Ga je harder met iemand in je wiel?
Toen onze zoon 12 jaar was brachten we onze eerste fietsvakantie in Karinthië door, en fietste mijn zoon zijn eerste ‘berg’ op. Het was de Pyramidenkogel van 850 meter hoog, in de buurt van Keutschach am See. Ik dacht er goed aan te doen om mijn zoon met mijn ervaring te ‘coachen’, maar die illusie werd al snel minder toen hij vroeg of het niet wat harder kon.
Vier jaar later fietsen we samen de Col de Galibier in de Alpen, vanuit Saint Michel de Maurienne. Het zou voor mij het trotse moment worden waarop je voelt dat de zich opwaarts ontwikkelende lichamelijke vermogens van je kind en de neerwaartse van jezelf elkaar kruisen. Eerst over de Col de Telegraph, daarna omhoog naar de pas over de Galibier op 2645 meter hoog. In totaal 31 km klimmen, met gemiddeld een hellingspercentage van 6% (max 9.4%).
Aan de voet zat ik nog in het wiel van mijn zoon, vastberaden hem naar de top te volgen. Hij reed wel tergend langzaam van me weg, maar met een extra inspanning kwam ik steeds weer bij. Totdat ik moest toegeven en riep “ik zie je boven wel weer”.
Het verder alleen naar boven fietsen gaf voldoende gelegenheid om me af te vragen hoeveel het scheelt om in iemands wiel te zitten, en of wellicht ook het leven van de kopfietser zelf makkelijker wordt als er iemand in zijn wiel zit.
Turbulentie
In 2.2.2 zei ik dat ik de extra weerstand verwaarloosde die wordt veroorzaakt door de turbulentie achter je rug wanneer de luchtstroming geen mooie stroomlijnen geeft. En in die turbulentie zit nu net het antwoord verborgen over het voordeel voor de kopfietser.
Bert Blocken en collega’s van de TU/e [Blocken, 2013] hebben computersimulaties en windtunnelonderzoek gedaan naar de luchtweerstand voor fietsers die alleen rijden, of op korte afstanden achter elkaar fietsen (van 1 decimeter tot 1 meter).
Als je als volger rechtop op je fiets zit achter een koploper, en er zit maar 1 decimeter tussen jouw voorwiel en zijn achterwiel ('bumperkleven’), dan blijkt jouw voordeel ten opzichte van alleen fietsen maar liefst 27% minder luchtweerstand! Ook als je voorover gebogen zit, is jouw voordeel van bumperkleven nog steeds 23%.
Zelfs op 1 meter afstand is deze afname van luchtweerstand voor de volger rechtop 25% en gebogen 21%.
Verbazend is dat er ook een voordeel is voor de kopfietser.
Bij twee wielrenners heeft de koploper een voordeel van 0.8% als er iemand rechtop en op 1 decimeter afstand in zijn wiel zit. Dat voordeel wordt zelfs 1.7% als ze allebei gebogen zitten. Met een onderlinge afstand van 1 meter is het voordeel nog steeds 0.5%.
Het is te begrijpen omdat de druk achter de kopfietser minder laag wordt (minder turbulent) als er iemand achter hem fietst, en hij dus minder door het drukverschil (tussen zijn voor- en achterkant) naar achteren wordt getrokken.
In andere experimenten van Nathan Barry en collega’s [Barry, 2015] werd een team van vier wielrenners in een windtunnel gezet. Als ze in formatie (achter elkaar) fietsen blijkt de afname van de luchtweerstand 5% te zijn voor de kopfietser, 45% voor de tweede in rij, 55% voor de derde, en 57% voor de laatste.
De afname hangt wel sterk af van de vorm en houding van de individuele wielrenners. Het loont dus de moeite om rekening te houden met de samenstelling van achtervolgingsteams!
Alles bij elkaar wel reden om nog eens aan mijn zoon te vragen of ik met hem mee mag fietsen, zelfs als ik in zijn wiel hang, want hij heeft er immers ook lol van! Maar ook in het wiel moet ik het wel vol zien te houden, ik ben al weer wat jaren verder.
Referenties
Bert Blocken et al. (2013). CFD simulations of the aerodynamic drag of two drafting cyclists. Computers & Fluids, Vol.71.
Nathan Barry et al. (2015). Aerodynamic drag interactions between cyclists in a team pursuit. Sports Engineering. Vol. 18(2)