%53–62

Hoe we hieraan komen

De formule met jouw getallen erin, en daarna elke constante die we gebruikten en waar die vandaan komt.

De berekening

  1. Renner en fiets: 80,5 kg
  2. Luchtweerstand: 0,256 m², geschat uit je houding en 72 kg
  3. Rolweerstand: Crr 0,0051, geschat uit 6 bar
  4. Verlies in de aandrijving: 2,5%
  5. Luchtdichtheid: 1,204 kg/m³ op 0 m en 20 °C
  6. Luchtweerstand alleen kost 181 W bij 38 km/u. Op een plek blijft alleen dat deel van de weerstand over; rollen en klimmen blijven gelijk.

De getallen en hun bronnen

Een getal met FondoLab-standaard is ons eigen oordeel, geen uitkomst van een studie; dat zeggen we liever dan dat we gezag lenen.

GetalWaardeOnderbouwing
Uit de wind in een groep kop van een groep 86–94% · in een rij 50–70% · midden in een groot peloton 5–10% van de luchtweerstand van een renner alleen Simulaties van twee pelotons van 121 renners bij 54 km/u in windstil weer, gecontroleerd in een windtunnel, en de waarden voor kleine groepjes in één rij uit eerder onderzoek. Echte groepen zijn rommeliger en zijwind verandert alles, dus we geven bandbreedtes. [1]
Vermogen en snelheid rollen + zwaartekracht + luchtweerstand, min verlies in de aandrijving Het gangbare model voor vermogen op de weg, dat gemeten vermogen voorspelde met een standaardfout van 2,7 W. We laten de kleinste termen weg, de wiellagers en de energie om de wielen op snelheid te brengen, en rijden elk stuk op een constante snelheid. [2]
Luchtdichtheid luchtdruk van de standaardatmosfeer op de hoogte van de weg, temperatuur uit de voorspelling De gaswet: ijlere lucht op hoogte en in de hitte betekent minder luchtweerstand. Zonder voorspelling nemen we ook de temperatuur van de standaardatmosfeer. Luchtvochtigheid scheelt minder dan 1%, dus die laten we weg.
FondoLab-standaard
Luchtweerstand per houding rechtop 0,270 · beugel 0,243 · aerobar 0,211 m² Gemeten in een windtunnel voor één renner van 72 kg met zijn fiets. Hij droeg een aerohelm en een wedstrijdpak en zijn benen stonden stil, dus een renner in een shirt met een gewone helm zit meestal iets hoger. Meet je eigen CdA als dat kan en vul die in. [3]
Luchtweerstand op de remgrepen 0,256 m² FondoLab-standaard, halverwege tussen rechtop en in de beugel. We hebben geen studie gelezen die de remgrepen apart mat.
FondoLab-standaard
Aanpassing aan je postuur × (je gewicht ÷ 72 kg) tot de macht 0,594 Het frontale oppervlak van renner en fiets groeit met het lichaamsgewicht tot de macht 0,594, gemeten op foto's van 21 mannelijke renners. We nemen aan dat de luchtweerstandscoëfficiënt gelijk blijft; dat is onze aanname, geen bevinding. [4]
Rolweerstand uit bandenspanning Crr = 0,1071 × kPa^−0,477, tussen 1,5 en 12 bar Afgeleid uit uitrolmetingen met één band op een gladde binnenvloer. Echte wegen zijn ruwer en moderne banden verschillen, dus zie het als beginpunt: weet je de Crr van je banden, vul die dan in. [5]
Standaard verlies in de aandrijving 2,5%, aan te passen FondoLab-standaard. Een schone, geoliede derailleuraandrijving verloor in het lab minder dan 2% bij hoog vermogen, meer bij laag vermogen, en naast elkaar liggende versnellingen verschilden 1–3%. 2,5% houdt rekening met de mix van versnellingen en de staat van de ketting in een echte rit. [6]

Bronnen

De bronnen zijn Engelstalig, en onze aantekeningen erbij ook.

  1. Blocken B, van Druenen T, Toparlar Y, Malizia F, Mannion P, Andrianne T, Marchal T, Maas GJ, Diepens J (2018). Aerodynamic drag in cycling pelotons: New insights by CFD simulation and wind tunnel testing. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 179:319–337. doi:10.1016/j.jweia.2018.06.011

    Computer simulations (CFD) validated with four wind-tunnel tests · Two modelled pelotons of 121 identical riders, one tightly and one more loosely packed, at 54 km/h in still air. Quarter-scale models in the wind tunnel; legs and wheels not moving. · Door ons gelezen: Full text (open access)

    Every rider in the peloton had less drag than a rider alone at the same speed.

    • The leading rider: 86% (dense peloton) or 94% (looser peloton) of the drag of a rider alone, helped by the riders behind.
    • Riders at the front outer edges: 59–67%.
    • Riders in the middle and towards the rear: 5–10%, as low as 6% in the last rows. In the looser peloton 48 riders, almost 40%, were in that range. At 54 km/h that is the drag of a rider alone at 12–17 km/h.
    • In small in-line groups the trailing riders had about 50–70%, the values earlier studies and models used for pelotons.

    Limits the authors name: still air only, so no crosswind and no echelons; static legs; identical riders and spacing.

  2. Martin JC, Milliken DL, Cobb JE, McFadden KL, Coggan AR (1998). Validation of a mathematical model for road cycling power. Journal of Applied Biomechanics 14(3):276–291. doi:10.1123/jab.14.3.276

    Validation study (model against measured road power) · Road cycling on a flat course with a bicycle-mounted power meter, itself validated against a laboratory ergometer. · Door ons gelezen: Abstract

    Derived a mathematical model of the power needed to ride a road bike, determined each of its parameters, and compared its predictions with power measured on the road.

    • Measured power was highly correlated with the model's (R² = 0.97) and not different from it.
    • The standard error between modelled and measured power was 2.7 W.

    The model is the standard one for road cycling, used by later pacing studies such as Atkinson et al. (2007). We have read the abstract only, so the terms we use are listed on the method page in our own words, not attributed to the paper beyond its validation.

  3. Blocken B, Defraeye T, Koninckx E, Carmeliet J, Hespel P (2013). CFD simulations of the aerodynamic drag of two drafting cyclists. Computers & Fluids 71:435–445. doi:10.1016/j.compfluid.2012.11.012

    Wind-tunnel measurements with computer simulations (CFD) · One rider (183 cm, 72 kg) in a large wind tunnel, in an aero helmet and a tight long-sleeved suit, on a racing bike with disc wheels, legs and wheels not moving. Two taller riders (81 kg) for the drafting measurement. · Door ons gelezen: Full text (authors' preprint)

    Drag area (CdA) measured in the wind tunnel for the rider and bike together, in three positions:

    • Upright: 0.270 m²
    • Dropped, arms straight: 0.243 m²
    • Time-trial position on aero bars: 0.211 m²

    The rider's body alone accounted for 0.193, 0.167 and 0.134 m² of these; the bike makes up the rest.

    Riding close behind another rider cut the trailing rider's drag by about 27% upright, 23% on the drops and 14% on aero bars at a 1 cm gap, less at larger gaps. The leading rider also gained 1–3%.

    Limits the authors name: the legs and wheels were still, and pedalling disturbs the flow. Their rider wore an aero helmet and a racing suit, so a fondo rider in a jersey and a road helmet will usually measure higher.

  4. Heil DP (2002). Body mass scaling of frontal area in competitive cyclists not using aero-handlebars. European Journal of Applied Physiology 87(6):520–528. doi:10.1007/s00421-002-0662-9

    Cross-sectional measurement study · 21 competitive male cyclists (mean 74 kg, 1.82 m, 24 years), photographed on their own bikes on stem, hoods, drops and aero positions with drop handlebars. · Door ons gelezen: Abstract

    Projected frontal area grows with body mass, but less than in proportion to it:

    • The body's frontal area scaled with body mass to the power 0.720.
    • Rider and bike together scaled with body mass to the power 0.594.

    So a rider twice as heavy does not present twice the frontal area. The study measured frontal area from photos, not drag; drag area also depends on the drag coefficient, which the study did not measure.

  5. Grappe F, Candau R, Barbier B, Hoffman MD, Belli A, Rouillon JD (1999). Influence of tyre pressure and vertical load on coefficient of rolling resistance and simulated cycling performance. Ergonomics 42(10):1361–1371. doi:10.1080/001401399185009

    Field measurement study (coasting deceleration) · One rider and bike coasting in a level indoor hallway, at five tyre pressures and four loads. · Door ons gelezen: Abstract

    The coefficient of rolling resistance (Crr) fell as tyre pressure rose, following Crr = 0.1071 × P^−0.477 with P in kPa (r² = 0.99):

    • 150 kPa (1.5 bar): Crr 0.0101
    • 1200 kPa (12 bar): Crr 0.0038, 62% lower

    Carrying 15 kg more raised Crr by about 11% (0.0035 to 0.0040).

    These numbers come from one tyre on a smooth indoor floor. Rough roads, and tyres of other widths and constructions, give other values; the relationship with pressure is what carries over.

  6. Kyle CR, Berto F (2001). The mechanical efficiency of bicycle derailleur and hub-gear transmissions. Human Power 52:3–11. Lezen

    Laboratory dynamometer study · Eleven transmissions, including a Shimano 27-speed derailleur drive and eight hub gears, driven by a motor at 75 rpm and 50–370 W, chains oiled. Not riders. · Door ons gelezen: Full text (open access)

    Efficiency rose with power for every transmission. A derailleur drive went from about 91% at 50 W to over 97% at 370 W as measured; corrected for the test rig's own losses (2 to 2.5%), it was over 98% at the highest load, in line with earlier work that found over 98% with a 52/15 at 200 W.

    • Hub gears were generally about 2% less efficient than derailleur gears.
    • Adjacent gears often differed by 1–3%, up to 4% in the 27-speed, so a poor gear choice can cost about 2%.
    • Average efficiency fell as the gear ratio rose.

Lees meer: Rijden in een groep: waar de beschutting zit, en hoe je die gebruikt

Diep in een grote groep duw je 5–10% van de lucht die je alleen zou wegduwen. Waar de beschutting zit, wat kopwerk kost, en hoe je daarmee een granfondo rijdt.

Voor je koers

Koersplanning: deze natuurkunde op je eigen parcours, met de wind en lucht van de wedstrijddag

Meer rekenhulpen

Alle rekenhulpen