Beiträge

Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy Hinnen

AeRoy Hinnen – Mensch oder Maschine? Was in Sachen Aerodynamik wirklich wichtig ist!

Im vergangenen Jahr haben wir von STAPS gemeinsam mit Triathlon-Coach und Aero-Pionier Roy Hinnen einen ersten Aero-Tag durchgeführt, bei dem wir unterschiedliche Triathlon-Einteiler unter die Lupe genommen haben. Die Resonanz damals: riesig! Grund genug, um unser Projekt gemeinsam mit Roy fortzusetzen und dem „Kind“ einen passenden Namen zu geben: das Projekt AeRoy Hinnen. Wir haben für euch einige Infos zusammengefasst, zudem findet ihr ein Video des Test-Tages am Ende des Artikels.

Anmerkung von STAPS: Die folgenden Ergebnisse sind Einzelfallanalysen, bezogen auf Roy Hinnen. Körper- und positionsspezifischen Unterschiede beziehen sich in diesem Fall auf Roy und werden voraussichtlich bei jedem Sportler zu abweichenden Ergebnissen führen. Grund genug, die eigene Aerodynamik analysieren zu lassen!Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy Hinnen

Mensch oder Maschine? Was in Sachen Aerodynamik wirklich wichtig ist

Die großen Rennen rücken näher. Damit wächst die Aufregung vieler Sportler und gelegentlich auch die Kauf-Motivation. Egal, ob es um Sekunden für eine Quali, die persönliche Bestleistung oder einfach den Kampf gegen die Konkurrenz geht – die Verlockung noch schnell einen neuen Satz Felgen, einen Aerohelm nach Vorbild der Stars oder den vermeintlichen Top-Anzug zu kaufen ist groß. Schließlich suggeriert einem die Werbung, dass all das den entscheidenden Zeitvorteil bringen kann. Doch tut es das wirklich?

Roy Hinnen und STAPS gingen dieser Frage im Augsburger Velodrom nach. „Projekt AeROy Hinnen“ lautete der Arbeitstitel. Dahinter verbarg sich keine geringere Frage als „Mensch oder Maschine?“ Wo verbirgt sich das größte Optimierungspotential in Sachen Aerodynamik auf dem Zeitfahrrad?

Mit der Testplanung und Durchführung war das STAPS Institut aus Köln, Hamburg und München betraut. Geschäftsführer Björn Geesmann arbeitet als Coach seit knapp zehn Jahren mit Athleten aller Leistungsklassen und beschäftigt sich seit langer Zeit mit Aero-Optimierungen. Größen des Triathlon-Sports, wie Jan Frodeno, Andreas Böcherer oder Daniela Sämmler waren in den vergangenen Monaten zu Gast, um auch 2017 perfekt aerodynamisch auf dem Rad zu sitzen.

Roy Hinnen darf man getrost als Aero-Pionier bezeichnen. Immerhin brachte der 50-jährige Schweizer, der seit 1998 auch als Coach tätig ist, schon in den 80er Jahren den Aerolenker nach Europa. „Material hatte im Triathlon schon seit jeher einen hohen Stellenwert,“ erklärt er sein ungebrochenes Interesse an Optimierung. „Wir haben schon damals immensen Aufwand betrieben, um uns und unser Material ständig zu verbessern. Nachdem es seinerzeit noch gar keine entsprechenden Produkte gab, haben wir uns einfach selbst etwas gebaut.“

Vier Testreihen mit unterschiedlichem Fokus

Natürlich lassen sich auch in der Aerodynamik Äpfel nicht mit Birnen vergleichen. Deshalb wurden bereits im Vorfeld vier verschiedene Testdurchläufe ausgearbeitet und geplant. Im wahrsten Sinne von Kopf bis Fuß sollte das Optimierungspotential betrachtet werden. Zunächst ging es um den idealen Helm und die Kopfhaltung. Weiter wurde – wie auch schon beim ersten Aufeinandertreffen von STAPS und Roy Hinnen – im Bereich Kleidung, insbesondere Oberbekleidung, getestet. Ernährung und Transportlösungen, sowie Trittfrequenz und Tretmuster bildeten den Abschluss der zwei Test-Tage.

Dabei wurde vor jedem Test eine sogenannte Baseline ermittelt. Dazu werden zunächst verschiedene Daten in das Alphamantis-System – ein innovatives System, welches den Luftwiderstand des Sportlers in Echtzeit misst – eingegeben. Die Datensammlung ist dabei komplex: Luftdichte, Bahngeometrie, Powermeter-Signale, System-Gewicht aus Rad und Fahrer – die Liste setzt sich weiter fort. Der Testlauf Roy Hinnens erfolgte mit ausgewähltem, und für alle weiteren Testläufe normiertem Material. Rad-Setup, Gang, Position, Anzug, Helm und Brille wurden nach der Baseline nicht mehr verändert, außer sie lagen im Fokus des Tests. Nur so lassen sich akkurate Aussagen bezüglich Watt-Unterschieden treffen.

Test 1: In Deckung! Wie dich die richtige Kopfhaltung schneller macht

Vor wenigen Jahren noch waren die Aerohelme möglichst lang und spitz zulaufend. Bei jeder kleinsten Bewegung, die die windschnittige Kopfbedeckung aus ihrer Idealposition brachte, pfiff es im Wind. Kaum überraschend: Diese Bewegungen kosteten Sekunden. Mittlerweile setzt man deshalb auf fast kugel- besser noch tropfenförmige Helmformen. Doch auch mit diesen Helmen gilt es eine möglichst gute Position einzunehmen und vor allem zu halten. Wie die perfekte Aero-Kopfhaltung aussieht, darum drehte sich die erste Testreihe auf der Radrennbahn in Augsburg.

Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy HinnenDoch beginnen wir mit „preisewerterem“ Material. Warum braucht es überhaupt einen Wettkampfhelm? Tut es nicht auch der ganz normale Straßenhelm? Der Test zeigt deutlich: In sauberer Aeroposition hat die Wettkampfversion durchaus ihre Berechtigung: 8,1 Watt (@40km/h) zusätzlich benötigt beispielsweise ein Specialized S-Works Evade (ein durchaus aerodynamisch optimierter Straßenhelm) im Vergleich zum MET Drone Zeitfahrhelm.

Entscheidend dabei ist jedoch die saubere Aeroposition, wie der Test mit „bewegtem Kopf“ zeigt.

Neben dem MET Drone, der eine leichte Spitze aufweist, schickten wir den deutlich kürzeren Giro Aerohead in den Test. Dabei fuhr Roy Hinnen einmal in je sauberer Aeroposition, im nächsten Durchgang simulierte er eine unruhige Position, schaute in regelmäßigen Abständen nach unten auf den Tacho, und streckte damit die Helmspitze in den Wind.

Das Ergebnis: Der MET Aerohelm brachte in Bewegung sogar 1,6 Watt Verlust. Der Giro 0,5 Watt Verlust. Testsieger war in diesem Fall sogar der Specialized Straßenhelm mit lediglich 0,1 Watt Differenz.

Fazit: Wer tatsächlich vom teuren Aerohelm profitieren möchte, der muss eine optimale Position einnehmen und vor allem auch dauerhaft halten können. Wer dazu neigt, sich viel zu bewegen, der fährt mit dem optimierten Straßenhelm, wie der Specialized einer ist, meist sogar besser.

Wie wichtig die Position selbst in Details ist, zeigten weitere Tests: Ein aufgerichtetes Fahren im „Basebar“ beispielsweise erfordert 51,6 Watt mehr Aufwand bei 40 km/h Geschwindigkeit als das windschnittige Ducken auf dem Zeitfahrlenker. Gut, das Ergebnis dürfte nun nicht überraschend sein.

Anders sieht es bei der Veränderung von Kleinigkeiten aus: Schon eine schmalere Armhaltung kann aus aerodynamischer Sicht von Vorteil sein. Während die breite Position der Extensions (Armpads auf 28,5cm, Extensions auf 16cm) bei Roy Hinnen 255,8 Watt Leistung bei 40 km/h erfordert, sind es bei dem Testlauf mit schmalster möglicher Einstellung (Armpads 25,5cm, Extensions auf 8cm) 252,1 Watt – immerhin 3,7 Watt weniger.Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy Hinnen

Noch besser schneidet derjenige ab, der den Kopf dauerhaft mit Blick nach vorne zwischen den Schultern einziehen kann. Der sogenannte „Shoulder Shrug”, der die Silhouette noch schmaler macht, bringt ganze 9,8 Watt Ersparnis.

Fazit: Mit idealer Sitzposition und kleinen Veränderungen lassen sich deutlich Watt einsparen. Voraussetzung ist jedoch, dass man die Position einnehmen kann (Schlagwort Beweglichkeit) und diese auch dauerhaft halten kann (Schlagwort Stabilität).

Test 2: Kleider machen (schnelle) Leute – Wie du mit der richtigen Wettkampfkleidung Sekunden sparst

Der windschnittige Einteiler findet sich mittlerweile in jedem triathletischen Kleiderschrank. Bereits im letzten Jahr bewiesen Roy Hinnen und STAPS mit einem groß angelegten Aerotest, was für den Wettkampfzwirn am wichtigsten ist: Die perfekte Passform entscheidet über Sekunden. Doch was, wenn das Wettkampf-Wettrikot einmal nicht mitspielt? Was, wenn kaltes Wetter zusätzliche Kleidung nötig macht, oder Hitze nach Kühlung verlangt?

Wer eine Regenjacke zum Witterungsschutz über den Einteiler anzieht, muss mit bis zu 15,8 Watt zusätzlichem Aufwand rechnen. Das normale Radtrikot schneidet mit 6,5 zusätzlichen Watt im Vergleich zum Einteiler ebenfalls nicht besonders gut ab. Es lohnt sich also in einen gutsitzenden Einteiler zu investieren. Wie der Test Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy Hinnendes letzten Jahres zeigte, kommt es aber auch hier nicht auf das Topmodell an, sondern eher darauf, dass er perfekt und faltenlos sitzt. Denn jede Falte kostet Zeit.

Habt ihr euch bei kaltem und regnerischen Wetter nicht auch schon einmal gefragt wie aerodynamisch ein Neoprenanzug ist? Oder bei Hitze, wie es wäre, nur in Shorts zu fahren?

Im „Nur-zum-Spaß-Test“ – schließlich sind beide Varianten laut Regelwerk nicht erlaubt – schneidet der Neo mit lediglich 3,5 zusätzlichen Watt gar nicht schlecht ab. Knapp zehn Watt mehr ergab ein separater Vergleich zur Baseline mit Trikot bei 40 km/h zwischen Fahren mit Oberbekleidung und ohne.

Test 3: So kommst du in Tritt: Wie Trittfrequenz und Tretmuster deine Radzeit beeinflussen

Dampflok oder Turbo-Turbine? Während die einen auf eine hohe Trittfrequenz setzen, schwören die anderen auf wenige Umdrehungen. Auf der Suche nach dem „perfekten“ Tritt werden seit jeher Rad- und Triathlon-Profis analysiert und dennoch ist es schwer eine Antwort darauf zu finden. Warum das so ist, das versuchten Roy Hinnen und STAPS herauszufinden.

Zunächst stellte sich das Team die Frage, ob die Trittfrequenz eine Auswirkung auf die Aerodynamik hat. Dazu wurde Roy mit Trittfrequenzmesser losgeschickt. Mit 65, 85 und 100 Umdrehungen pro Minute fuhr er je einen Testdurchgang. Der Hintergedanke: Kostet die zusätzliche Bewegung bei hoher Trittfrequenz Watt? Das Testergebnis bei 40 Kilometern pro Stunde ergab kaum Unterschiede bei 65 U/min benötigte der Schweizer 262,2 Watt, bei 85 U/min 262,7 Watt und bei 100 U/min 263,2 Watt. vernachlässigbare Größen.

Ähnlich geringe Auswirkungen zeigte ein Testdurchgang mit verändertem Tretmuster. Fuhr Roy mit nach außen gedrehten Knien benötigte er 264,7 Watt – lediglich 0,8 Watt mehr als mit seiner normalen, schmalen Kniehaltung.

Etwas deutlicher sah der Unterschied aus, schafft man es, die Sattelhöhe zu verringern. Was beispielsweise dann nötig ist, wenn der Schuh flacher gebaut ist, oder sich die Cleat-Position in die Mitte des Schuhes verschiebt. Bei einer Baseline von 264,9 Watt wurde die Sattelhöhe um 1 cm verringert. Die Veränderung brachte eine Reduktion auf 262,9 Watt mit sich – zwei Watt Ersparnis. Setzt man im Gegensatz dazu den Athleten um 1cm höher auf das Rad wirkt sich dies mit 0,5 Watt zusätzlichem Aufwand aus.

Test 4: Ernährung im Aerotest – wenn dich deine Wettkampfverpflegung langsam macht

Wer im Ausdauersport konstant Leistung bringen und schnellstmöglich ins Ziel kommen will, der muss sich unterwegs verpflegen. Deshalb wird eingepackt: Zwei Flaschen hinter dem Sattel, eine ins Rahmendreieck, Verpflegung ins Oberrohrtäschchen und zwischen den Extensions. Doch verändert das Gepäck die Aerodynamik? Macht dich deine Verpflegung vielleicht sogar langsam?

Nicht umsonst wurde in den vergangenen Jahren in Sachen Zeitfahrrad vor allem an einer Stelle weiterentwickelt: Systemintegration. Denn klar ist: Ungünstig platzierte Verpflegung macht langsam!Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy Hinnen

Wo also hin, mit all den Flaschen, Riegeln und Gels? Aero-Sieger, wenn es um Gels und Riegel geht, ist mit lediglich 1,2 Watt Verlust die radeigene vollintegrierte Box des Canyon Zeitfahrrad. Sie versteckt sich so gut, dass kaum aerodynamische Nachteile zu finden sind. Dagegen bringen die auf dem Oberrohr aufgeklebten Gels 2,8 Watt Mehraufwand. Wer sich also ein neues Rad zulegen möchte, der sollte auf gut integrierte Verstaumöglichkeiten achten. Alternative ist das Oberrohrtäschchen, das sich mit Klett anbringen lässt. Wichtig dabei ist jedoch, dass es sauber am Steuerrohr abschließt und nichts absteht.

Ebenso im Test waren verschiedene Möglichkeiten der Trinkflaschenbefestigung. Einerseits wäre da die klassische Unterbringung im Rahmendreieck. Oder aber, man montiert einen Flaschenhalter hinter dem Sattel. Dritte Variante ist das Anbringen eines der vielfältigen Lenker-Trinksysteme.

Im Test zeigte die Profile Trinklösung mit flach gelegter Flasche zwischen den Lenkerextensions einen Mehraufwand von 2,9 Watt. Die kompakte Einschieb-Flasche für zwischen die Extensions mit etwas mehr Füllmenge und demnach Aerodynamik im Triathlon unter die Lupe genommen von Roy Hinnenauch Volumen kostet 1,9 Watt bei 40km/h im Vergleich zur Baseline ohne Trinksysteme. Die klassisch im Rahmendreieck platzierten Flaschen waren mit 11,7 zusätzlichen Watt bei 40km/h die denkbar schlechteste Lösung.

Die deutlich günstigste Variante in Sachen Aerodynamik ist es jedoch, Flaschen hinter dem Sattel anzubringen. Wer ganz akribisch ist, der achtet hier zudem auf die Position und rückt die Flaschen so nah wie möglich an den Sattel heran und richtet sie im 45° Winkel nach hinten. Im Vergleich zu senkrecht platzierten Flaschen (0,9 Watt mehr gegenüber ohne Flaschen) bringt der Winkel sogar 0,5 Watt Ersparnis.

Fazit: Mensch UND Maschine

Um auf die Ausgangsfrage nach Mensch und Maschine zurückzukommen: Natürlich hat Material einen großen Einfluss auf die Aerodynamik. Allerdings ist in Bezug auf die Windschnittigkeit weniger entscheidend, ob ein Schein mehr oder weniger über die Ladentheke wechselt. Viel mehr gilt es das Material perfekt auf den Athleten abzustimmen. Wenn das Zusammenspiel funktioniert, dann sind auch die Aerowerte gut. Deshalb rät STAPS Geschäftsführer Björn Geesmann: „Man sollte immer erst an die eigene Position denken, bevor man unnötig viel Geld z.B. in Laufräder investiert. 80% Luftwiderstand gehen vom Sportler selbst aus, da wäre es im ersten Schritt deutlich sinnvoller 500 Euro für eine Sitzpositionsoptimierung oder besser einen Aerotest zu investieren, um 80% Widerstand zu optimieren, als 2.000 € für einen Satz Laufräder bei maximal 5-8% Optimierungspotential.

 

Photo & Text: Christine Waitz

Andi Böcherer mit get-AERO!-Position zum Ironman Frankfurt

Sonntag 03. Juli 2016, 6.30 Uhr. Startschuss für die männlichen Profis am Langener Waldsee zu den Ironman-Europameisterschaften in Frankfurt am Main. Mit dabei im Duell um den begehrtesten Ironman-Sieg Europas: Andi Böcherer.

Bereits im letzten Jahr konnte sich Andi einen Platz auf dem Podium hinter Jan Frodeno und Sebastian Kienle sichern. In diesem Jahr geht er gemeinsam mit Sebastian Kienle als großer Favorit an den Start. In 2015 lag Andi im Ziel noch 2:10min hinter Sebastian Kienle. Die einzige Disziplin in der er dem Zweitplatzierten unterlegen war, waren die 180km auf dem Rad, für die Andi 2:59min mehr Zeit benötigte.

Im Frühjahr war Andi Böcherer bei uns zu Gast zum STAPS get-AERO!, um gemeinsam mit unseren Experten und unseres innovativen Aerodynamik-Tests seine Position auf dem Rad zu Andi Böcherer | Aerodynamik-Test | Ironman Frankfurtoptimieren. Nach einem Tag intensivster Testfahrten, zahlreicher Positionsoptimierungen und Materialtests haben wir bei Andi eine Ersparnis von 12 Watt @ 42km/h, also 4% seiner Zielleistung auf 180km, erarbeitet.

Einen kleinen Einblick in unsere Arbeit mit Andi Böcherer geben wir euch mittels einer kleinen Foto-Studie:

Im folgenden ein Foto-Vergleich aus neuer Position (Challenge Fuerteventura 2016) und alter Position (Ironman Hawaii 2015). Auffällig ist dabei, dass Andis Kopf deutlich abgesenkter ist als vorher. Das Besondere dabei: Wir haben seinen Lenker hoch (!) gesetzt. Der Leitsatz “tiefer ist nicht immer besser” gilt besonders bei Andi: Durch eine zu große Sattelüberhöhung regelte Andi mit seinem Kopf gegen und hatte diesen zu weit oben und daher nachteilig im Wind. Durch eine Erweiterung der Sitzlänge haben wir zudem seine Frontalfläche – besonders im Bereich seiner breiten Schultern – verringert.

Um einen ersten großen Benefit zu erreichen, war unsere erste Arbeit mit Andi schon sehr erfolgreich. Wir haben aber noch zahlreiche weitere Optimierungen für ihn auf dem Zettel, die wir in den nächsten Monaten mit ihm angehen werden.

Andi Böcherer | Aerodynamik-Test | Ironman Frankfurt

Den kompletten Artikel zu unserem damaligen Test seht ihr hier!

Dürfen wir auch dich aerodynamisch optimieren? Hier gehts zu unserem STAPS get-AERO!

Für den Ironman in Frankfurt wünschen wir Andi ganz viel Erfolg!