Aerobars gebruiken of juist niet?

Door thomasie op zaterdag 6 december 2014 17:00 - Reacties (9)
Categorie: Technologie, Views: 2.872

http://i.imgur.com/Kp1UHZe.png

In het wielrennen is het verhaal van de tour overwinning van Greg Lemond in 1989 een bekend verhaal: de laatste etappe was een individuele tijdrit en Lemond stond 50 seconden achter op Fignon. Tijdens deze tijdrit introduceerde Lemond een nieuw fenomeen in het wegwielrennen, namelijk de aerobar. Onder andere hierdoor won hij de tijdrit met een verschil van 58 seconden op Fignon en won daarmee dus ook de tour op 8 seconden, de kleinste marge ooit.

Aerobars, of soms ook wel ligsturen genoemd, zijn speciale (opzet)sturen die er gemaakt voor zijn om de fietser aerodynamischer te maken. Dit wordt primair gedaan doordat de sturen heel smal zijn waardoor ze het frontale oppervlakte van de fiets en en fietser verkleinen. Hierdoor wordt de luchtweerstand verlaagd en kan de fietsen harder rijden met dezelfde hoeveelheid energie.


Voor en nadelen
Klinkt prachtig toch? Waarom gebruikt dan niet iedereen dit soort sturen? Er zitten helaas ook wat nadelen aan deze sturen. Ten eerste zijn ze verboden door de UCI tijdens wegwedstrijden waar je mag draften, want je hebt veel minder controle over je fiets. Verder is het klimmen in aerobars niet prettig. Tijdens klimmen is de snelheid zo laag dat aerodynamica een veel kleinere impact heeft, dus je wilt vooral zorgen dat je zoveel kracht kan leveren en dat je een zo'n groot mogelijke longinhoud hebt. Dit bereik je het beste door recht op je fiets te zitten, dan zijn aerobars dus zeker niet ideaal.

Dit laatste probleem is op te lossen door een aerobars als opzetstuur te gebruiken, dan heb je zowel je normale stuur als de aerobars. Dit is dan ook de oplossing die door veel lange afstandsfietsers wordt gebruikt, maar ideaal is het zeker ook niet. Want zo'n opzetstuur is natuurlijk niet gewichtsloos, mijn set van BBB is ongeveer 504 gram, en dat moet tijdens het klimmen allemaal mee naar boven.

De organisator van de TCR heeft tijdens de presentatie van de route gezegd dat hij het een goed idee vind om bergen te blijven toevoegen totdat alle aerobars zijn verdwenen (bron).


Dus aerobars gebruiken of juist niet?
Gelukkig valt dit redelijk makkelijk te bereken. Ten eerste weten we de formule hoeveel kracht er nodig is om vooruit te komen tijdens het fietsen:

P = kr*M*s + ka*A*s*v2*d + g*i*M*s

Symbolen zullen wel niet kloppen, maar heel wetenschappelijk is het sowieso niet.
kr: rolweerstandcoŽfficiŽnt = 0.005 voor gemiddelde buitenbanden (bron)
M: mass van de gehele fiets (dus inclusief berijder)
s: snelheid ten opzichte van de weg in m/s
ka: luchtweerstand coŽfficiŽnt = 0.5
A: het frontale oppervlakte van de rijder en de fiets = 0.6 m2
v: snelheid ten opzichte van de lucht in m/s
d: de dichtheid van de lucht in kg/m3 = 1.226kg/m3 op ongeveer zeeniveau
g: versnelling = 9.81 m/s3 op zeeniveau
i: stijgingspercentage van de weg


Verder heeft het fietsmerk Specialized testen gedaan naar hoeveel aerobars echt helpen. Zij kwamen uit ongeveer 1 minuut en 28 seconden besparing op een stuk van 40km horizontale weg als je er normaal 1 uur over zou doen.
Dat kan je omzetten naar een de procentuele verlaging van ka*A , als je kr*M*s constant veronderstelt, door 1-([snelheid zonder aerobars]/[snelheid met aerobars])3. Dan kom je dus uit op 1-(40/41)3=0.07. Dus het product van ka en A is 7% lager.
Dus dan kan je berekenen hoeveel tijd je bespaard, of extra kwijt bent, op een bepaalt stuk weg als je weet hoeveel kracht de fietser op de bepalen uitoefent, wat het stijgingspercentage is, wat het gewicht van de fiets en fietser zonder aerobars is en wat het gewicht van de aerobars is.
Als dan het route bestand hebt dan kan je berekenen d.m.v. wat software bereken hoeveel tijd je bespaard

Python to the rescue
Nu schrijf ik geen geweldige software, maar een beetje aankloten met python kan gelukkig iedereen leren. Dus dat heb ik ook gebruikt voor dit projectje.
Het programma is op hier op github te vinden, ik heb het maar niet in de blog post gezet omdat het toch wat langer is geworden dan ik had gehoopt.

Het kan eigenlijk drie dingen:
  1. berekenen of je tijd bespaard met je aerobars
  2. in een grafiek laten zien bij hoeveel kracht je wel profijt hebt van aerobars
  3. een histogram maken van de stijgingspercentages
2 en 3 waren niet echt nuttig, maar wel leuk :+

Ik heb verder ook nog wat aannames gemaakt:
  1. als de weg met meer dan 3 procent stijgt dan worden de aerobars niet meer gebruikt
  2. als de weg met meer dan 4 procent daalt dan worden de aerobars niet meer gebruikt (je hebt immers geen remmen meer in de buurt)
  3. de aerbars worden verder altijd gebruikt
  4. het extra gewicht is geen voordeel bij naar beneden gaan
Natuurlijk klopt het niet dat je op het ongeveer vlakke de aerobars de hele tijd gebruikt, toch neem ik dit wel aan. Dit doe ik niet alleen omdat het je streven zou moeten zijn, maar vooral omdat het verder heel persoonlijk is en ik geen zin had om het nog een optie toe te voegen aan het programma.

Mijn route naar Istanbul is nog lang niet gemaakt (ik weet zelfs nog niet waar er begonnen wordt), maar ik heb voor dit doel een hele ruwe draft opgezet. Die staat ook in de github repo.

Resultaat
Leuk en aardig dit allemaal, maar geven aerobars nu wel of niet een tijdswinst? Het antwoord is ja! Met de route die in de repo een tijdwinst van ruim 1% als ik mijn gegevens invoer (power van 145W, aerobars van 500g en fiets en rijder en bagage van 78kg en die 7% van Specialized), en dat is denk ik een significante uitkomst. Natuurlijk wordt die minder als er je de aerobars minder gebruikt. Maar ook als de helft van de tijd ze gebruikt dan heb je nog een besparing (al is die een stuk minder).

Conclusie
Aerobars ga ik zeker gebruiken, maar niet alleen vanwege de tijdswinst, eigenlijk meer vanwege de extra hand positie en opbergruimte.
14 Dagen op de fiets is lang, en niet alleen voor de benen, maar ook heel erg voor de rest van je lichaam. Volgens sommige mensen - ik heb geen wetenschappelijke artikelen hierover gevonden helaas - gebruik je door de net wat andere positie van aerobars ook andere beenspieren en dat is prettig als je vermoeid raakt. Ook halen aerobars de druk van je polsen af en kan je er prachtig een droogzak onder hangen voor kleren en dergelijke, en die hangt dan ook weer aerodynamischer.

Andere functies van het programma
Eerder in de blog zei ik dat het programma nog twee andere dingen kon. Die histogram lijkt op een normaal verdeling, maar is dat niet, en is symmetrisch ten opzichte van 0%. Wat nuttiger is om de tekstoutput te lezen, maar daar schrijf ik nog wel meer over tijdens de posts over de routes.
Functie 2 is leuk om een beetje mee te spelen, maar voor de rest compleet nutteloos.

Volgende: Inschrijving Transcontinental Race 12-'14 Inschrijving Transcontinental Race

Reacties


Door Tweakers user Joindry, zaterdag 6 december 2014 17:21

Hoi,

Het gebruik van aerobars vereist van je lichaam een andere houding dan in het gewone stuur. Vooral je onderrug moet een stuk verder omlaag en dit vereist flexibiliteit en oefening. Als je niet over de juiste hoeveelheid flexibiliteit bezit zal een aerobar enkel maar je rug breken. Dan win je ťťn dag ťťn procent en dag week erna heb je pijn in je rug en schouders.
Vergeet ook niet dat voor een ideale positie in aerobars je bekken een stuk rechter boven de trapper moet uitkomen voor het optimale effect.

http://srv14.shoptrader.n...-race-geometrie-copy1.jpg

Dit om deels je beenspieren beter te kunnen gebruiken ťn je rug wat te ontlasten. In een correcte houding in je aerobard valt immers zo goed als alle spanning weg in je armen en schouders. Je rust immers op je ellebogen. Hoe boller je rug in die positie, hoe slechter. (je ellebogen moeten in 85-95į graden zitten, anders is fout en nefast)

Mijn advies, zet je bars erop en je zadel 2cm naar voor (je kan ook gewoon wat meer naar voor gaan zitten op je zadel, maar voor lange ritten is dit slecht voor je prostaat en die hebben we nodig dus opletten :P). En oefen op voorhand ermee voor langere stukken (15-20 km) zonder uit de positie te komen. Doe vooral ook oefeningen voor je flexibiliteit te verbeteren.
Doe het niet voor je tijdwinst. Maar bij correct gebruik kan je heel wat spieren laten rusten of net anders belasten. Daar ga je op langetermijn veel meer aan hebben. Die 500gr zijn peanuts. Een volle drinkbus weegt ook snel 700gr...

Door Tweakers user Joindry, zaterdag 6 december 2014 17:27

O ja, afdalen bij 4% is nog goed te doen, je moet gewoon opletten en net als in het verkeer vooruitkijken. In aerohouding afdalen maak je pas echt tijdswinst mee. En de extra inspanning is 0.0 Aerohouding kan het verschil maken tussen 55 en 75 in de afdaling en 20sec meer rust is altijd welkom. Vermijd gewoon risico, maar 4% is voor mietjes :P


ps zet de optie bericht wijzigen eens aan in je blog aub.

Door Tweakers user thomasie, zaterdag 6 december 2014 17:30

@Joindry ik weet zeker dat het niet verstandig is om op het laatste moment aerobars op mijn fiets te zetten, ik train er nu ook zeker al mee. Vooral lastig is het ook je volledige kracht te kunnen gebruiken in die net wat andere positie. En zoals ik ook zeg doe ik het voornamelijk voor de positie, maar dan moet die positie ook wel werkelijk prettiger zijn.

Maar qua positie moet ik nog wel helemaal de optimale balans vinden tussen een prettige positie in de aerobars, normale stuur en aerodynamica. Maar dat zijn allemaal kleine aanpassingen en ik heb ook altijd wat tijd nodig om er precies achter te komen wat ik fijner vind.

Dank je trouwens voor die elleboog tip, dat wist ik nog totaal niet :)

EDIT: de optie qua bericht wijzigen staat nu aan.

Qua afdalen moet ik maar eens gaan testen, nog nooit gedaan met aerobars erop maar mijn ervaringen dit jaar in de alpen was dat snelheid tijdens afdalen vooral afhing van versnelling uit de bocht, kwaliteit van de weg en de grote van de spreekwoordelijke ballen :)

[Reactie gewijzigd op zaterdag 6 december 2014 17:34]


Door Tweakers user Frozen, zaterdag 6 december 2014 18:04

Wat is je bron voor C__D?
Want C__D veranderd ook als de positie van je armen veranderd.

[Reactie gewijzigd op zaterdag 6 december 2014 19:15]


Door Tweakers user thomasie, zaterdag 6 december 2014 18:09

@Frozen hoe bedoel je precies? Dit is mijn bron voor de oorspronkelijke c__d: http://www.enterprise.mtu.edu/velovations/aerodynamics.ppt en dan slide 15 volgens mij

Door Tweakers user Joindry, zaterdag 6 december 2014 18:23

Je kan op youtube wel wat deftige video's terugvinden over de houding op aerobars voor triatlon. En dan ook de beginner triatlon, met opzetsturen. Het wat wel en wat niet.

Bochten leren pakken in je opzetstuur is ook belangrijk. Ik zeg niet dat je haarspeldbochten moet gaan doen, maar een beetje bochtenwerk is goed haalbaar.

Door Tweakers user Frozen, zaterdag 6 december 2014 18:56

thomasie schreef op zaterdag 06 december 2014 @ 18:09:
@Frozen hoe bedoel je precies? Dit is mijn bron voor de oorspronkelijke c__d: http://www.enterprise.mtu.edu/velovations/aerodynamics.ppt en dan slide 15 volgens mij
Er staat dus niet een C__D in van met aerobars en zonder aerobars, in crouched position. Je hebt dus geen C__D om te vergelijken, net als je geen twee verschillende areas hebt.
Je kan dus eigenlijk qua luchtweerstand de rit met en zonder aerobars niet vergelijken. :'(

Ik snap helaas ook niet hoe je op ka: "luchtweerstand coŽfficiŽnt = 0.5 bent gekomen".

[Reactie gewijzigd op zaterdag 6 december 2014 18:56]


Door Tweakers user thomasie, zaterdag 6 december 2014 19:45

@Frozen Ik begrijp dat ik het niet helemaal duidelijk heb uitgelegd: ik heb die luchtweerstand coŽfficiŽnt uit die powerpoint en heb verondersteld frontale oppervlakte (A) 0.6 m^2 is. En daarna heb ik met de gegevens van Specialized berekent dat het product van deze twee cijfers 7% lager is en zo kan je dus uitrekenen hoeveel tijd je bespaard door aerobars.

Hopelijk is het nu duidelijker, en ik ga het ook direct in de blog zelf zetten.

EDIT @Joindry ik ga morgen maar eens kijken of ik wat aanpassingen kan maken in mijn houding. Bochten ben ik ook al steeds beter in aan het worden, alleen is echt hoge snelheden helaas zo lastig na te bootsen in Nederland, want bij 55 km/h kan je al niet meer ontspannen op de fiets zitten :(

[Reactie gewijzigd op zaterdag 6 december 2014 19:48]


Door Tweakers user MrAngry, maandag 1 augustus 2016 11:28

Heb je uiteindelijk nog mee gedaan eigenlijk? Dit blog staat gelinked op de site van de tcr, maar er is geen raceverslag.

Om te kunnen reageren moet je ingelogd zijn. Via deze link kun je inloggen als je al geregistreerd bent. Indien je nog geen account hebt kun je er hier ťťn aanmaken.