BoCycle

BoCycle

donderdag 20 oktober 2011

Over vermogen, snelheid en luchtweerstand

Hier dan weer eens een artikel van de Bocycles wetenschapsredactie. Lees hoeveel harder een bukfietser moet trappen om dezelfde snelheid als een ligfietser te rijden. Ook een spannende film waarin je kunt zien hoe ik door een supersnelle velomobiel (banaan) voorbij wordt gesjeesd...

Het frontaaloppervlak is bepalend voor de luchtweerstand en daarmee voor het vermogen dat je bij een bepaalde snelheid moet leveren. Daarom heb ik het frontaaloppervlak van mijn ligfiets met berijder precies opgemeten. In de foto hiernaast kun je zien hoe ik dit aan de hand van een foto op de Col de Joux Plane heb gedaan (klik op de foto om hem groot weer te geven). Het frontaaloppervlak is 0,39 m2. Zou ik met mijn lichaam op een bukfiets gaan racen, dan zou het frontaaloppervlak 0,57 m2 zijn (ook deze berekening is boven de foto weergegeven). Deze waarden heb ingevoerd in het rekenprogramma van Bocycles wetenschapspagina. Zo heb ik berekend hoeveel vermogen ik gemiddeld heb geleverd tijdens drie (lig)fietsevenementen waaraan ik het afgelopen seizoen heb meegedaan.

In de tabel hieronder zijn deze waarden weergegeven. Ook kun je zien wat de snelheid bij hetzelfde vermogen op een bukfiets zou zijn geweest. En je kunt in de laatste kolom zien hoeveel vermogen een bukfietser moet leveren om met dezelfde snelheid als een ligfietser te rijden. Daaruit blijkt dat een bukfietser op de vlakke weg bij een snelheid van 34,3 km/h bijna anderhalf keer zoveel vermogen moet leveren als een ligfietser (314 Watt tegen 217 Watt). Rond de 30 km/h betekent elke kilometer harder zo'n 25 W extra vermogen, circa het dubbele vermogen van wat een extra kilometer per ligfiets kost. Het zal dan ook niet verbazen dat ligfietsers hun gebukte collega's het nakijken geven.


De tabel laat ook zien dat bij de beklimming van een Col de Joux Plane de ligfietser zijn luchtweerstandsvoordeel kwijt is. Hij presteert dan zelfs zo'n 5% minder dan zijn bukfietsende ploeggenoot, zoals in een vorig blogbericht is uiteengezet. Met het rekenprogramma van Bocycles wetenschapspagina, kun je dit allemaal uit-/narekenen.

Velomobielen ("bananen") zijn supergestroomlijnd (Cw-waarde < 0,3) en halen een nog veel hogere snelheid per Watt. Hoe dit er in de praktijk aan toegaat zie je in onderstaande video van een inhaalmaneuvre tijdens de Lelystad-Enkhuizen-Lelystad (LEL). De tweede video is een opname van mijn spannende finish van de LEL.

7 opmerkingen:

Wim zei

Als ik het goed zie, dan word je ingehaald door Ymte.............dan lijkt het altijd of je stilstaat.........;-)

BoCycle zei

Haha Wim,
Het leek inderdaad wel of ik stilstond. Maar Ymte Sybrandy heeft de LEL dit keer niet meegereden. Hij was wel aanwezig als supporter.

Wim zei

Ik twijfelde al, want ik meende begrepen te hebben dat hij geblesseerd was aan zijn Achillespees. Wie was het dan? Jos soms?

BoCycle zei

Ik heb geen idee Wim, wie mij in die witte velomobiel passeerde. Maar leuk dat je zo enthousiast op mijn blog reageert.

BoCycle zei

Beste bloglezers,

Op www.landmeten.nl heb ik de LEL-route uitgezet. En hij blijkt precies zoals mijn GPS aangaf 51,5 km lang. Ik heb dus gedurende 51,5 km een snelheid van 34,3 km/h gefietst. Wauw.

walter zei

Of het luchtweerstandsvoordeel wegvalt, hangt van de omstandigheden af. Alleen bij windstil weer of rugwind is dit het geval. Zodra je met tegenwind een berg op gaat wordt het anders. Bovendien gaat het dan om meer dan alleen het frontaal oppervlak, dicht bij de grond waait het namelijk minder hard.

In de Noorse bergen heb ik heel wat voordeel gehad van mijn lage luchtweerstand tijdens het klimmen.

grtjs,
Walter

BoCycle zei

Interessant Walter. Inderdaad moet voor de berekening van de luchtweerstand de fietssnelheid worden opgeteld bij of afgetrokken van de windsnelheid (althans de component in de rijrichting van de fietsrichting). Ter wille van de eenvoud heb ik dit echter niet verwerkt in de formules. De lagere windsnelheid dicht bij de grond is al helemaal lastig te verwerken in de formules. Het natuurkundige model (vervat in de formules) blijft een benadering van de werkelijkheid.