Warum sind die Hinterräder von Zeitfahrrädern scheibenförmig und haben keine Speichen?

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Werden scheibenförmige Räder bei Seitenwind nicht mehr Windwiderstand verursachen? Was sind die Vorteile dieser Art von Rädern?

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road-bike wheels racing racing-bikes Amal Antony
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Es ist ein Zeitfahren, ziemlich kurz und im Allgemeinen auf einem Kurs, der angemessen vor Wind geschützt ist. Wenn Seitenwind an diesem Tag ein Problem wäre, würden sie wahrscheinlich die Räder gegen offene austauschen, aber wenn Wind kein Problem ist, erlauben die Räder eine höhere Höchstgeschwindigkeit (weniger Luftwiderstand, jedoch auf Kosten von mehr Gewicht). Sie sehen nicht nur wegen der Regeln Scheibenfronten, sondern auch, weil das Fahrrad dadurch sehr schwer zu handhaben ist. Bei längeren Fahrten ist nicht nur der Wind ein größeres Problem, sondern bei niedrigeren Durchschnittsgeschwindigkeiten und mehr Steiggewicht ist dies ein größeres Problem.
Daniel R Hicks

Antworten:

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Scheibenräder haben einen geringeren Luftwiderstand als Speichenräder. Siehe Aerodynamische Daten des Wheelbuilders und Aerodynamik von Hochleistungs- Rennradrädern . (Ein Link zeigt simulierte Daten, der andere gemessen).

Die meisten dieser Tests laufen bis zu Gierwinkeln von 30 Grad. Das Argument ist typischerweise, dass der Fahrer bei höheren Gierwinkeln (näher am Seitenwind) ein Speichenrad anstelle einer Scheibe wählen würde.

Scheibenräder werden normalerweise für Strecken und Tage bevorzugt, an denen nicht viele Seitenwinde auftreten, nicht aufgrund des Luftwiderstands, sondern weil sie eine große Fläche für den Wind darstellen und bei starkem Seitenwind zu einer unvorhersehbaren Leistung führen können. Dies ist ein Grund, warum Sie in einer Umgebung ohne Velodrom nicht oft Scheibenvorderräder sehen.

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Es gibt auch einige nationale Leitungsgremien, die vordere Scheibenräder nicht zulassen. UCI erlaubt es, NGBs jedoch oft nicht.
JohnP
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+1. Beachten Sie auch, dass Sie keine Discs benötigen, um den Effekt "Über die Straße geblasen" zu erleben. Meine "Standard" -Räder haben 6-cm-Felgen - also im Vergleich zu Scheiben immer noch relativ klein -, aber bei windigem Wetter werde ich das Vorderrad gegen eine kleinere Felge austauschen, damit ich in einer geraden Linie fahren kann!
PeteH
Wird Links reparieren, aber eine andere ähnliche interessante swissside.com/blogs/news/…
Tom
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Ich habe hier einen Link gefunden: http://www.wing-light.de/CFD/wheels.htm, aber Sie können auch ähnliche Grafiken vom Hersteller erhalten. Es zeigt unterschiedliche Luftwiderstände bei unterschiedlichen Windwinkeln.

Seitenwind bietet nicht unbedingt einen hohen Luftwiderstand, offensichtlich sollte er einen geringeren Luftwiderstand als Gegenwind bieten. Selbst wenn es direkt von den Seiten weht, beträgt der resultierende Winkel je nach Geschwindigkeit des Fahrrads und Wind nicht 90 Grad.

Hier ist der interessante Teil: Wenn Sie die Grafik überprüfen, hat die Disc in einem Winkel von etwa 20 Grad tatsächlich einen negativen Widerstand! Ich denke, um diese Art von Winkel zu erhalten, benötigen Sie einen Winkel höheren Grades (eher wie Seitenwind), wenn Sie sich schnell bewegen.

imel96
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Ich bin mir nicht sicher ob ich das verstehe. Ist das ein negativer Widerstand bei 20 Grad gegen den Gegenwind? Sprechen wir hier von wahrem oder scheinbarem Wind? Ich kann nicht sehen, wie man ohne Rückenwind einen negativen Luftwiderstand bekommen kann. Eine neue Frage wert?
James Bradbury
@ JamesBradbury - Die neue Frage wäre "Wie fliegt ein Flugzeug?" oder "wie kann ein Segelboot gegen den Wind segeln?"
Daniel R Hicks
@DanielRHicks, das bedeutet, dass das Rad von oben gesehen nicht symmetrisch ist. Ist das der Fall? Ich kann nicht sehen, dass das sehr gut funktioniert, außer in einem Windkanal.
James Bradbury
@ JamesBradbury - Das bedeutet nicht unbedingt, dass nur ein Tragflächeneffekt erzielt werden kann. Luft macht manchmal mysteriöse Dinge.
Daniel R Hicks
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@ JamesBradbury ja das ist 20 Grad vor Gegenwind. Im Windkanal sind das 20 Grad echter Wind, da das Rad steht. Auf der Straße wäre es ein scheinbarer Windwinkel. Wenn dies eine neue Frage aufwirft, würde es meiner Meinung nach in die Physik gehen, um ein tieferes Verständnis der Ergebnisse von Windkanaltests zu erhalten. Wie DanielRHicks erwähnte, nennen sie es Segeleffekt. Ein weiterer interessanter Punkt: Wenn Sie der Meinung sind, dass es sich nicht lohnt, weil Sie kein Profi sind, zeigt das Papier auch, dass langsamere Fahrer größere Zeitgewinne erzielen!
imel96
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Der Vorteil eines Scheibenrads besteht darin, dass Sie auf ebenen und rollenden Straßen und bei konstanten Geschwindigkeiten schneller fahren können als mit einem Speichenrad. Sobald Hügel (Schwerkraft und niedrigere Geschwindigkeiten) oder Tempowechsel in die Mischung kommen, wird das Gehäuse für Speichenräder stärker.

VaVaVeteran
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Im Physikunterricht habe ich gelernt, dass Vollräder ein geringeres Trägheitsmoment haben, weil der Schwerpunkt des Materials näher an der Nabe liegt (denken Sie an eine Skaterin, die ihre Arme einhält und sich dreht). Technisch sollte dies das Beschleunigen des Rades erleichtern und den Widerstand beim Durchdrehen des Rades verringern. Die wiegen mehr, ist dies also von Vorteil und ein Grund, sie zu haben?

jmknetspeed
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Dies gilt nur für zwei Räder mit derselben Masse, die unterschiedlich verteilt sind. Aber solide Fahrradräder sind normalerweise schwerer als Speichenräder.
Móż