Klimmen
Bij het klimmen moet de fietser zijn lichaamsgewicht plus het fietsgewicht omhoog brengen door druk uit te oefenen op de pedalen. Op steile hellingen van 10% of meer is die pedaaldruk voor ± 90% nodig om de zwaartekracht te overwinnen en 10% is nodig voor de luchtweerstand en de rolweerstand samen. Want bij het beklimmen van een steile helling is de snelheid slechts gering, meestal minder dan 20 km/uur, en dan is de luchtweerstand klein.
Klimtijdrit
De tijdrit op de Alpe d’Huez reed ik in 2000 en 2001 op mijn racefiets van 11,5 kg. en in 2005 op een low racer van 11 kg. Samen met mijn eigen gewicht (74 kg) was het totale omhoog te brengen gewicht dus ± 85 kg. De voorbereiding in de Alpen gedurende acht dagen vóór de tijdrit was in die drie jaar steeds dezelfde: dagtochten van ongeveer 100 km in de omgeving van de Alpe d’Huez. Het weer was goed bij alle drie de tijdritten. Op de racefiets was het resultaat resp. 81 en 80 minuten en de gemiddelde snelheid 10,5 km/uur. Op de ligfiets duurde de klim 95 minuten en was de snelheid 8,8 km/uur: ik was dus 17 % langzamer.
| Klimtijdrit op de Alpe d’Huez (Photographie L’Alpe d’Huez) | |
 zittend met de benen omlaag 1 uur en 20 minuten |
 liggend met de benen vooruit 1 uur en 35 minuten |
Pedaaldruk
Bij de drie tijdritten was het gewicht van berijder plus fiets gelijk en dus was de invloed van de zwaartekracht dezelfde. De luchtweerstand was te verwaarlozen vanwege de geringe snelheid. Het grote verschil in klimtijd werd dus veroorzaakt door een verschil in pedaaldruk. Kennelijk ben je op de ligfiets (met de benen vooruit) niet in staat om evenveel druk op de pedalen uit te oefenen als op de racefiets (met de benen omlaag): bij mij een verschil van 17%! Hoe zou je dat kunnen verklaren?
|
Bij het klimmen gaan wielrenners graag op de pedalen staan; dat is op een ligfiets onmogelijk (Michael Rasmussen; foto Cor Vos) |
Gewicht en kracht
Als je benen ontspannen omlaag hangen, rust hun gewicht via je voeten op de pedalen. De pedaaldruk is links en rechts even groot en je gaat niet vooruit. Als je op de pedalen gaat staan, drukt links en rechts zelfs de helft van je lichaamsgewicht op het pedaal; maar zolang je verder niks doet, blijft de pedaaldruk links en rechts in evenwicht. Pas als je een van de pedalen ontlast door je voet (bijna) op te tillen, ontstaat er een drukverschil tussen de pedalen en komt de fiets in beweging. Als je daarbij tegelijk op het andere pedaal trapt (kracht uitoefent) wordt de pedaaldruk aan die kant nog groter. Gewicht en trapkracht samen leveren de pedaaldruk. Maar op een ligfiets steken je benen vooruit en hun gewicht draagt niet bij aan de pedaaldruk: de ontwikkelde snelheid berust dan uitsluitend op trapkracht. En op de pedalen gaan staan is bij een ligfiets onmogelijk. Dat betekent bij het klimmen een groot nadeel.
Op de vlakke weg
Ook op de vlakke weg hangen je benen omlaag als je op een racefiets rijdt en hun gewicht draagt dan bij aan de pedaaldruk. Daardoor is die pedaaldruk op een racefiets altijd groter dan op een ligfiets. Dat blijkt bij het optrekken: op de racefiets ben je dan sneller. Die versnelling hangt af van de pedaaldruk. Maar bij toenemende snelheid wordt de luchtweerstand van steeds groter belang. Het voordeel van het kleinere frontoppervlak op de ligfiets gaat dan een rol spelen. Daardoor word je bij toenemende snelheid op de ligfiets gaandeweg sneller dan op de racefiets. Of: Bij grotere snelheid gaat het voordeel van het kleinere frontoppervlak het nadeel van de mindere pedaaldruk overtreffen.
Street legal, shock proof en high racer
Bij het klimmen was ik op de ligfiets langzamer doordat ik met de benen vooruit 17% minder pedaaldruk kon leveren. Op de street legal was mijn geschatte frontoppervlak 17% kleiner dan op de racefiets. Dat resulteerde in een gemiddelde snelheid die op de vlakke weg gelijk was aan de snelheid op mijn racefiets: het nadeel van de mindere pedaaldruk was op de vlakke weg in evenwicht met het voordeel van het kleinere frontoppervlak. Op de shock proof was mijn geschatte frontoppervlak 24% kleiner en reed ik 10% sneller dan op de racefiets. De 17% mindere pedaaldruk werd op deze ligfiets dus ruimschoots gecompenseerd. Op basis van het kleinere frontoppervlak mocht hier een 7% grotere snelheid worden verwacht. Op de high racer was mijn frontoppervlak 29% kleiner. Ondanks de 17% mindere pedaaldruk zou ik op deze ligfiets dus 12% sneller moeten zijn dan op mijn racefiets. Met 33 km/uur gemiddeld reed ik daarop 14% sneller.
Op deze ligfiets klom ik 17% langzamer
dan op mijn racefiets (foto Leo Heijne)
Conclusie
De snelheidsverschillen tussen de racefiets en de ligfiets op de vlakke weg en bij het klimmen kunnen worden verklaard uit de verschillen in frontoppervlak en pedaaldruk. Daarmee zijn de snelheidsverschillen vrij nauwkeurig te voorspellen.
www.racefiets-ligfiets.nl
ISBN 978-90-812153-2-9
© Rogier Verberne
andere e-boeken van Rogier Verberne: Veterinaire Verhalen en Q-koorts