Vollständige Version anzeigen : Schneller Zeitfahren bei Wind
Klugschnacker
21.05.2009, 10:12
http://tv.triathlon-szene.de/Titel/287_ZeitfahrenWind.jpg (http://tv.triathlon-szene.de/Detail_Artikel_jump.lasso?JumpID=33555)
Schneller Zeitfahren bei Wind
Von Arne Dyck
Bei Zeitfahren ist generell eine möglichst gleichmäßige Leistungsabgabe vorteilhaft. Allerdings gilt das nicht bei Gegen- oder Rückenwind. Wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass es für windige Situationen bessere Strategien gibt, die deutlich und messbar schneller sind. Arne Dyck zeigt in diesem Beitrag, welcher taktische Krafteinteilung bei Wind am schnellsten ist. Dabei kommt eine einfache Regel zum Einsatz, die jedoch mit Bedacht eingesetzt werden muss. Ihr erfahrt die wichtigsten Zusammenhänge und umsetzbare Tipps für die Rennpraxis.
» Direkt zum Film (http://tv.triathlon-szene.de/Detail_Artikel_jump.lasso?JumpID=33555)
Bild falsch rum.
:Lachen2:
Wolfgang L.
21.05.2009, 14:13
Bild falsch rum.
:Lachen2:
Das ist der Trick.... bei Gegenwind spiegelverkehrt.
joernupbde
21.08.2009, 11:10
Ich hab mir heute mal den Film angeschaut. Und ehrlich gesagt, ich glaub das nicht. Arne erklärt die Ergebnisse der Studie im Film über den Luftwiderstand der Laufräder. Aber mal ehrlich, wie hoch ist der Anteil des Laufrads am Gesamtwiderstand? Der Hauptwiderstand ist doch der Luftwiderstand des fetten Sacks auf dem Aeroflitzer Und der steigt bei Gegenwind quadratisch mit der Geschwindigkeit. Höhere Leistung bei Gegenwind wird also quadratisch "bestraft".
Bei starkem Rückenwind entfällt im Extremfall (Lanzarote! :Cheese: ) der Luftwiderstand des Körpers und es bleiben Rollwiderstand und Luftwiderstand der Laufräder. Ersterer überwiegt und steigt linear mit der Geschwindigkeit. Hier wird ein mehr an Leistung also nur lienar bestraft. Geschwindigkeit wird also billiger. Ähnliches gilt am Berg.
Zu der Aussage von Jens Vogt, daß Rückenwind "Ausreißerwetter" sei: Das liegt doch wohl eher daran, daß das Feld bei starkem Rückenwind weniger bis gar nicht (im Extremfall) vom Windschatten profitieren kann. Ich denke, auch hier kann man nicht den Luftwiderstand der Laufräder verantwortlich machen (welcher sich irgendwo in der Größenordnung von <40W bewegt, wenn ich die Tour Tests richtig im Kopf hab. Da warens <15W am Vorderrad bei 45km/h).
Ich hab mir mal den Abstract der Studie angeschaut, auf die sich der Film bewegt (die Studie zu kaufen war mir dann doch zu teuer ). Die haben das drinnen ohne realen Wind auf dem Ergo gemacht. Der Wind wurde also durch ein Computermodell simuliert. Die gemessenen Effekte basieren also auf den Annahmen dieses Modells, welche ich allerdings nicht kenne. Die Annahme, daß das Windmodell des Ergos die Wirklichkeit wahrheitsgemäß widerspiegelt finde ich für sich genommen zumindest mal "tapfer". Aber eventuell ist das in der Studie ja noch untermauert worden?
Arne? Weißt Du da mehr?
Ich hab auf Lanzarote mit dem Wattmesser mal ähnliche Experimente gemacht. Bin auf der Rubiconebene bei gefühlten 6 Bft auf und ab gefahren und bin dabei zum genau gegenteiligen Ergebnis gekommen. Rausnehmen im Wind und reintreten bei Rückenwind war da am schnellsten. Die Genauigkeit meiner Experimente hält natürlich wissenschaftlichen Massstäben nicht stand. Das steht völlig außer Frage. Ist aber zumindest mal ein anderes Ergebnis aus der realen Welt
Aber Arne ist ein heller Kopf und studierter Physiker und Fuxx ist ja auch noch da. Also ihr zwei und der Rest da draußen: Überzeugt mich doch mal, daß in diesem Szenario tatächlich der Luftwiderstand der Laufräder der dominierende Faktor ist! :Blumen:
@Arne: Im Film ist die Rede von weiteren Studien, die die Ergebnisse untermauern. Hast Du da Quellen?
Jörn (der im Mai wieder auf Lanza startet und Zeitfahren bei Wind daher irrsinnig spannend findet) :cool:
Du darfst nicht vergessen, dass die Räder im relevanten Bereich sich mit doppelter Fahrtgeschwindigkeit nach vorne bewegen.
Das heißt:
Bei 5m/s Rückenwind und 15m/s Fahrgeschwindigkeit über Grund:
Die Geschwindigkeit des Fahrers relativ zur Umgebungsluft ist 10m/s, die Geschwindigkeit des oberen Laufradteils 25m/s.
Daher der große relative Anteil (!) der Laufräder am Windwiderstand bei Rückenwind oder bei Fahrten im Peloton.
Bei Gegenwind mit 5 m/s erhöht sich analog der relative Anteil des Köpers am Windwiderstand.
Helmut S
21.08.2009, 11:39
Ohne das wissenschaftliche Belegen zu können, habe ich schon den Eindruck, dass man z.B. bei einer Pendelstrecke das, was man bei Gegenwind verliert, bei Rückenwind nicht mehr "zurück kriegt". Ähnlich am Berg: Was man Bergauf verliert, kriegt man bergab nicht mehr zurück ... zumindest ist das mein Eindruck.
Ähnlich am Berg: Was man Bergauf verliert, kriegt man bergab nicht mehr zurück ... zumindest ist das mein Eindruck.
Wobei das bergabfahren auch zu einem nicht minderen Teil von Fahrtechnik und Risikobereitschaft abhängt ....
joernupbde
21.08.2009, 12:14
Bei 5m/s Rückenwind und 15m/s Fahrgeschwindigkeit über Grund:
Die Geschwindigkeit des Fahrers relativ zur Umgebungsluft ist 10m/s, die Geschwindigkeit des oberen Laufradteils 25m/s.
Daher der große relative Anteil (!) der Laufräder am Windwiderstand bei Rückenwind oder bei Fahrten im Peloton.
Bei Gegenwind mit 5 m/s erhöht sich analog der relative Anteil des Köpers am Windwiderstand.
Ist schon klar. Aber was heißt das in absoluten Zahlen? Bei 45km/h und Windstille haben wir etwa 30W an den Laufrädern. Was haben wir dann bei 45km/h Rückenwind und sagen wir 60km/h Fahrgeschwindigkeit? Die Speichen oben haben dann eine Geschwindigkeit durch die Luft von 120-45=75km/h. Also etwa 1,6 mal schneller als zuvor. Somit steigt der Luftwiderstand der Laufräder etwa mit 1.6^2=2.8. Macht also etwa 80W. Für 60km/h bei 45km/h Rückenwind werden aber laut Kreuzotter insgesamt etwa....ooooops...nur 134 Watt benötigt. Tatsache, auf einmal sind die Räder der domierende Faktor.
Ok....schau an....hab ich wohl das kubische Wachstum unterschätzt.
Schäm. :Danke:
LidlRacer
21.08.2009, 12:29
Ist schon klar. Aber was heißt das in absoluten Zahlen? Bei 45km/h und Windstille haben wir etwa 30W an den Laufrädern. Was haben wir dann bei 45km/h Rückenwind und sagen wir 60km/h Fahrgeschwindigkeit? Die Speichen oben haben dann eine Geschwindigkeit durch die Luft von 120-45=75km/h. Also etwa 1,6 mal schneller als zuvor. Somit steigt der Luftwiderstand der Laufräder etwa mit 1.6^2=2.8. Macht also etwa 80W. Für 60km/h bei 45km/h Rückenwind werden aber laut Kreuzotter insgesamt etwa....ooooops...nur 134 Watt benötigt. Tatsache, auf einmal sind die Räder der domierende Faktor.
Ok....schau an....hab ich wohl das kubische Wachstum unterschätzt.
Schäm. :Danke:
Jetzt betrachtest Du aber praktisch nur die oberen Speichen(enden).
Dagegen bewegen sich die Räder insgesamt mit Reifen, Felge, Nabe in Deinem Beispiel aber nur mit 15 km/h durch die Luft. Ganz so stark wird der Luftwiderstand der Räder also nicht ansteigen. Und wenn man dann noch bedenkt, dass die Räder auch Windschatten für den Rahmen machen oder umgekehrt, wird es gänzlich unübersichtlich ...
Da habe ich auch leichte Zweifel, ob das alles richtig mit einem einfachen (?) Rechenmodell auf dem stehenden Ergometer berücksichtigt ist.
joernupbde
21.08.2009, 12:50
Jetzt betrachtest Du aber praktisch nur die oberen Speichen(enden).
Ups, ja. Stimmt.
Hm.
Vielleicht hat Arne ja doch noch ne Studie in der Hinterhand, die mal draußen gemacht wurde?
:Huhu:
Ist schon klar. Aber was heißt das in absoluten Zahlen? Bei 45km/h und Windstille haben wir etwa 30W an den Laufrädern. Was haben wir dann bei 45km/h Rückenwind und sagen wir 60km/h Fahrgeschwindigkeit? Die Speichen oben haben dann eine Geschwindigkeit durch die Luft von 120-45=75km/h. Also etwa 1,6 mal schneller als zuvor. Somit steigt der Luftwiderstand der Laufräder etwa mit 1.6^2=2.8. Macht also etwa 80W. Für 60km/h bei 45km/h Rückenwind werden aber laut Kreuzotter insgesamt etwa....ooooops...nur 134 Watt benötigt. Tatsache, auf einmal sind die Räder der domierende Faktor.
Ok....schau an....hab ich wohl das kubische Wachstum unterschätzt.
Schäm. :Danke:
kubisch quadriert??
Der Windwiderstand (Kraft) steigt quadratisch zur Geschwindigkeit und Kraft x Geschwindigkeit ist Leistung.
Also steigt die Leistung kubisch (hoch 3) zur Geschwindigkeit!
Und dann paßt Kreuzotter auch wieder besser.
1,6^3 x 30 = 122
joernupbde
21.08.2009, 15:18
Zumindest mal funktioniert die Argumentation der Studie (oder war das auf Arnes Mist gewachsen?) so nicht bei Scheibenrädern.
:Holzhammer:
Klugschnacker
21.08.2009, 16:03
Zumindest mal funktioniert die Argumentation der Studie (oder war das auf Arnes Mist gewachsen?) so nicht bei Scheibenrädern.
:Holzhammer:Oh, da wäre ich vorsichtig. :Huhu:
joernupbde
21.08.2009, 16:38
Oh, da wäre ich vorsichtig. :Huhu:
Du meinst, der Luftwiderstand eines Scheibenrades hängt von seiner Drehgeschwindigkeit ab? Signifikant? Kannst Du das begründen? :Huhu:
LidlRacer
24.08.2009, 13:30
Da es den Film gerade kostenlos (http://tv.triathlon-szene.de/Detail_Artikel_jump.lasso?JumpID=33555) gibt, habe ich ihn mir noch mal angeschaut.
Das Ergebnis (bei Gegenwind mehr treten, bei Rückenwind weniger) mag richtig sein, aber die Argumentation, die sich fast ausschließlich auf die Rotationsgeschwindigkeit der Räder bezieht, erscheint mir nicht plausibel.
Mal verkürzt wie im Film dargestellt:
Rückenwind => höhere Fahrgeschwindigkeit => sehr hohe Speichengeschwindigkeit oben => überproportional hoher Luftwiderstand => man spart viel Energie, wenn man nur ein wenig langsamer fährt
Gegenwind => geringere Fahrgeschwindigkeit => geringe Speichengeschwindigkeit oben => man kann mit wenig mehr Energie deutlich schneller fahren.
Allein auf die Laufräder bezogen ist das alles korrekt.
Aber wenn man auch den Fahrer und den Rest des Fahrrades betrachtet, die i.d.R. wohl mehr Anteil am Gesamtluftwiderstand haben als die Räder, hat man einen genau entgegen gesetzten Effekt.
Das genannte Pi-mal-Daumen-Beispiel war:
- ohne Wind: 40 km/h
- 20 km/h Gegenwind: 25 km/h, also 45 km/h relative Windgeschwindigkeit
- 20 km/h Rückenwind: 50 km/h, also 30 km/h relative Windgeschwindigkeit
So gesehen erschiene also genau das Gegenteil plausibel, nämlich dass man bei der durch Rückenwind verursachten geringeren relativen Windgeschwindigkeit besser etwas stärker treten sollte.
Wie sich diese beiden Effekte genau in Summe verhalten, erscheint mir nicht trivial feststellbar.
Und der Studie auf Ergometern würde ich nur glauben, wenn sie im Windkanal und nicht mit irgendwie simuliertem Wind stattgefunden hätte.
Tatsächlich glaube ich aber aufgrund einer viel einfacheren Betrachtung, dass es tatsächlich sinnvoll ist, bei Gegenwind stärker zu treten. Einfach weil man durch die bei Gegenwind reduzierte Geschwindigkeit mehr Zeit verliert als man durch die erhöhte Geschwindigkeit auf dem Rückweg gewinnen kann. Und der Effekt wird natürlich um so stärker, je höher der Geschwindigkeitseinbruch ist.
Mal das Zahlenbeispiel etwas abgewandelt:
- ohne Wind: 40 km/h
- Hinweg z.B. 20 km gegen den Wind, Rückweg 20 km mit dem Wind
Wenn man sich vom Wind auf dem Hinweg so stark bremsen lässt, dass man nur noch halb so schnell unterwegs ist (20 km/h), ist es selbst theoretisch nicht möglich, den Zeitverlust auf dem Rückweg aufzuholen, da man schon die gesamte Zeit (1 Std.) für den Hinweg gebraucht hat, man müsste unendlich schnell zurück fahren, was natürlich nicht geht.
Schafft man es, mit höherer Leistung die Geschwindigkeit gegen den Wind bei 30 km/h zu halten (40 Min.), braucht man auf dem Rückweg 60 km/h, um die verlorene Zeit komplett aufzuholen, die natürlich immer noch kaum erreichbar sind.
Bei 36 km/h auf dem Hinweg (33 1/3 Min) reichen 45 km/h zurück, um den Schnitt bei 40 zu halten.
In der Praxis wird man den Schnitt zwar nicht aufrechterhalten können, aber man verliert eben weniger Zeit, wenn man die reduzierte Geschwindigkeit noch halbwegs hoch halten kann. Natürlich nur, so lange man sich dabei nicht komplett abschießt. :Maso:
neonhelm
24.08.2009, 16:25
Gerade auch bei einem 10er TT auf einem Wendepunktkurs fährst du doch, was geht, weil du weißt, jede Sekunde, die du im Gegenwind stehst, dich richtig Zeit kostet. Wo soll ich da bitte noch 5% drauflegen? Und auf dem Rückweg wird da auch kein bisschen rausgenommen. Insofern kann ich die Studie nicht wirklich nachvollziehen.
Nichtsdestotrotz macht im Triathlon, bei genügend Reserven und einer für die Rennstrategie festgelegten konstanten Größe (Puls), die von Arne empfohlene 5%-Regel (bei Gegenwind 5% mehr Leistung einsetzen, bei Rückenwind entsprechend 5% weniger) ja durchaus Sinn.
Tatsächlich glaube ich aber aufgrund einer viel einfacheren Betrachtung, dass es tatsächlich sinnvoll ist, bei Gegenwind stärker zu treten. Einfach weil man durch die bei Gegenwind reduzierte Geschwindigkeit mehr Zeit verliert als man durch die erhöhte Geschwindigkeit auf dem Rückweg gewinnen kann. Und der Effekt wird natürlich um so stärker, je höher der Geschwindigkeitseinbruch ist.Damit liegst du richtig. Genauso lohnt es sich nicht 240 statt 200 auf den letzten 50km zu fahren, um die 3h die man im Stau verloren hat aufzuholen...
Die LAufräder sind aber der Grund, weshalb bei Rückenwind Ausreißer gute Chancen haben. Da der Windschatten kaum noch was bringt und fast alle Leistung an Rollwiderstand und Luftwiderstand der Laufräder verloren geht, hat man eben nichts mehr von der Gruppe.
FuXX
Bin auf der Suche nach einer Strategie bei Gegenwind auf diesen älteren Thread gestoßen, bei dem sich mir als Physiker die Fußnägel aufrollen, insbesondere bei dem Film. Also:
Wenn man 20km/h Gegenwind hat, führt das nicht dazu, daß man bei gleicher Leistung 20km/h langsamer fährt. Das wird im Film auf die Aerodynamik der Laufräder zurückgeführt, was damit aber nichts (oder nur unwesentlich) zu tun hat. Das wäre auch bei einem radlosen Fahrzeug so. Die Fahrleistung ist nämlich gegeben durch das Produkt aus Absolutgeschwindigkeit v (unabhängig von der Windgeschwindigkeit) mal dem Fahrwiderstand (proportional zur Relativgeschwindigkeit gegen die Luft ins Quadrat).
Beispiel wie im Film:
Wir fahren 40km/h ohne Wind
Bei 20km/h Gegenwind und gleicher Leistung gilt für die Geschwindigkeit v:
40^3 = v*(v+20)^2 ---> Lösung v= 28km/h
Bei 20km/h Rückenwind und gleicher Leistung gilt für die Geschwindigkeit v:
40^3 = v*(v-20)^2 ---> Lösung v= 54km/h
usw.
Wenn das wirklich so in den erwähnten "wissenschaftlichen Arbeiten" stand - armes Deutschland.
... mir als Physiker ...
Da bin ich auf die Antwort gespannt, Arne ist auch Physiker... :Lachen2:
armes Deutschland
oder auch Arnes Deutschland....
LidlRacer
05.03.2012, 00:24
Der Hase hat Recht!
Arne meint in diesem Film, wenn man nur den Luftwiderstand betrachtet, und es keinen speziellen Effekt durch die Laufräder gäbe, dass man dann für 20 km/h gegen 20 km/h Gegenwind die gleiche Leistung braucht wie für 40 km/h ohne Wind.
Tatsächlich hat man in beiden Fällen die gleiche relative Windgeschwindigkeit von 40 km/h und damit die gleiche Luftwiderstandskraft. Im Gegenwindfall bewegt man sich aber nicht mit 40 sondern mit 20 km/h gegen diese Kraft. Leistung ist Kraft mal Geschwindigkeit, man braucht also für 20 km/h gegen den Wind nur die halbe Leistung gegenüber von 40 km/h ohne Wind.
Tatsächlich wird man durch Wind also weitaus weniger gebremst oder beschleunigt. Wenn man noch den Rollwiderstand berücksichtigt, wird man nochmal weniger gebremst oder beschleunigt, denn bei Gegenwind sinkt die Geschwindigkeit und damit die für den Rollwiderstand nötige Leistung und es steht entsprechend mehr Leistung zur Überwindung des Luftwiderstandes zur Verfügung.
Ich muss gestehen, ich hatte schon oft den gleichen Denkfehler.
Man könnte ja meinen, bei einem Gegenwind von vielleicht 50 km/h könnte man, wenn man normalerweise nur 40 km/h fahren kann, gar nicht mehr fahren, weil der Luftwiderstand so enorm hoch wird.
Bei einer Fahrgeschwindigkeit von Null brauche ich aber auch Null Leistung, obwohl ich mich relativ zum Wind bewege. Entscheidend ist aber, wie ich mich relativ zum Boden bewege, in diesem Fall nämlich gar nicht.
Wie sich das jetzt auf die optimale Strategie auswirkt, weiß ich auch noch nicht genau ...
Klugschnacker
05.03.2012, 08:25
Im Film ging es darum, für die einzelnen aerodynamischen Teilwiderstände
- Fahrer, Rahmen
- Laufräder
zu zeigen, wie sich diese bei hohen oder geringen Geschwindigkeiten verändern. Für hohe Geschwindigkeiten (Rückenwind) haben die Laufräder einen größeren Anteil am Gesamtwiderstand, der bei einer weiteren Erhöhung der Geschwindigkeit zudem überproportional ansteigt. Deshalb ist es so schwer, bei Rückenwind jemanden einzuholen.
Selbstverständlich handelt es sich in dem Filmbeitrag um eine vereinfachte Darstellung.
Grüße,
Arne
Helmut S
05.08.2022, 09:32
Wie sich das jetzt auf die optimale Strategie auswirkt, weiß ich auch noch nicht genau ...
Hat sich diesbezüglich in den letzten 10 Jahren was ergeben? :Cheese:
Hat sich diesbezüglich in den letzten 10 Jahren was ergeben? :Cheese:
Wind von hinten hat auf jeden Fall einen positiven Effekt auf die Geschwindigkeit. :Huhu:
Helmut S
05.08.2022, 10:05
Wind von hinten hat auf jeden Fall einen positiven Effekt auf die Geschwindigkeit. :Huhu:
Das kann ich aus zahllosen Selbststudien bestätigen :Lachen2:
Die Frage bleibt - was jetzt: So wie gewohnt, also gegen den Wind etwas mehr investieren, damit man nicht zu viel Zeit verliert und sich mit Rückenwind etwas erholen?
Ich frage für einen Freund, der morgen das Problem haben wird :Cheese:
Das kann ich aus zahllosen Selbststudien bestätigen :Lachen2:
Die Frage bleibt - was jetzt: So wie gewohnt, also gegen den Wind etwas mehr investieren, damit man nicht zu viel Zeit verliert und sich mit Rückenwind etwas erholen?
Ich frage für einen Freund, der morgen das Problem haben wird :Cheese:
Wir haben das Problem seit Juni mit dem 9EUR Ticket gelöst. Mit Rückenwind zum Bahnhof am Zielort:Cheese:
Hat sich diesbezüglich in den letzten 10 Jahren was ergeben? :Cheese:
Nein, die Physik hat keine neuen Erkenntnisse ergeben. :cool:
Bzw. die Messung/Bestätigung der Gravitationswellen ist hier nicht relevant.
Helmut S
05.08.2022, 13:10
Nein, die Physik hat keine neuen Erkenntnisse ergeben. :cool:
Bzw. die Messung/Bestätigung der Gravitationswellen ist hier nicht relevant.
Was ist mit Lidls Strategiefrage? :Lachen2:
Klugschnacker
05.08.2022, 17:40
Das kann ich aus zahllosen Selbststudien bestätigen :Lachen2:
Die Frage bleibt - was jetzt: So wie gewohnt, also gegen den Wind etwas mehr investieren, damit man nicht zu viel Zeit verliert und sich mit Rückenwind etwas erholen?
Ich frage für einen Freund, der morgen das Problem haben wird :Cheese:
Ja. Wenn Du etwas Zeit hast, kannst Du Dir hier einen Sendebeitrag von 2022 anschauen, in dem das nochmal dargestellt wird.
https://youtu.be/YS3mH889w8o?t=1704
Ohne das wissenschaftliche Belegen zu können, habe ich schon den Eindruck, dass man z.B. bei einer Pendelstrecke das, was man bei Gegenwind verliert, bei Rückenwind nicht mehr "zurück kriegt". Ähnlich am Berg: Was man Bergauf verliert, kriegt man bergab nicht mehr zurück ... zumindest ist das mein Eindruck.
Hinter diesem Rätsel, das bei aller Trivialität kaum ein Radsportler gelöst hat, verbirgt sich auch die Hauptursache, warum man in einem Zeitfahren auf einem Rundkurs gegen den Wind oder bergauf mehr investieren sollte.
Warum ist man bei Wind (bzw. in den Bergen) auf einem Rundkurs oder einer Wendestrecke langsamer als bei Windstille (bzw. im Flachen)?
JENS-KLEVE
06.08.2022, 09:03
Schön, die vielen alten Namen lesen.
Helmut S
06.08.2022, 17:28
Ja. Wenn Du etwas Zeit hast, kannst Du Dir hier einen Sendebeitrag von 2022 anschauen, in dem das nochmal dargestellt wird.
https://youtu.be/YS3mH889w8o?t=1704
Danke Arne, für den Hinweis. :Blumen:
Heute hat allerdings die beste Strategie nichts gebracht, meine Beine waren im Mimimi Modus. :Lachen2:
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