Aerodynamik

… und die Laufräder.

Von Straßenrennradfahrern, also jener Spezies unter den Fahrradfahrern, für die Aerodynamik eine besondere Rolle spielen sollte, wird selbige gerne zugunsten des Gewichts unterschätzt und folglich vernachlässigt. Welche Bedeutung die Aerodynamik als Fahrwiderstand hat, wird allein dadurch deutlich, dass der Luftwiderstand ab rund 18 km/h der größte zu überwindene Widerstand ist, der zudem bei Geschwindigkeitserhöhung exponentiell ansteigt. Alle anderen Fahrwiderstände wie Trägheits- und Hangabtriebskraft, Rollwiderstand oder die Lager- und Kettenreibung nehmen dagegen nur linear zu. Folglich ist es für alle Radfahrer, die dauerhaft schneller als besagte 18 km/h fahren, sinnvoll, über aerdynamische Optimierung nachzudenken – jedenfalls sofern man schneller unterwegs sein möchte.

Die Luft stelle man sich einfachhalthalber als eine Art Flüssigkeit vor, sozusagen als zähe Luftsuppe, die, vom Fahrer und seinem Fahrrad zerteilt, diese Körper umströmt und sich sodann – möglichst wenig verwirbelt – hinter einem wieder schließt. Der bei diesem Prozess entstehende Luftwiderstand verteilt sich folgendermaßen: 75 % erzeugen der Fahrer und seine Bekleidung einschließlich des Helmes; 8 % der Rahmen; 8 % die Laufräder; 9 % die übrigen Komponenten wie Lenker, Antrieb, Züge.

Möchte man seine Möglichkeit des Luftsuppendurchschneidens verbessern, erscheint es als erstes ratsam, Haltung, Bekleidung und Helm zu optimieren. Aber was wäre dann der nächste Optimierungsschritt? Ich sage: die Laufräder! Aber warum sollte ich gerade bei denen weitermachen?

Dazu sei vergegenwärtigt, dass die Luftsuppe in Gestalt zweier Winde gegen uns antritt, den Fahrtwind und den natürlichen bzw. meteorologischen Wind. Ersterer kommt für sich allein genommen immer direkt von vorne. Letztgenannten kennen wir mal als Gegen-, Seiten oder Rückenwind. Beide Winde zusammengenommen ergeben einen bestimmten Anströmwinkel der Luft, der in der normalen Radfahrpraxis selten bei 0° liegt, uns also direkt frontal anströmt. Vielmehr hat diese Summe aus Fahrtwind und natürlichem Wind, nennen wir sie mal „wahrgenommener Fahrtwind“, je nach Geschwindigkeit, Windrichtung und -stärke mal größere, mal kleinere Anströmwinkel, mal von der einen, mal von der anderen Seite. In fast allen mir bekannten Testaufbauten im Windkanal, egal ob einzelne Komponenten oder ganze Fahrräder mit Fahrer hinsichtlich ihres Luftwiderstandes untersucht werden, liegen die getesteten Anströmwinkel zwischen +20° und -20°; dies kommt offensichtlich der Realität des „wahrgenommenen Fahrtwindes“ am nächsten. Hierbei lässt sich nun ein Phänomen erkennen, das als Segeleffekt bekannt ist und bei größeren Anströmwinkeln bis ca. 18-19° vorkommt: Je besser das Laufrad und vor allem seine Felge in ihrer Aerodynamik konstruiert sind, desto größer ist der besagte Segeleffekt. Bei besagten großen Anströmwinkeln können gut gemachte Laufräder ihren Luftwiderstand nicht nur aufheben, sondern sogar Vortrieb erzeugen. Am gesamten Segeleffekt, den das System aus Fahrer und Fahrrad erzeugt, haben wiederum die Laufräder einen Anteil von 65 %. Genau deshalb ist es nur logisch, sein Geld eher in aerodynamisch optimierte Laufräder als beispielsweise in einen aerodynamischen Rahmen zu investieren.