Windschatten, Radfahrer, Radprofis
Neues aus der Forschung

Windschatten, Peloton und Kraft sparen: Tipps für Hobby-Radfahrer

Windschatten: Hobby-Radfahrer und Radprofis

Wie viel Energie kann man beim Fahren im Feld sparen? Wie profitiert man am meisten? Warum Hobby-Fahrer im Profi-Peloton mitrollen könnten. Dank Windschatten. Theoretisch.
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Ein Radrennen, flaches Terrain, hohe Geschwindigkeit: Vorne kämpfen sich die Fahrer ab, verzerren vor Anstrengung die Gesichter, bücken sich tief, um dem Wind möglichst wenig Angriffsfläche zu bieten. Dahinter rollen die anderen mit, ohne erkennbare Anstrengung, in entspannter Haltung. Aber mit der gleichen Geschwindigkeit. Im Windschatten.

Im Radsport geht es, zumindest im Flachen, um Aerodynamik. Wer vorne fährt, opfert sich auf. Wer hinten fährt, spart Kräfte – und ist frisch für spätere Attacken, für den Kampf um den Sieg. Doch: Wie groß ist die Kraftersparnis wirklich?

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Windwiderstand und Fahren im Windschatten

Der Windwiderstand bestimmt bei einer Geschwindigkeit von 54 Kilometern pro Stunde zu etwa 90 Prozent den zu überwindenden Gesamtwiderstand.

Bei hohen Geschwindigkeiten steckt demnach das größte Potenzial in der Aerodynamik. Das Potenzial für eine Leistungseinsparung – oder für noch höhere Geschwindigkeiten.

Windkanal-Tests zum Material oder zur Körperhaltung sind verbreitet. Weniger untersucht ist die Aerodynamik im Peloton – der große Effekt des richtigen Windschattenfahrens in der Gruppe.

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Windwiderstand im Peloton: Eine Studie

Professor Bert Blocken und sein Forscherteam von der Universität Eindhoven veröffentlichten nun ihre Untersuchungsergebnisse zum Windwiderstand an unterschiedlichen Positionen im Peloton.

Für die im „Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics“ veröffentlichte Studie „Aerodynamic drag in cycling pelotons“ nutzten die Wissenschaftler zwei unterschiedliche Messmethoden.

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Simulation im Peloton und Test im Windkanal

Zunächst wurde der Windwiderstand mithilfe einer Computersimulation der sogenannten Computational- Fluid-Dynamics-Methode für alle Positionen in einem aus 121 Fahrern bestehenden Peloton bestimmt.

Zusätzlich zu der aufwendigen CFD-Analyse wurden Windkanaltests mit Miniaturmodellen von Radfahrern durchgeführt. Die Form und die Größe des Pelotons waren dieselben wie im ersten Versuchsaufbau.

Windschatten: Welche Position im Peloton ist die beste?

Beide Versuchsmodelle kamen zu nahezu denselben Ergebnissen: Die Fahrer in den äußeren Reihen müssen im Wind noch gegen etwa 60 bis 80 Prozent des Windwiderstands ankämpfen. Die Fahrer in der Mitte des Pelotons profitieren erheblich stärker vom Windschatten ihrer Kollegen.

Der Fahrer in der Mitte der dritten Reihe muss lediglich 35 Prozent des Luftwiderstandes überwinden, dem ein isolierter Fahrer bei gleicher Geschwindigkeit ausgesetzt ist.

Das Peloton: Rot steht für einen hohen, grün für einen niedrigen Windwiderstand. Idealposition: Zentral und weit hinten.

Windschatten: Am besten hinten mittig

Je weiter hinten die Fahrer im Feld positioniert sind, desto weniger Wind bekommen sie ab. In den hintersten Reihen sinkt der Windwiderstand sogar auf nur noch etwa fünf bis zehn Prozent des Ausgangswertes.

Trotz des geringsten Luftwiderstandes sind die Kapitäne der Mannschaften selten am Ende des Feldes zu finden: Wegen des hinten höheren Sturzrisikos und um auf Attacken reagieren zu können, bleiben sie meist im Bereich der Positionen 20 bis 50.

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Hobby-Radfahrer und Profis dank Windschatten gleichauf?

Nach den Studienergebnissen schlussfolgert Blocken, dass ein Fahrer in den hinteren Reihen bei 54 Stundenkilometern nur etwa dieselbe Kraft aufbringen muss wie ein Einzelfahrer bei ungefähr 14 bis 20 Stundenkilometern.

Demnach wäre es auch Amateuren möglich, eine flache Tour-de-France-Etappe im Feld zu bestreiten. Allerdings gilt das nur in der Theorie für ein in der Ebene gleichmäßig fahrendes Feld.

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Amateure nur theoretisch mit Chancen

Denn zum einen ist nur die Form eines dichten, großen Feldes im Aero-Test untersucht worden. Die Form des Pelotons verändert sich im Verlauf eines Rennens jedoch ständig. Bei hohem Tempo wird auch über längere Zeit hinweg in einer Einerreihe gefahren, in der sich durch den Windschatten deutlich weniger Energie sparen lässt.

Nach engen Kurven muss außerdem regelmäßig mit kurzen, aber enorm hohen Kraftaufwänden von bis zu 1000 Watt Leistung beschleunigt werden, um den Anschluss an die Gruppe und damit an den Windschatten zu halten.

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Form des Pelotons und Fahren im Windschatten

Die Studienergebnisse beziehen sich zum anderen nur auf die konstante Fahrt des Pelotons in der Ebene mit frontalem Wind. Die Windrichtung bestimmt allerdings maßgeblich den Windschatten und die Form des Pelotons.

Kommt der Wind seitlich von vorne, dann reihen sich die Fahrer in der sogenannten Windstaffel auf, bei der sie schräg versetzt voneinander fahren. Bei Seitenwind ist zudem häufig eine Doppelreihung zu beobachten, bei der die Fahrer auf der vom Wind abgewandten Seite den geringeren Windwiderstand zu überwinden haben.

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Steigung der Strecke und Widerstand

Steigt die Straße an, dann nimmt der Anteil des Luftwiderstandes am Gesamtwiderstand ab. Einerseits, weil mit abnehmender Geschwindigkeit der Windwiderstand geringer wird. Zum anderen nimmt mit zunehmender Steigung der Steigungswiderstand rapide zu.

Schon bei einem Anstieg mit einer Steigung von etwa drei Prozent ist für einen 70 Kilogramm schweren Fahrer, der mit 450 Watt Leistung den Berg hochfährt, der Steigungswiderstand gleich dem zu überwindenden Windwiderstand.

Radprofis und Amateure: Der Unterschied

Gerade das Verhältnis zwischen der Leistung und dem eigenen Körpergewicht unterscheidet Radprofis von Amateuren und Freizeitathleten.

Im Anstieg zählen Watt pro Kilogramm. Profis können mindestens fünf Watt pro Kilogramm Systemgewicht, also der Summe von Fahrer, Rad und Bekleidung, leisten.

Amateur-Rennfahrer bleiben meist unter dieser Fünf-Watt-Schwelle. Hobby-Radsportler schaffen meist maximal drei bis vier Watt pro Kilogramm.

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Tipps zum Fahren in Peloton

Um energiesparend durch das Feld nach vorne zu gelangen, ist der Weg durch die Mitte die beste Variante. Dabei benötigt der Fahrer Fahrsicherheit, das richtige Augenmaß und auch etwas Mut, um Lücken zu erkennen.

Seitlich am Peloton nach vorne zu fahren, erfordert einen erheblichen Kraftaufwand. Auch hierbei sollte man den Windschatten anderer Fahrer nutzen, die sich ebenfalls in der Vorwärtsbewegung befinden.

Für das effiziente Bewegen im Feld und das Halten der Position braucht es oft jahrelange Rennerfahrung. Wer diese nicht besitzt, könnte kaum in einem Profi-Peloton mithalten – auch wenn die Leistung in windgeschützter Position im Flachen ausreichen würde.

Praxistipps: Kraft sparen beim Radfahren im Peloton

Die Beobachtung der Gegner und der „Strömungen“ im Feld hilft, den Weg nach vorne zu finden. Also: Stets aufmerksam fahren und in der Vorwärtsbewegung bleiben.

In schnellen Rennphasen ist es nahezu unmöglich, Positionen gutzumachen. Es gilt demnach: Langsame Phasen nutzen, um möglichst energieschonend nach vorne zu gelangen.

Streckenkenntnisse sind wichtig, um zu wissen, in welchen Situationen man vorne sein muss: Also: Streckenverlauf sowie Höhenprofil studieren oder die Strecke besichtigen.

In der Mitte des Feldes spart man am meisten Energie. Um die Übersicht nicht zu verlieren, sollten jedoch die Positionen 20 bis 50 des Pelotons als angestrebter Richtwert gelten.

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