In een groep ervaart fietser fors minder luchtweerstand dan gedacht

“Helemaal achteraan in een peloton wielrenners is weliswaar de luchtweerstand zeer laag, maar daar kun je minder goed reageren op aanvallen en gebeuren vaker valpartijen. Dus voor klassementsrenners of sprinters is de beste positie naar mijn idee op rij 6, 7 of 8: dan heb je nog genoeg afscherming van andere renners en zit je ver genoeg voorin.”

TU/e-onderzoek onder leiding van professor Bert Blocken kan leiden tot andere strategie van wielerploegen bij vluchtpogingen. In het midden van een peloton ervaren wielrenners slechts 5 tot 10 procent van de luchtweerstand die ze hebben als ze alleen fietsen. Dat is ongeveer 10 keer zo weinig als eerder werd aangenomen.

Dit blijkt uit berekeningen en windtunnelonderzoek aan een peloton van 121 wielrenners door de TU Eindhoven, KU Leuven, softwarebedrijf ANSYS en supercomputers van CRAY. De resultaten kunnen verklaren waarom zo weinig ontsnappingen in wielerkoersen succesvol zijn: de rekenmodellen van wielerteams waarmee ze hun strategie bepalen gebruiken onjuiste aannames.

Dat je middenin een wielerpeloton ‘uit de wind’ rijdt en dus minder luchtweerstand ervaart is bekend. Maar hoevéél minder is nooit goed onderzocht. Uit eerder onderzoek met kleine groepjes wielrenners zijn schattingen gemaakt van 50 tot 70 procent van de luchtweerstand die je als individuele renner ervaart. Maar profrenners geven aan dat je in een peloton ‘soms nauwelijks hoeft te trappen’, dus dat de luchtweerstand veel lager moet zijn.

Voor élke renner berekend
Deze nieuwe studie, onder leiding van TU/e- en KU Leuven-hoogleraar Bert Blocken, brengt voor het eerst systematisch in kaart hoe groot de luchtweerstand is voor élke renner in een wielerpeloton van 121 renners. Uit de resultaten blijkt dat midden en achterin het peloton de luchtweerstand ongeveer 5 tot 10 procent bedraagt van een individuele renner. Blocken: “Je kunt ook zeggen: het is alsof een renner 12 tot 15 km/uur rijdt in een peloton dat een snelheid heeft van 54 km/uur. Daarom voelt het voor renners terecht dat het zo weinig energie kost.”

Deze studie lijkt dus veel beter aan te sluiten bij de praktijk. Andersom kunnen renners deze data gebruiken om te zien wat de beste plek is in een peloton. “Helemaal achteraan is weliswaar de luchtweerstand zeer laag, maar daar kun je minder goed reageren op aanvallen en gebeuren vaker valpartijen”, aldus Blocken. “Dus voor klassementsrenners of sprinters is de beste positie naar mijn idee op rij 6, 7 of 8: dan heb je nog genoeg afscherming van andere renners en zit je ver genoeg voorin.”

De luchtweerstand voor elk van de 121 renners in een wielerpeloton, als percentage van de luchtweerstand van een renner die alleen rijdt.

Volgens Blocken kunnen de uitkomsten van deze studie het koersverloop in bijvoorbeeld de aankomende Tour de France beïnvloeden. “De rekenmodellen die wielerploegen gebruiken om het beste moment voor ontsnappingen te bepalen zijn, zo blijkt nu, gebaseerd op de verkeerde aannames. Dat kan verklaren waarom zo weinig ontsnappingen lukken en het peloton de ontsnappers terughaalt. Wellicht zorgen deze resultaten voor meer geslaagde ontsnappingen.”

3 miljard rekencellen
De studie is een combinatie van computersimulaties en windtunnelmetingen (waaronder een compleet peloton van 121 modellen), die onafhankelijk van elkaar dezelfde resultaten gaven. De onderzoekers namen twee pelotons van 121 renners onder de loep, die licht van elkaar verschilden in de afstand tussen de rijen. De computersimulaties bedroegen 3 miljard rekencellen – een wereldrecord voor een sporttoepassing – daarvoor waren de Amerikaanse supercomputers van het bedrijf CRAY nodig en tienduizenden softwarelicenties van het bedrijf ANSYS. Nog steeds moesten ze 54 uur aan een stuk draaien voor de doorrekening van een peloton, met in totaal 49 terabyte aan werkgeheugen.