snelheid en vermogen

Deze week was er op het ligfietsforum van google groups (https://groups.google.com/d/forum/ligfiets?hl=nl) een discussie over snelheid met een ligfiets. Ik heb er even over nagedacht, en het is eigenlijk wel bijzonder. Als je racefietsen en ligfietsen vergelijkt, dan vergroot ligfietsen de snelheidsverschillen tussen sterke en zwakke rijders. Bij een velomobiel wordt het nog extremer. Dat is eigenlijk heel logisch.
Op een racefiets heb je al snel dat je tegen een muur van lucht moet opboksen. Je ziet in de praktijk dat de doorsnee racefietser ongeveer 30 km/u haalt. Doe je het ietsje minder, dan is het 27 km/u, doe je goed je best dan rij je 33 km/u. Ik moet hard werken om 35 km/u te gaan, dat kan ik net een uur volhouden. In mijn toerfietsclub houden we wel eens een individuele uurrecord race. Bijna iedereen zit tussen de 33 en 38 km/u. Het clubrecord is in handen van een jeugdige wedstrijdrijder, met ca 41 km/u.
Om 30 km/u te rijden, moet ik ca 175 Watt produceren, voor 35 km/u is dat al 250 Watt en met 400 Watt zou ik 41 km/u kunnen rijden. Het benodigde vermogen schiet omhoog omdat luchtweerstand kwadratisch met de snelheid toeneemt. De overige weerstand (rolweerstand, aandrijfverliezen) gaan evenredig met de snelheid. De dominante factor is luchtweerstand.

Nu naar de velomobiel. De rolweerstand is hoger door de kleinere wielmaat en het flink grotere gewicht. Wel zijn de banden meestal breder, dat verlaagt de rolweerstand wel weer. Het extra wiel t.o.v. een racefiets maakt in theorie niet uit, wel zal het gewicht daarmee wel weer hoger uitkomen. De aandrijfverliezen zijn zeker groter door de kettingbuizen en de extra geleidewielen. Daarnaast verlies je nog energie doordat het frame mee buigt en de schokdempers ook niet alle energie teruggeven. De luchtweerstand daarentegen is laag, en voor iedereen gelijk. Of je nu zwaar of licht bent, lang of kort, als je in een velomobiel zit is de luchtweerstand voor iedereen ongeveer gelijk. Gaat niet helemaal op als je toevallig in een kleiner model past zoals een Quest QS.

Nu nemen we een een minder sterke rijder (m/v) in gedachten. Met zijn beperkte vermogen moet er een aanzienlijke rolweerstand en aandrijfverliezen overwonnen worden. Het aandeel luchtweerstand is bijna verwaarloosbaar. Ook moet de grote masa versneld worden na iedere kruispunt of bocht en als het stuk tot de volgende hindernis te kort is, kom je niet op je normaal haalbare snelheid. Sommige rijders gaan daarom harder op een racefiets dan in een velomobiel. Een rijder met zeg 10% meer vermogen, zal ook bijna 10% harder gaan, immers luchtweerstand hebben we nog niet zo veel last van en overige weerstand is evenredig met de snelheid. Ik schat dat luchtweerstand pas tussen de 40 en 50 km/u dominant begint te worden. Een sterke rijder met het dubbele vermogen zal zo makkelijk 10-20 km/u harder kunnen rijden dan de minder bedeelde rijder. Zet ze allebei op een racefiets en het verschil is nog maar een paar km/u. Het is daarom niet zo gek dat de beste velomobiel racers vaak lang zijn: zij hebben gemiddeld meer kracht. Calimero wist het al: "zij zijn groot en ik is klein, en da's niet eerlijk, o nee." Het is daarom des te opmerkelijker dat de kleine en frele Nici Walde zo enorm hard kan fietsen. Eva kan d'r ook wat van. Toevallig (?) hebben ze partners die fietsen bouwen, daar zal het onderste uit de kan zijn gehaald.

Ik heb me voorheen wel eens verbaasd dat ik door iets harder te trappen, zoveel sneller kon gaan. Dan reed ik 35 km/u. Kom op Reinier, je kunt best wat harder. 40 km/u. En eigenlijk was het vooral de inspanning om van 35 naar 40 te versnellen die het zwaar maakte, maar eenmaal op 40 km/u was dat eigenlijk prima vol te houden. Vaak helpt een korte afdaling ook. In Nijmegen heb ik er een van de St. Annastraat langs het spoor naar het station. Even een paar meter verval, een klein beetje bijtrappen en ik ga 50 km/u. Dat kan ik vervolgens zonder veel moeite vasthouden. Op de racefiets is zoiets niet mogelijk, maar daar ben ik na iedere hindernis in een paar seconden op snelheid, versnellen kost weinig moeite.

Wat kun je als minder sterke rijder doen om harder te gaan? Zorg dat je rolweerstand minimaal is. Haal die marathon plus banden er af en leg er snelle banden op. F-lites bijvoorbeeld en achter een Almotion. Houd de banden op spanning, scheelt ook best veel. Zorg er verder voor dat je ketting goed gesmeerd is en verwijder de kettingbuis als het kan. Koop een zo licht mogelijk fiets. Een glasvezel Mango met zijn tussenas en 20" achterwiel is voor snelheid niet de eerste keuze als het je aan power ontbreekt. Val wat overtollige kilo's af, scheelt ook. Vet kwijtraken, niet je spieren! Aerodynamica is minder belangrijk. Vergeet de racekap, tenminste als het je om snelheid te doen is, vergeet staartverlenging of het dichtmaken van de wielkasten voor, zoals bij de DF. Daar ga je de winst niet halen. Die is voorbehouden aan de dames en (vooral) heren met veel power, want die vechten wel voornamelijk tegen de muur van lucht.
En mocht dat allemaal nog niet hard genoeg gaan, dan rest niets anders dan beter trainen of vals spelen met een epo kuurtje, of een motortje inbouwen. Of de racefiets pakken.

Disclaimer:
Bovenstaand verhaal is gebaseerd op mijn ervaring en wat gedachtenexperimenten. Dat strookt blijkbaar niet met de metingen van Wim Schermer. Neem daarom dit verhaal met een korreltje zout. De algehele strekking blijft mijns inziens wel dat minder sterke rijders veel minder voordeel hebben bij een velomobiel dan sterke rijders. Vergeleken met een racefiets winnen de mindere goden nauwelijks, maar de krachtpatsers pakken vele km/u voordeel.