© 2006 Henk Leenaers
Eerst maar de koper van lichtgewicht frames en onderdelen voor het hoofd stoten: het gaat om de stroomlijn, stupid! Ga maar na: met een 5 kilo zwaardere fiets reed Chris Boardman tijdens zijn werelduurrecord in 1996 bijna 7 kilometer verder dan op een lichte fiets zónder aërodynamische vormgeving. Wacht even, zal menig fervent gebruiker van boor en vijl tegenwerpen, bergop levert een lichtgewicht frame wel degelijk tijdwinst op. Toegegeven, op de Alpe d'Huez telt iedere gram, maar zelfs in de heuvels van Zuid-Limburg en de Ardennen verlies je door alle extra luchtwervelingen per 40 kilometer al gauw een halve minuut, aldus aërodynamica-expert Jim Martin. Want wie de luchtweerstand van zijn fiets ook maar een ietsepietsie groter maakt, betaalt daarvoor een forse prijs, in seconden.Maar waarom levert aërodynamische vormgeving wél tijdwinst op? Het zegt genoeg dat van de 400 Watt die een goedgetrainde wielerprof wegtrapt, hij er op een vlakke weg 350 nodig heeft om de luchtweerstand te overwinnen. Is zijn fiets goed gesmeerd en is de druk in zijn racebandjes 8 bar, dan hoeft hij dus alleen de lucht te lijf. En in theorie doet hij dat zo: zijn voorkant maakt hij bol om de weggeduwde lucht langszij te leiden; met gladde zijkanten voorkomt hij dat langsstromende lucht gaat wervelen; en met zijn spitse staart laat hij de ongestoorde luchtstromen weer samenkomen achter zijn fiets, zonder dat er een remmende pluim kan ontstaan. Ingepakt als een druppel op wielen haalt hij zo makkelijk snelheden van 90 kilometer per uur, ruim 30 meer dan Boardman op zijn snelst.
Maar inpakken mag niet van de UCI en alleen slangenmensen kunnen zichzelf tot druppel opvouwen. Dus moeten wielrenners naar andere middelen grijpen om de muur van lucht te splijten zonder dat er remmende wervelingen ontstaan. Zo boekte Chris Boardman 7 minuten tijdwinst in een rit van 50 kilometer met zijn druppelhelm, dichte wielen en Superman-houding. En door eindeloos te experimenteren met zijn nieuwe pak en houding voegde Lance Armstrong daar nog eens een slordige anderhalve minuut aan toe. Daarmee lijkt voorlopig de grens bereikt van wat er binnen de UCI-regels mogelijk is op het gebied van aërodynamica. Maar hoeveel van die achteneneenhalve minuut tijdwinst ligt ook binnen het bereik van de sportieve toerfietser?
Om de aëro-aanhanger ook maar meteen teleur te stellen: bitter weinig, als je het met losse aëro-onderdelen probeert. Want of het nu gaat om hoge velgen, platte spaken, een stuur uit één stuk, strakke schoenhoezen, aëro crank sets of geschoren benen: stuk voor stuk leveren deze onderdelen volgens aëroprofessor Chester Kyle niet meer op dan een paar seconden in een tijdrit van 40 kilometer. Alles bij elkaar opgeteld kun je de luchtweerstand zo hooguit met enkele procenten verlagen. Want hoe goed gestroomlijnd ieder onderdeel afzonderlijk ook mag zijn, en hoe glad het oppervlak ook is, de ongestoorde luchtstroom langs het ene onderdeel verstoort altijd die langs het andere. Dus alle gunstige windtunneltesten ten spijt, gemonteerd op je fiets ontstaan tóch luchtwervelingen langs al die gladgepolijste aëro-spulletjes - er zit altijd wel ergens een randje, nisje of gaatje dat de lucht in beroering brengt en dan als remparachute gaat fungeren. Hoe effectief dat is weet iedereen die tijdens de landing wel eens een vliegtuigvleugel heeft bekeken: door enkele flappen op te steken komt zelfs een Jumbojet tot stilstand. Het enige opbeurende bericht dat we meebrachten uit de windtunnel gaat dan ook over het weghalen van een object: de bidon. Zónder die windvanger leg je 40 kilometer een halve minuut sneller af.
Wie dus meer dan een handvol seconden wil terugzien voor zijn aëro-Euro, investeert liever niet in druppelvormige onderdelen. Nee, wie zich wil meten met Boardman of Armstrong heeft weinig keus en moet diep in zijn buidel tasten. Om te beginnen stroomlijnt hij de voorkant van de fiets die vol in de wind zit: voorwiel en voorvork. Samen zijn die goed voor éénderde van de gecombineerde luchtweerstand van fiets plus fietser. Maar pas als de coureur zich uitdost met een strak pak en een bolle helm kan hij - gestrekt in duikvlucht - de grote klapper maken, want tweederde van alle luchtweerstand komt voor rekening van de berijder. Volgens Chester Kyle kan de drager van het Nike Swift Spin pak maar liefst een minuut besparen in een rit van 40 kilometer. En wie tijdens die tocht ook de Giro Rev6 helm van Lance mag lenen, finisht nog 15 seconden eerder dan zijn concurrent met een iets oudere druppelhelm - alles bij elkaar genoeg om de Tour de France te winnen. Voor wie na carnaval blut is en geen zin meer heeft in een verkleedpartij, zit er weinig anders op dan zijn fietsmaatjes als aëro-onderdeel te gebruiken. In het derde wiel, uit de wind, trap je op driekwart van je vermogen gemakkelijk met de besten mee. Gratis.
Aërotip 1: Verbeter je houding -> tijdwinst 4 minuten
Om de luchtweerstand te verminderen zou je idealiter de houding moeten aannemen van een vallende regendruppel: bolle kop, lange staart. Maar omdat je mensen niet als een vliegtuigvleugel in deze druppelvorm kunt vouwen, kun je beter een voorbeeld nemen aan Superman in duikvlucht: lichaam horizontaal, armen gestrekt naar voren. Wie dat voor elkaar wil krijgen kantelt zijn bovenlichaam zo ver mogelijk naar voren, totdat de rug helemaal horizontaal ligt, met de schaamstreek als draaipunt. Inderdaad, een pijnlijk verhaal. Want op de gevoelige plek waar je bovenlijf naar voren moet scharnieren zit de punt van het zadel behoorlijk in de weg. De goedkoopste oplossing is het zadel mee naar voren te kantelen. Maar alleen bodybuilders houden dat lang vol, omdat je je wegschuivende torso nu met je armen moet tegenhouden - het zadel vangt je gewicht namelijk niet meer op. Voor wie daarvoor niet sterk genoeg is zit er weinig anders op dan de pijn in zijn kruis te verbijten. Maar een beetje prof met tijdrittalent laat een iets langer frame bouwen waarop hij pijnvrij Superman kan spelen. Wat dat oplevert zien we in de film "The Science of Lance Armstrong". De zevenvoudig Tourwinnaar verhoogt daarin zijn snelheid van 40 naar 40,7 kilometer per uur, alleen door zijn armen twee centimeter naar voren te verplaatsen. Weet hij ook nog een uur lang zijn armen en zijn knieën dicht bij elkaar te houden, dan levert hem dat in een tijdrit van 40 kilometer zo'n vijfeneenhalve minuut tijdwinst op houdt, aldus berekeningen van aërodynamica-expert Jim Martin. En de volgende ochtend een zere nek en flinke hoofdpijn, want dat zijn de bijwerkingen van naar voren kijken met het hoofd tussen je schouders. Daarom lukte het in de praktijk nog niemand om op deze manier de volle vijf minuten tijdwinst te pakken.
Aërotip 2: draag snelle kleding -> tijdwinst: 2 minuten
Zijn los wapperende paardenstaart kostte Laurent Fignon in 1989 de Touroverwinning. Mét druppelhelm won Greg Lemond niet alleen de afsluitende tijdrit, ook pakte hij in Parijs het geel. Sindsdien rijden alle renners hun tijdrit met zo'n aërodynamisch vormgegeven helm, die de luchtstroom ongestoord over het hoofd naar de rug leidt. Wél wordt er nog flink gesleuteld aan de vorm en van de helm de ruwheid het oppervlak. Nieuw zijn bijvoorbeeld de putjes in de gladde ronde bovenkant van de Lazer helm. Net als de dimples op een golfbal zorgen die voor een voortijdige, lichte verstoring van de luchtstroom, zodat de luchtdeeltjes daarna langer het helmoppervlak blijft volgen. Gevolg: minder remmende turbulenties áchter de helm. Ook de recente ontwikkeling van tijdritpakken is gebaseerd op dit principe: maak het oppervlak ruw, zodat de luchtstroom er als het ware aan 'vastplakt'. Weliswaar levert luchtstroming langs een gladde stof minder wrijving op, maar zo'n zogeheten 'laminaire' stroming is zeer instabiel en kan plotseling veranderen in een heuse remparachute. Net als de dimples op een golfbal en de strips op een schaatspak, tempert een ruwe stof dit remmend effect. Het Swift Skin pak dat Nike voor Lance Armstrong ontwikkelde, combineert ruwe stoffen voor armen en benen met gladde stoffen op de rug en ventilerende stoffen rond oksel en nek. De ingenieurs van Nike hebben werkelijk aan alles gedacht, want zelfs de naden van het pak lopen parallel aan de luchtstroom. Samen met zijn Giro Rev6 helm kan Lance Armstrong in dit gepatenteerde pak een dikke minuut tijdwinst boeken in een tijdrit van 40 kilometer. Tel je daar één minuut bij op van de vorige generatie strakke pakken en bolle helmen, dan bespaart een keertje omkleden hem 2 minuten.
Aërotip 3: stroomlijn de voortrein -> tijdwinst: 1 ½ minuut
Stroomlijnen levert het meeste op in de eerste meter, bij het eerste contact tussen aanstormende fietser en ongestoorde lucht. Hoe beter de ontwerper er in slaagt die eerste luchtdeeltjes in een regelmatige baan opzij te leiden, langs de fiets, hoe groter de tijdwinst. Maar vliegt zo'n luchtdeeltje toch uit de bocht of raakt het een randje, dan ontstaan dezelfde turbulenties die je regenjack onstuimig laten flapperen in de wind. Ook zonder zo'n wapperjack is er uiteindelijk geen ontkomen aan remmende luchtwervelingen, want draaiende benen brengen niet alleen de fiets in beweging, maar ook de lucht. Welbeschouwd zijn fietsers een nachtmerrie voor iedere aëro-expert: met één enkele trapbeweging laten ze zijn bouwwerk van ongestoorde lucht als een kaartenhuis instorten. Een verstandig aërodynamicus blijft daarom buiten het bereik van de fietsersbenen en stroomlijnt alleen de voorvork en het voorwiel. Twee jaar geleden schreef Kraig Willet in het tijdschrift VeloNews over zijn windtunnelexperiment met vier voorvorken en één draaiend voorwiel. Daarin laat hij zien dat met de rechte Reynolds Aëro vork een tijdwinst van ongeveer een halve minuut mogelijk is, over een tijdrit van 40 kilometer, ten opzichte van een gebogen Kestrel EMS. En FIETS liet al in 1995 zien dat een driespaaks Specialized Composite voorwiel over dezelfde afstand een tijdwinst van maar liefst 48 seconden oplevert, een meetresultaat dat wordt bevestigd door aëro-professor Kyle. Met een dicht wiel komt daar nog eens twintig seconden bij, maar dat gaat dan wel ten koste van de bestuurbaarheid. Oh ja, er is één uitzondering op de regel dat alleen de voorkant er echt toe doet: sinds het werelduurrecord van Moser weten we dat ook een dicht áchterwiel al gauw een halve minuut tijdwinst oplevert.