Das Streben nach optimaler Leistung beim Radfahren hängt von einer grundlegenden philosophischen Frage hinsichtlich des Fahrraddesigns ab. Welcher Faktor ist wichtiger: das geringe Gewicht oder die Aerodynamik?
Ingenieure und Radfahrer kämpfen mit diesem uralten Dilemma, wenn sie die feine Balance finden wollen: einerseits, um bei anstrengenden Bergfahrten möglichst wenig Gewicht zu verlieren, andererseits, um sicherzustellen, dass Rad und Fahrer so glatt wie möglich sind und die Aerodynamik auf ebenem Boden oberste Priorität hat.
Die Aerodynamik ist umso wichtiger, je schneller man sich bewegt. Umgekehrt führt eine steilere Steigung zu größeren Gewichtseinsparungen bei Anstiegen.
Es gibt daher zwischen den beiden eine Geschwindigkeit oder einen Gradienten, bei dem sich das Gleichgewicht von einem zum anderen verschiebt.
Normalerweise liegt dieser Kipppunkt bei Experten bei einer Steigung von etwa 7.5 %. Amateure fahren langsamer, daher liegt der Kipppunkt auch niedriger – normalerweise bei etwa 4.5 %.
Unter den meisten Radsportbedingungen ist die Aerodynamik wichtiger geworden als das Gewicht.
Dies ist eine große Vereinfachung, aber es gibt noch viel mehr zu lernen, wie Sie diese beiden Elemente priorisieren, damit sie zu Ihrem Fahrstil passen und sogar Ihre Strategie bei einem Radrennen durch Ihre Ausrüstungsauswahl unterstützen. In diesem Leitfaden werden wir die folgenden Themen untersuchen.
Leichtgewicht vs. Aero auf ebenem Gelände
Der erfahrene Aerodynamiker und Ingenieur Jean-Paul Ballard ist Mitbegründer von Swiss Side und hat mehr als 14 Jahre in der Formel XNUMX verbracht. Er bringt eine Fülle aerodynamischer Kenntnisse in den Radsport ein.
Bereits bei Geschwindigkeiten von 9 km/h ist der Luftwiderstand das größte Hindernis für den Radfahrer, bemerkt Ballard.
Generell gilt: Bei Fahrten in den Bergen ist eine leichtere Ausrüstung am vorteilhaftesten.
Aber wie sieht es mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 16 km/h bei einem Gran Fondo oder einem hügeligen Sportrennen aus? Welcher Faktor, Gewicht oder Aerodynamik, ist wichtiger?
Mit den Worten „Bei 16 km/h überwiegt die Aerodynamik eindeutig das Gewicht“ betont Ballard, dass bei dieser Geschwindigkeit die Aerodynamik überragend ist. Unsere anspruchsvollen Simulationen bei Swiss Side können dies belegen.
Ballard bietet eine konkrete Fallstudie zur Untermauerung seiner Argumentation an:
Bei einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 16 km/h simulieren Sie eine 25 km lange Fahrt mit 75 Höhenmetern. Ein 120 kg schwerer Radfahrer auf einem 3,280 kg schweren Fahrrad erzeugt normalerweise etwa 1,000 W.
„Vergleichen wir die Auswirkungen einer 5 %igen aerodynamischen Verbesserung des Fahrrads mit einer 5 %igen Gewichtsreduzierung des Fahrrads. Das ist, als würde man sich zwischen einem Satz Aero-Räder und einem Satz leichter Kletter-Räder entscheiden.
Welche Alternative spart in diesem Fall mehr Zeit?
Eine Gewichtsreduzierung um den gleichen Prozentsatz spart lediglich 20 Sekunden; eine Reduzierung des Luftwiderstands um 5 % führt zu einer Zeitersparnis von 3 Minuten und 30 Sekunden.
Anders ausgedrückt: Für Radfahrer ist die Aerodynamik auf überwiegend ebenem Untergrund weitaus wichtiger als eine Gewichtsreduzierung.
Leichtgewicht vs. Aero bei Anstiegen
Abgesehen von Bergankünften oder Bergzeitfahren ist ein aerodynamisches Fahrrad auf einer gesamten Strecke fast immer die schnellste Wahl.
Dies gilt sogar, wenn man im Schutz des Pelotons fährt, da die Verringerung des Luftwiderstands immer noch einen erheblichen Wert darstellt.
Aus der Sicht eines professionellen Radrennfahrers weist Ballard darauf hin, dass bei Anstiegen mit einer durchschnittlichen Steigung von 7.5 % der Wendepunkt erreicht ist, an dem das Fahrradgewicht wichtiger wird als die Aerodynamik.
Aufgrund ihrer üblicherweise geringeren Geschwindigkeit haben Amateurfahrer eine niedrigere Schwelle von etwa 4.5 %.
Diese Erkenntnisse sind jedoch nur Verallgemeinerungen. Die spezifischen Gradienten, bei denen das Gewicht die Aerodynamik dominiert, unterscheiden sich von Person zu Person.
Die Gesamtdaten zeigen jedoch, dass ein leichteres, weniger aerodynamisches Fahrrad-Setup nur bei Bergzeitfahren oder Rennen, die an einem Berg enden, sinnvoll ist.
Das Gewicht des Fahrrads spielt besonders beim Beschleunigen und auf steilen Hügeln eine wichtige Rolle. Beim Fahren auf der Straße werden die Auswirkungen oft noch verstärkt.
Warum ist das so? Ein konkreter Aspekt ist das Gewicht. Schon beim Fahren wird das Gewicht des Fahrrads deutlich. Für viele Radfahrer ist dies eine alltägliche Erfahrung.
Ein aerodynamisches Fahrrad zu erkennen, ist dagegen schwieriger. Die Bewertung der aerodynamischen Effizienz erfordert fortgeschrittenere Techniken, darunter Software zur numerischen Strömungsmechanik (CFD) oder Tests im Windkanal.
Anders als das Gewicht lässt sich die Aerodynamik nicht schnell beurteilen, indem man sich vor einer Fahrt einfach das Fahrrad eines Freundes schnappt.
Was sind Aero-Bikes?
Das SystemSix ist das Flaggschiff unter den Aero-Rennrädern von Cannondale. Bildnachweis: Cannondale
Bei aerodynamischen Fahrrädern steht der minimale Luftwiderstand an erster Stelle. Da 85 % des Widerstands, dem ein Radfahrer ausgesetzt ist, sein eigener Körper ist, möchten sie so effizient wie möglich sein.
Aerodynamische Fahrräder können ein kürzeres Steuerrohr haben, um das Frontprofil zu minimieren und somit diesen Widerstand zu verringern.
Aerodynamische Fahrräder zeichnen sich typischerweise durch eine größere Rahmenausladung aus, die horizontal von der Mitte der Tretlagerachse bis zum Steuerrohr gemessen wird, sowie durch ein kürzeres Steuerrohr. Diese Ausladung bietet Aufschluss über den beabsichtigten Einsatzzweck des Fahrrads.
Es ist absolut wichtig, zwischen Rahmen-Reach und Fahrer-Reach zu unterscheiden. Um den Fahrer-Reach anzupassen – also den Abstand von der Sattelspitze zur Lenkermitte – ist entweder ein längerer Vorbau oder ein größerer Sattelversatz erforderlich.
Die aggressive Geometrie aerodynamischer Fahrräder kann für Fahrer ohne die nötige Rumpfstärke oder Flexibilität zur Beibehaltung einer idealen Haltung schwierig sein.
Ohne die Fähigkeit, diese abgesenkte Position sanft einzunehmen, gehen die aerodynamischen Vorteile verloren und das Verletzungsrisiko steigt.
Aerodynamische Fahrräder verstoßen außerdem mit ihren Rohrprofilen im Verhältnis 3:1 gegen die UCI-Regeln – das heißt, pro Zentimeter Tiefe können sie bis zu drei Zentimeter länger sein.
Diese Röhren mit ihrer verjüngten Vorderkante und dem konturierten Heck sollen den Wind durchschneiden. Das „Heck“ der Röhre ist gelegentlich abgeschnitten und imitiert bei unterschiedlichen Windwinkeln ein geformtes Heck.
Diese Fahrräder zeichnen sich durch markante, eckige und aggressive Rahmenformen aus. Aerodynamische Fahrräder haben manchmal gerade, flache Oberrohre, im Gegensatz zu den schrägen Oberrohren, die bei leichten und Ausdauerrädern für mehr Komfort zu finden sind.
Dieses Design senkt das Frontprofil und erhöht die Steifigkeit, indem es den Abstand zwischen der Sattelrohrverbindung und dem Sattel verringert.
Obwohl sie die gleiche Geometrie und dieselben Spezifikationen aufweisen, sind diese Fahrräder aufgrund des für diese aerodynamischen Designs erforderlichen zusätzlichen Materials normalerweise schwerer als ihre leichteren Gegenstücke.
Obwohl sie nur für Zeitfahretappen und nicht für normale Rennen zugelassen sind, sind Zeitfahrräder die aerodynamischsten von allen.
Radsportbegeisterte finden die anschaulichsten Darstellungen möglicherweise auf steilen Zeitfahr-Etappen, wie beispielsweise der 16. Etappe der Tour de France 2023.
Tadej Pogačar war auf einem Zeitfahrrad zu Beginn der Etappe unterwegs, wechselte dann aber, als das Rennen einen steilen Hügel hinaufführte, hektisch und geplant auf ein leichtes Rennrad.
Dennoch war Pogačar von Vingegaard auf der Etappe begeistert, auch wenn der dänische Fahrer bei seinem Zeitfahrrad blieb!
Was sind Leichtfahrräder?
Die Fliegen Road Bike ist ICANs leichtes Rennrad
Ziel von Leichtmotorrädern ist es, unter Wahrung ausgewogener Leistungseigenschaften so leicht wie möglich zu sein.
Leichte Fahrräder werden normalerweise von Fahrern der Gesamtwertung und Teamleitern gewählt und vereinen die einzigartigen Qualitäten von Aero- und Ausdauerrädern in puncto Komfort, Steifigkeit und Handhabung.
Obwohl sie nicht so komfortabel sind wie Endurance-Bikes, bieten sie in der Regel mehr Komfort als Aero-Bikes.
Obwohl sie aufgrund ihres Gewichts wendiger sind, ähneln ihre Fahreigenschaften denen von Aero-Bikes.
Bei der Entwicklung von Leichtbaufahrrädern stehen dünne Rohrprofile im Mittelpunkt, die einen Kompromiss zwischen Haltbarkeit und Steifigkeit ohne unnötiges Zusatzgewicht darstellen. Diese Schlankheit absorbiert Straßenvibrationen für ein reibungsloseres Fahrgefühl und ermöglicht eine gewisse Flexibilität.
Durch den Einsatz spezieller Carbonarten oder zusätzlicher Faserlagen weisen diese Bikes generell eine verbesserte Steifigkeit an den entscheidenden Stellen wie Tretlager, Sattelrohr, Steuerrohr und Kettenstreben auf und optimieren so die Balance zwischen Leichtgewicht und Festigkeit.
Obwohl ihr Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht günstiger ist, sind leichte Fahrräder möglicherweise nicht so steif wie Aero-Bikes.
Aerobikes sind aufgrund ihrer größeren Rohre schwerer, aber auch steifer. Leichte Fahrräder erreichen mit etwas weniger Gewicht eine ähnliche Steifigkeit.
Je nach Modellreihe variieren die Hersteller von Leichtmotorrädern in der Geometrie.
Einige, die unterschiedliche Produktlinien für Aero-, Ausdauer- und Leichtgewichtsräder haben, tendieren möglicherweise stärker zu ihren Leichtgewichtsmodellen. Andere bieten möglicherweise eine entspanntere Geometrie, insbesondere wenn in ihrer Auswahl kein spezielles Ausdauerrad vorhanden ist.
Die Geometrie von Leichtbau-Bikes, auch von aktuellen Allroundern, kann stark variieren.
Was wählen die Profis?
Von Cervélo gesponserte Profi-Radfahrer wie Vingegaard von Jumbo-Visma profitieren davon, dass sie ihre Ausrüstung je nach Rennetappe auswählen können.
Vingegaard legte den Schwerpunkt besonders darauf, effektiv durch den Wind zu schneiden und fuhr zu Beginn der diesjährigen Tour de France das Cervélo S5, ein aerodynamisch gestaltetes Rennrad mit Eigenschaften, die an das Zeitfahrrad Cervélo P5 erinnern.
Für Hochgebirgstappen stieg Vingegaard allerdings auf das leichte Kletterrad Cervélo R5 um.
Dieses Fahrrad tendiert zu einem eher klassischen Design und legt den Schwerpunkt auf geringes Gewicht und hervorragende Steifigkeit für eine bessere Leistung bei langen Anstiegen, obwohl es immer noch aerodynamische Komponenten enthält.
Obwohl für die gesamte Etappe ein Aero-Bike günstiger sein könnte, könnte ein Profi-Radfahrer aus strategischen Gründen ein leichtes Setup für die Anstiege wählen.
Dies liegt daran, dass die entscheidenden Momente des Rennens, insbesondere auf den steilsten Abschnitten, wahrscheinlich auf Anstiegen stattfinden. Folglich wählen sie ihre Ausrüstung möglicherweise so aus, dass die Leistung in bestimmten entscheidenden Rennmomenten die höchste Priorität hat und nicht die gesamte Etappe.
Wenn das Rennen eine Bergankunft beinhaltet, wird es wahrscheinlich eine überwiegend flache Etappe mit einem (oder mehreren) deutlichen Anstieg (entweder gegen Ende).
Gewicht vs. Aerodynamik bei Fahrradrädern
Auch die Felgentiefe stellt Profifahrer vor ein Problem: flache Felgen reduzieren das Gewicht auf Kosten der aerodynamischen Effizienz, während tiefere Felgen zwar schwerer, dafür aber aerodynamischer sind.
Professionelle Radfahrer ändern ihre Laufradauswahl häufig je nach der Etappe, an der sie teilnehmen.
Laufradwahl für Bergetappen
Laufradwahl für Bergetappen
Aufgrund ihres geringeren Gewichts eignen sich Räder mit einer Tiefe von 35 mm oder weniger am besten für steile Anstiege.
Ursprünglich galten Räder im Bereich von 30–35 mm als „mitteltief“, doch dank der Entwicklungen in der Kohlefasertechnologie liegen sie heute am flacheren Ende der Palette der Räder, die üblicherweise für Rennradrennen ausgewählt werden, und bieten ein ähnliches geringes Gewicht bei besserer Aerodynamik.
Radwahl für hügelige Etappen
Im modernen Profiradsport erfreuen sich Laufräder mit einer Tiefe von 35–50 mm enormer Vielseitigkeit und Beliebtheit.
Ihre überlegene Aerodynamik für höhere Geschwindigkeit und Beschleunigung hilft ihnen, sowohl auf steilen als auch auf leichten Hängen effektiv das Gleichgewicht zu halten.
Ein Radsatz im mittleren Bereich ist eine gute Allround-Lösung für Leute, die häufiges Radwechseln vermeiden möchten.
Radwahl für flache Straßen
Radsätze mit einer Tiefe von 50–65 mm sind vor allem für ebene Straßen vorgesehen und bieten eine bessere Aerodynamik und erhöhen dadurch Geschwindigkeit und Stabilität.
Einige Modelle kombinieren flachere Vorder- und tiefere Hinterräder, um Seitenwindeffekten entgegenzuwirken.
Laufradauswahl für Zeitfahren
Radtiefen von 65 mm und mehr sind selten und normalerweise für Triathlon oder Zeitfahren vorgesehen.
Manche würden vielleicht sogar Scheibenräder verwenden, was das Konzept der tieferen Felgen zu seiner logischen Schlussfolgerung führen würde.
Diese Räder sind rein auf Aerodynamik ausgelegt, daher sind sie schwerer und weniger komfortabel; ihre Empfindlichkeit gegenüber Seitenwind erfordert eine fachmännische Handhabung.
Gewicht vs. Aerodynamik für Gelegenheitsfahrer
Viele Gelegenheitsfahrer denken, dass Aerodynamik nur zählt, wenn man schnell fährt.
Diese Ansicht impliziert, dass Aerodynamik nur ein Thema für Personen ist, die ihre eigenen Geschwindigkeitsbeschränkungen ständig austesten.
Obwohl der Luftwiderstand bei höheren Geschwindigkeiten spürbar zunimmt, ist es ein Mythos, dass nur schnelle Fahrer von aerodynamischen Verbesserungen profitieren.
„Der Luftwiderstand nimmt mit der Geschwindigkeit zu, da er sich im Quadrat zur Geschwindigkeit verhält“, sagt Jean-Paul Ballard. Schnellere Fahrer verbringen jedoch weniger Zeit auf der Strecke und haben weniger Windwinkel.
„Unsere Simulationen zeigen, dass langsamere Fahrer insgesamt tatsächlich mehr Zeit sparen können.
„Sie profitieren über einen längeren Zeitraum von aerodynamischen Verbesserungen, da sie länger auf der Strecke bleiben.“
Wir würden gerne von Ihren Erfahrungen und Entscheidungen hören
Bei der Entscheidung zwischen den beiden geht es um mehr als bloße Geschwindigkeit oder Komfort; sie hängt auch von Ihrem Fahrstil und dem Gelände ab, das Sie bewältigen müssen.
Anhand der detaillierten Kenntnisse des Profis Jean-Paul Ballard und der kalkulierten Entscheidungen des Tour de France-Siegers Vingegaard stellen wir fest, dass es bei der Auswahl ebenso sehr um persönliche Neigungen wie um technische Kriterien geht.
Egal, ob Sie ein Wettkampffahrer sind, der die Vorteile eines leichten Fahrrads bei steilen Anstiegen auslotet, oder ein gemütlicher Fahrer, der die Vorteile der Aerodynamik bei niedrigeren Geschwindigkeiten kennenlernt, Ihre Erfahrung ist unterschiedlich.
Sind Sie sowohl Aero- als auch Leichtgewichtsräder gefahren? Haben sich Ihre Fahrten merklich voneinander unterschieden? Wechseln Sie je nach Strecke Ihr Fahrrad oder den Radsatz?
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