… was es braucht, um erfolgreich und verlässlich Aerodynamik- und Rollwiderstandstests durchzuführen.
Hier soll es darum gehen, wie man sich mit zwei grundlegenden und entweder frei verfügbaren oder für sehr kleines Geld bereitgestellten Werkzeugen an perfekte State-of-the-Art Aerodynamik-Tests (und derzeit noch mit leichten Abstrichen: Rollwiderstandstests) heranarbeiten kann. Und das ohne Windkanal. Und auch ohne Velodrom. Im Prinzip braucht man nur einen guten Leistungsmesser – im Wesentlichen.
Aller Anfang ist da leicht und führt schnell zu ersten Erfolgen, die Lust auf Mehr machen. Dann kommt aber sehr schnell das steinige und trockene Tal der Tränen, durch dass man sich hindurcharbeiten muss, will man wirklich wiederholbare, signifikante und möglichst hochaufgelöste (sprich: mit niedrigen prozentualen Fehlern versehene) Testergebnisse erzielen. Mit denen man dann durchaus die Unterschiede zwischen z.B. unterschiedlichen Flaschenpositionen im Rahmendreieck, diversen Helmen oder anderen Dingen ermitteln kann. Und zwar in absoluten Größen wie CdA [m2], eingesparter Leistung bei entsprechenden Geschwindigkeiten [Watt] sowie eingesparter Zeit über bestimmte Strecken.
Bis es allerdings soweit ist und bis man mit Zuversicht entsprechende Ergebnisse erhält, die man für echte Kauf- oder Setup-Entscheidungen benutzen bzw. publizieren kann, gilt es, Arbeit in sein Test-Setup, sein Test-Protokoll und vor allem einiges an Zeit zu investieren, um Erfahrung zu sammeln. Zeit allerdings, die (dem Nerd) Spaß macht. Und Zeit, um Erfahrung mit den Methodiken, aber auch Erfahrung durch eine Vielzahl an durchgeführten Tests an unterschiedlichen Tagen und Orten zu sammeln. Im Feld draußen bei der eigentlichen Durchführung, aber auch drinnen vor dem Computer, um aus den Ergebnissen schlau zu werden. Um so ein Gefühl für die Repräsentanz und Auflösungsgenauigkeit der Ergebnisse zu erhalten.
Um das für Euch, wenn ihr euch dafür interessiert, etwas abzukürzen, möchte ich hier meine Lernkurve und Erkenntnisse aus mittlerweile über 4 Monaten konkreten Aerodynamik- (und Rollwiderstandstests) darlegen. Und schon davor, das wisst ihr als Leser meines Blogs, habe ich diese beiden Themen immer mal wieder aufgegriffen und auch bereits schon in ihren Grundlagen erläutert.
Reifen und das Rollwiderstandsthema im 3. Abschnitt dieses Artikels: Der optimale Reifen für Rennrad-Langstrecke, Ultracycling-Events und Bikepacking-Rennen (der Klick führt euch direkt zum passenden Abschnitt)
Und die Grundlagen des Luftwiderstands im Abschnitt „Aerodynamik“ in diesem Artikel: Seatpack-Alternative: Gepäckträger mit Seitentaschen oder Tailfin Aeropack? Praxistest Vaude Aqua Front Light, Ortlieb Gravel-Pack, Tailfin Super Light Pannier Bags und Tailfin Aeropack (auch hier führt euch der Klick direkt zum passenden Abschnitt).
Ich möchte im hier vorliegenden Artikel aber vor allem auch euch als geneigtem Leser die Möglichkeit geben, zu erkennen was alles dazugehört, wenn man verlässliche Ergebnisse erzielen möchte. Und damit auch die Grundlage und Bestätigung der Validität der Ergebnisse geben, wenn ich in einem Folge-Artikel, den ich im Anschluss an diesen hier veröffentlichen werde, über die eigentlichen Ergebnisse meiner ganzen Tests schreiben werde. Und zwar geht es da vorrangig um die Luftwiderstände unterschiedlicher Bikepacking-Taschen am Rad.
Also ran an’s Werk!
Was „bremst“ beim Radfahren und wie offensichtlich ist das?
Gewicht ist einfach. Wer hat nicht schon mal ein wirklich leichtes Rennrad hochgehoben und anerkennend oder zufrieden mit der Zunge geschnalzt? Oder im Schock geächzt, wenn nach dem Montieren aller Taschen und dem Beladen derselben das Bikepacking-Rad das erste Mal angehoben wird. Ach du Kacke! Ok, die Casual-Klamotten, der Drehmomentschlüssel (und das Kochgeschirr sowieso) fliegen sofort wieder raus – wer soll das alles die Berge raufschleppen!?
Radpflege ist einfach. Ok, nicht für jeden. Für manchen ist der Dreck auf dem Rad ja auch so etwas wie eine Konservierung. Aber spätestens wenn die Kurbel rauh läuft und sich das Vorderrad erst wieder mit etwas Krafteinsatz lenken lässt, reift selbst in der tiefsten Erlebnis-statt-Ergebnis Fraktion die Einsicht, dass es mit dem Erlebnis nicht so weit her ist, wenn sich die Kurbel schwerer als nötig drehen lässt. Und dass man seinen Lagern vielleicht doch etwas Pflege angedeihen lassen sollte. Anders ausgedrückt: wenn die körperliche Anstrengung klar ersichtlich in die schlecht gewartete oder eingestellte Maschine und nicht in die Fortbewegung fließt.
Reifenrollwiderstand… Da wird es schon schwieriger. Einerseits, was die Komplexität des Parameters in Bezug auf seine Zusammensetzung angeht aber auch andererseits, was das Bewusstsein für seinen Effekt auf die erforderliche Leistung betrifft, die man je nach Reifenwahl für nichts und wieder nichts verpulvern muss.
Zur Komplexität des Parameters tragen Reifenaufbau, Reifendruck, Untergrund, Hysterese- und Impedanzverluste bei; siehe hier für eine grundlegende Einführung.
Der Reifenrollwiderstand ist daher einer der schwierigsten zu bestimmenden Parameter der gesamten Einflussfaktoren aller Widerstände in der Bewegungsgleichung des Radfahrens. Nur noch überboten von der korrekten Bestimmung des Verlustes im Antriebsstrang selbst (wobei man es sich da generell auch einfach mit der Bilanzierung machen könnte, indem man sowohl einen Pedal- wie auch einen Hinterradnaben-basierten Leistungsmesser verwendet). Die Aerodynamik ist dagegen tatsächlich fast einfach.
Und was den Effekt auf die erforderliche Leistung betrifft – auch dazu habe ich im verlinkten Artikel einiges dargestellt. So ist es auf der Straße und für Rennradreifen ohne weiteres möglich, 30 Watt (bei Geschwindigkeiten von rund 30 km/h) zwischen einem eher schlechten und einem Spitzenreifen liegen zu lassen bzw. einzusparen!
Offroad und damit auch beim beliebten Thema Gravel sieht es ähnlich aus. Hier sind die Durchschnittsgeschwindigkeiten geringer, dafür aber aufgrund des Untergrundes und der oft grobprofiligeren Reifen die resultierenden Rollwiderstände ungleich höher. Während das Thema Kurvengrip noch deutlich mehr Nuancen als auf der Straße entfaltet, kommt nun auch noch das Thema Traktion hinzu. Beides ist natürlich sehr wichtig. Während Mountainbiker schon seit langem sehr genau auf die Art und Tauglichkeit ihrer Reifen je nach Disziplin, Terrain und aktuellem Untergrundzustand achten, ist das beim Hype-Thema Gravel noch sehr unterentwickelt. Auf jeden Fall bei Jedermännern und Freizeitradlern oder auch Pendlern. Hier wird oft nach der Methode verfahren: Viel hilft viel – Hauptsache der Reifen ist so breit (und vielleicht so grobstollig) wie möglich und wie er ins Rad passt. Wie schnell der Anteil des Rollwiderstands an den gesamten zu überwindenden Widerständen in die Höhe schießt, wenn man anstelle auf der Straße mit einem guten Reifen auf einem Waldweg mit einem üblichen Gravelreifen unterwegs ist, zeigen die folgenden beiden Grafiken:
Anteilige Leistungen zur Überwindung der Bewegungswiderstände im Anstieg, links straßentypischer, rechts graveltypischer Rollwiderstand.
Diese beiden Grafiken sind übrigens aus dem Artikel: Pacing Strategien für die Langstrecke – Von Granfondos und Gravel-Rennen bis zu 24h- und Ultracycling-Rennen.
Wir nehmen eine ganz leichte Steigung von 2 % als Beispiel, damit man auch bei der Hangabtriebskraft was sehen kann. Wo auf der Straße bzw. mit sehr niedrigem Rollwiderstand der entsprechende Anteil rund 15 Watt bei 25 km/h Geschwindigkeit und damit mehr als Nichts aber trotzdem gerade mal 15 % der beiden dort etwa gleich hohen Anteile aus Luftwiderstand und Überwindung des Anstiegs (je rund 100 Watt) beträgt, sind es bei einem graveltypischen Rollwiderstand schon knapp über 50 Watt! Mehr als 3 mal so viel wie zuvor und bereits die Hälfte von Luftwiderstand und Hangabtriebskraft. Wo ich persönlich auf der Straße soeben noch im Grundlagenbereich fahren konnte, um 25 km/h schnell zu sein, kratze ich auf dem Waldweg bzw. mit einem schlecht laufenden, grobstolligen Reifen, den ich vielleicht gar nicht brauche, schon an meinem Schwellenbereich. Von „ich kann den ganzen Tag so fahren“ bis zu „nach einer Stunde bin ich ratzefertig“ nur durch die Wahl des Reifens!
Klar – wenn der Weg nun mal so rauh ist, wie er ist, und ich auch mit einem dünneren oder gering profilierterem Reifen nicht voran komme (wobei die Profilierung nicht immer ausschlaggebend für den Rollwiderstand ist), dann muss ich das schlucken. Kann aber immer noch in der entsprechenden Gravel-Reifen-Kategorie optimieren. Es zeigt aber die Bandbreite der oftmals einfach so umsonst liegen gelassenen möglichen Geschwindigkeit. Oder auch Energieeinsparung und Leichtigkeit der Fortbewegung.
Beides ist ja möglich und Ergebnis einer bestmöglichen Konfiguration: Möglichst schnell bei gegebenem Leistungseinsatz zu sein. Oder möglichst viel Energie bei gleicher Geschwindigkeit einzusparen.
Das gilt vor allem beim letzten Parameter: dem Luftwiderstand. Luftwiderstand ist nicht einfach. Sollte es aber eigentlich sein. Wird aber doch irgendwie von Jedermann und -Frau nicht beachtet. Ja, oft sogar gerne als Mumpitz abgetan und nur als etwas für richtig schnelle Leute erachtet. Was kaum weiter von dem wahren Effekt entfernt wäre. Gerade als langsamer Mensch spart man effektiv am meisten ein, weil man viel länger auf der Strecke ist.
Warum sage ich, dass der Luftwiderstand einfach sein sollte? Jeder spürt ihn doch. Bläst der Wind etwas stärker von vorne, duckt sich auch die Oma auf ihrem Hollandrad etwas tiefer über den Lenker und veringert so intuitiv ihre Windangriffsfläche. Streckt mal euren Arm nach vorne aus und wedelt mal mit der offenen Hand hin und her. Spürt ihr die Luftbewegung darum herum? Wir sind wie ein Fisch auf dem Grund eines tiefen Ozeans aus dichtem Fluid, durch dass wir uns hindurchbewegen müssen. Nur dass das Fluid kein Wasser sondern ein Gas ist. Luft.
Wir sehen in obiger Grafik, dass schon bei nur 13 km/h für einen typischen Rennrad- oder Gravelbike-Fahrer (Hände auf dem Oberlenker oder auf den Hoods) Luftwiderstand und Rollwiderstand in der Ebene gleich (mit einem geringen Rollwiderstand für einen typischen Spitzenreifen auf Asphalt) sind! Danach marschiert die zur Überwindung des Luftwiderstands erforderliche Leistung auf und davon! Und zwar kubisch
Pw = Fw ⋅ v = cw ⋅ A ⋅ 1/2 ⋅ rho ⋅ v3
(siehe hierzu wieder den oben schon verlinkten Grundlagen-Abschnitt zur Aerodynamik hier oder auch meinem Artikel zum Pacing hier.)
Aerodynamik ist daher für den Radfahrer alles! Nun ja, fast alles, wenigstens. Rollwiderstand ist ebenfalls wichtig und Gewicht ebenso. Sowohl was das Handling wie auch was den Spaß an der Sache betrifft.
Gewicht ist wie gesagt einfach. Dafür brauchen wir nur eine Waage.
Antriebs- und Lagerverluste sind glücklicherweise bei einem ideal gepflegten Rad sehr gering. Sind aber nicht zu vernachlässigen, gerade wenn die Bedingungen extrem dreckig werden. Für diesen Artikel lassen gehen wir mal nicht näher auf sie ein und führen sie nur als konstant linearen Verlust bzw. Korrekturfaktor mit. Z.B. in Höhe von 2 % der aufgewendeten Leistung.
Aber wie nähern wir uns den Parametern Rollwiderstand und vor allem Aerodynamik?
Darum soll es im Folgenden gehen. Und zwar in Erweiterung und Vertiefung meines Artikels vom 16. Juni diesen Jahres, wo ich die beiden Methoden Chung Virtual Elevation Method (in Form des Chung Aerolab in Golden Cheetah) und den aerotune Aerodynamik-Test vorgestellt habe: MTB vs Gravelbike – was ist schneller? Aerodynamik und Rollwiderstandtests für Jedermann (Chung Methode, GoldenCheetah Aerolab, Aerotune.com und co)
Motivation
Meine Motivation ist dabei immer die gleiche: wie spare ich kostbare Watt auf dem Rad. Und zwar egal, ob es sich um die Hausrunde mit dem Rennrad dreht, wo ich zwei, drei Mal im Jahr auf den Angriff auf eine persönliche Bestzeit blase oder ob es einfach nur jeden Tag und für jede Ausfahrt darum geht, das Gefühl einer perfekten Maschine unter mir zu haben. Die idealerweise eine fast unbewusste Verlängerung meiner selbst ist und mühelos jede Pedalzuckung in Vortrieb umwandelt; nahezu schwerelos und nur mit leichtem Whoosh über den Asphalt gleitet. Und mir mit möglichst geringer Anstrengung möglichst viel Geschwindigkeit erlaubt. Einfach für’s Gefühl oder einfach, damit auch weiter entfernte Ziele erreichbarer werden.
Beim Stichwort „weiter entfernte Ziele“ kommt natürlich auch sofort mein beliebtes Thema „Weitradeln“ in den Sinn. Und gerade hier ist es so, das Bikepacking-Rennen im Grunde nichts anderes als ultralange Einzelzeitfahren sind. Wo es natürlich auf Effizienz ankommt. Abseits des Rades, aber auch auf dem Rad. Jedes Watt, was hier umsonst liegen gelassen wird, summiert sich eben nicht nur über zwei, drei Stunden oder 100 km, sondern über Tage und tausende von Kilometern hinweg!
Jedes Watt, was hier umsonst liegen gelassen wird, summiert sich eben nicht nur über zwei, drei Stunden oder 100 km, sondern über Tage und tausende von Kilometern hinweg!
Alleine das Thema Reifenrollwiderstand. Welcher ja (nur) linear mit der Geschwindigkeit steigt. Stellt euch vor: Es ist Tag 4 eines Ultracycling-Rennens, ihr habt gerade die Provence hinter euch gelassen und quält euch bei 40 Grad in der Sonne durch die Camargue. Der Leistungsmesser zeigt gerade mal 140 Watt an (und sagt somit gnadenlos aus, dass ihr nicht mal euren normalen G1-Bereich erreicht). Das langt in dem Moment dann vielleicht gerade mal für 23 km/h. Wollt ihr jetzt davon lieber 28 Watt oder lieber 39 Watt im Rollwiderstand verpuffen sehen? Anders dargestellt: 20 oder 28 % der gerade aufgewendeten Leistung? Die Antwort ist doch klar: „Hölle ja, gib mir 8 % mehr effektive Vortriebsleistung!“
Der gerade genannte Unterschied ergibt sich zwischen Reifen, die einen effektiven Rollwiderstandsbeiwert von crr = 0,005 und crr = 0,007 aufweisen. Damit ihr ein Gefühl für diesen Wert erhaltet. Das könnt ihr selbst leicht nachrechnen. Die Formel lautet:
Pr = crr ⋅ m ⋅ g ⋅ v = crr * Systemgewicht ⋅ g ⋅ km/h / 3,6
Aber auch das Thema Taschen bzw. Rad-und-Taschen-Konfiguration. Damit habe ich mich ja schon länger auseinandergesetzt und auch kürzlich zwei sehr ausführliche Artikel (einen grundlegenden und einen spezifisch als Vergleichstest zwischen Vaude-, Ortlieb- und Tailfin-Seitentaschen sowie dem Tailfin Aeropack ausgerichteten Artikel ) veröffentlicht. Und aktuell habe ich das gesamte Line-up des jungen Herstellers cyclite zum Testen hier. Welches unter anderem auch eine sehr interessante Aero-Handlebar Bag beinhaltet. Und das ist ja quasi eines meiner langjährigen Lieblingsthemas: unter aerodynamischen Gesichtspunkten konzipierte Fronttaschen für das Bikepacking mit Rennrädern und Gravelbikes. So langsam und endlich kommt Musik in die Sache.
Das wollte ich jetzt genau wissen und nicht nur qualitativ und nach Gefühl oder Augenschein sowie Bewertung der angeströmten Stirnfläche machen, sondern ich wollte quantitativ wissen: Welche Tasche, welches Taschensetup ist mehr „Aero“? Ist da ein quantifizierbarer Unterschied im CdA? Wie hoch ist er? Wieviel macht das also aus – im CdA, in den gesparten Watt bei entsprechenden Geschwindigkeiten, über die Dauer eines Rennens? Hier kurz nochmal erläutert: CdA ist die englische Bezeichnung für Coefficient of Drag x Area, wobei also Cd der (Luft-)widerstandsbeiwert (deutsch: cw-Wert) und A die angeströmte Stirnfläche ist.
Doch dazu dann im eigentlichen Aerovergleichstest unterschiedlicher Taschenkonfigurationen mehr, den ihr hier findet: Aerodynamik von Bikepacking-Taschen. Diese Taschen machen dich schneller!
Hier soll es jetzt mit den Grundlagen dazu weitergehen. Eigentlich brauche ich für die Beantwortung der obigen Fragen ja nur eine brauchbare Strecke, die 1 km lang sein muss und ich fahre die ein paar Mal hin und her. Wechsele dabei die Taschen aus und schaue dann, was mir die automatische Auswertung von z.B. aerotune ausspuckt. Und im Grunde ist es das auch. Allerdings erst ganz am Ende. Doch hier sei vorweg genommen: Es ist in der Tat so, wie auch der Kopf (mittlerweile muss man sagen, einer der beiden Köpfe) hinter aerotune, Sebastian Schluricke, sagt: Einfach anfangen. Egal wie schlecht die Bedingungen sind. Auch wenn die Strecke vielleicht noch nicht ideal ist. Einfach anfangen. Fehler macht man sowieso und man muss einfach den Lernprozess starten.
Dann machen wir das also. Fangen wir gemeinsam den Lernprozess an!
Die zwei benutzten Werkzeuge: Chung Aerolab und der aerotune Aerotest
Bzw…. machen wir weiter. Angefangen haben wir ja schon und wenn noch nicht getan, dann lege ich euch jetzt nochmal meinen Einstiegs-Artikel dazu ans Herz: MTB vs Gravelbike – was ist schneller? Aerodynamik und Rollwiderstandtests für Jedermann (Chung Methode, GoldenCheetah Aerolab, Aerotune.com und co)
Der ist wichtig, denn hier findet ihr die Grundlagen. Was zu einem reproduzierbaren, repräsentativen Testprozedere gehört (ganz allgemein). Was die Chung Virtual Elevation Method ist und wie ihr sie im Trainingsanalyse-Program Golden Cheetah findet und einfach nutzen könnt. Und was „aerotune“ eigentlich ist und wie man dort den Einstieg findet.
Beides, das Chung Aerolab in Golden Cheetah und den aerotune Test werden wir hier ausführlichst benutzen und behandeln.
Ich muss dazu noch kurz etwas zu dem erwähnten Artikel nachschieben: Und zwar hatte ich es mir, obgleich es ja eines der Hauptthemen dieses Artikels war und obgleich ich die ganzen Fallstricke und Schwierigkeiten bei der Ermittlung des effektiven Reifenrollwiderstands ja dort behandelt habe, in Bezug auf die Ermittlung des CdA (also des Luftwiderstandes) im Chung Aerolab und auch bei aerotune etwas Leicht gemacht. Oder anders ausgedrückt – gerade weil ich um die Schwierigkeiten wusste, habe ich es mir Leicht gemacht und, wie dort beschrieben, auf Literaturwerte bzw. veröffentlichte Testwerte der benutzten Reifen (dort Vittoria Terreno Dry G2 und Maxxis Ikon) zurückgegriffen. Auch, weil ich da am Ende auf Asphalt unterwegs war. Ich hatte dann ursprünglich und zu diesem Zeitpunkt fälschlicherweise angenommen, dass für die aerotune crr-Ermittlung die unterschiedlichen Geschwindigkeiten, die sich zwangsläufig durch unterschiedliche Setups ergeben (wenn sie signifikant unterschiedlich sind wie einmal Aerobars, einmal Rennlenker) oder auch durch einen zwar flachen, aber immer noch geneigten Testkurs – dass diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten dazu ausreichen, den Crr zu isolieren. So wie ich es aus der Theorie von Chung zum virtuellen Höhenprofil her kenne. Nun – ich hatte dann bereits damals kurz im Nachgang mit Sebastian Schluricke telefoniert und erfahren, dass dem leider nicht so sei. In der Theorie würde das zwar funktionieren, aber in der Praxis seien die Messfehler zu groß. Das dem so ist, kann ich mittlerweile aus meinen vielen weiteren Tests bestätigen.
Was der aerotune Test nun für den (zumindest erfolgversprechenden, aber nicht erfolggarantierenden) Versuch der Reifen-Rollwiderstandsermittlung benötigt ist zum derzeitigen Stand:
a) in einem Setup (also den Testläufen für eine unveränderte Konfiguration von dem, was ihr gerade testet) müssen mindestens 2 Test-Läufe vorhanden sein, die mit deutlich unterschiedlicher mittlerer Leistung gefahren wurden. Dabei darf die niedrigere der beiden Leistungen höchstens 70 % der Leistung des höheren Test-Laufs erreichen. 50 % muss es also gar nicht sein. Also: ein Testlauf mit 200 Watt und ein weiterer mit 270 Watt sollte beispielsweise funktionieren. Noch bevor ich diese Detailinformation hatte, führte ich einen Lauf mit 165 und den zweiten mit 250 Watt aus. Hat funktioniert. Leider ist es dennoch so, dass es manchmal trotzdem nicht funktionierte…
b) ihr geht vor dem Starten der Berechnung in den Tab „Allgemein“ und klickt dort die Checkbox „Berechne Crr“ aktiv (übrigens eine brandaktuelle Anpassung und angemessene Repositionierung entsprechend der Bedeutung dieses Parameters, der zuvor im Tab „Laufräder“ residierte).
Insgesamt verspricht Aerotune hier kontinuierliche Weiterentwicklung und Verbesserung, auch im Bereich der Rollwiderstandsberücksichtigung. Und das ist auch so: Erst vor wenigen Wochen wurde ein neuer Button als Beta-Funktion freigeschaltet:
Vielleicht habe ich da auch ein wenig als Beschleuniger gewirkt, konnte ich mich doch diesen Herbst nocheinmal sehr ausführlich mit Sebastian über aerotune, die zugrundeliegenden Algorithmen und methodologischen Ansätze unterhalten, die mir sehr dabei geholfen haben, zu verstehen, wo weitere Fallstricke lauern können bzw. welcher Riesenaufwand hinter den Kulissen betrieben wird, um allfällige Fehlereinflüsse schon im Vorfeld durch geschickte Datenbehandlung abzufangen bzw. auf das mögliche Minimum zu reduzieren. Dafür an dieser Stelle auch schon mal ein herzliches Dankeschön an aerotune.
All dies gesagt: aktuell bin ich auch mit dieser Beta-Berechnungsmöglichkeit für den crr noch nicht zufrieden. Für meine Anwendungsfälle konvergiert sie einfach bisher nicht.
Für die CdA-Ermittlung bin ich mittlerweile aber sehr zufrieden. Leider benötigt diese trotzdem immer noch zumindest eine sehr gute Idee über den effektiven Rollwiderstand. Wenn der komplett daneben liegt, können sich aufgrund der nichtlinearen Wechselwirkungen in den zugrundeliegenden Bewegungsgleichungen teilweise sogar unterschiedliche Rangfolgen in der aerodynamischen Effizienz unterschiedlicher getesteter Setups ergeben.
Und auch bei recht nahe beieinander liegenden, vermutlich gut passenden crr-Werten kann sich über mehrere Wiederholungsmessungen hinweg schon mal eine Erhöhung oder Reduktion des Abstands zwischen zwei CdA-Ergebnissen unterschiedlicher Setups ergeben. Dass ist aber beherrschbar.
Wie ich da für mich verfahre, werde ich im Folgenden vorstellen.
Eine kurze Roadmap: Was findet sich in diesem Artikel?
Wir sind zwar schon mittendrin, jetzt aber doch noch eine kurze Roadmap, was euch wo im weiteren Verlauf dieses Artikels erwartet. Und dann auch eine kurze Definition der verwendeten Nomenklatur.
Was generell zu einem erfolgreichen Testprozedere gehört, habe ich im Vorgängerartikel ja bereits ausführlich dargelegt. Auch welche (meist gleichen, nur in Teilen unterschiedlichen oder optionalen) Kriterien an die Testdurchführung oder an die Wahl einer geeigneten Testörtlichkeit anzulegen sind.
Es versteht sich von selbst (sollte es zumindest – aber ich weiss, es muss trotzdem erwähnt werden), dass ihr, wenn ihr z.B. den aerodynamischen Vorteil einer Saddle Bag gegenüber klassischen Seitentaschen am Gepäckträger herausarbeiten wollt, euer übriges Setup ansonsten immer genau gleich halten müsst. Sonst vergleicht ihr alles, aber nicht genau das, was ihr feststellen wollt.
An Tag 1 also noch mit zwei Trinkflaschen im Rahmen fahren und an Tag 2 keine dabei zu haben… ein No Go!
Oder Mittags für die ersten Tests im Jersey fahren und wenn es gegen Abend kühl wird, die Windweste drüber zu ziehen… Nein, geht absolut nicht!
Genauso ist aber auch das korrekte Gewicht wichtig. Das muss nicht konstant bleiben, aber es muss korrekt berücksichtigt werden. Nicht einfach denken: „Oh, ein Tag später – ich wiege genauso viel wie gestern, da ist ja nichts passiert.“ Stimmt nicht. Ihr werdet euch vielleicht wundern, wie stark der Wasserhaushalt (allein gebunden in den Glykogenspeichern) eures Körpers von Tag zu Tag wechselt. Und auch unterschiedliche Gewichte unterschiedlicher Setups (z.B. die Saddle Bag vs. den Gepäckträger mit den Seitentaschen) muss berücksichtigt werden.
Dafür und für weitere Aspekte und Fragen findet ihr auf der aerotune Seite auch eine hilfreiche FAQ: https://aerotune.com/aerotest/faq/
Aber auch, wenn man sich alles dieses und mehr durchgelesen hat; auch wenn man zuvor über die Jahre schon viele Artikel über Aerodynamik-Tests gelesen hat, sich in Foren ausgetauscht und nach besten Wissen und Gewissen eine passable Teststrecke gefunden hat (was verflucht schwierig ist) und der Meinung ist, alles das richtig zu machen, was man selbst kontrollieren kann, bleiben erst mal Fragen über. Bzw. wundert man sich über seltsame und so nicht erwartete Ergebnisse. Und kratzt sich dann den Kopf:
- Liegt es an der Strecke an sich? Wenn ja, an welcher spezifischen Eigenschaft? Immer noch zu wechselnd im Gefälle bzw. in der Gesamt-Höhendifferenz (obgleich man doch schon das flachste Stück das aufzutreiben war, gefunden zu haben meint)?
- Liegt es an der GPS-Geschwindigkeitsmessung gegenüber einer solchen mit dediziertem Speedsensor?
- War der Wind doch zu stark oder zu böig oder kam einfach aus einer unpässlichen Richtung?
- Ist immer noch zuviel „Verkehr“ auf meiner Teststrecke?
- Liegt es doch an den Reifen bzw. am crr-Wert? Wie stelle ich das fest? Bzw. wie bekomme ich ein Gefühl für die Größenordnungen? Etwa in dem ich mehrere Reifen miteinander vergleiche?
- Wie präzise können eigentlich die beiden Verfahren (Chung und Aerotune) messen bzw. den CdA und den crr bestimmen?
- Oder muss ich eher fragen: wie präzise kann ich selbst sein? Und zwar nicht in der Sorgfalt bei der Durchführung des Testprotokolls an sich, sondern in der Wiederholbarkeit meiner Körperposition über mehrere Testläufe hinweg?
- Wie konstant bin ich selbst wirklich, wenn ich mich für exakt konstant halte? Anders gefragt: wie groß ist die erwartbare Variation im CdA von einer Person auf dem Rad, wenn diese immer wieder versucht, exakt die selbe Position auf dem Rad einzunehmen? Selbst wenn diese Position maximal unterstützt ist (Aerobars mehr konsistent als Hände einfach nur an einer spezifischen Lenkerposition).
Es ist ja verständlich, dass ich es mir abschminken kann, Unterschiede in der Größenordnung von CdA = 0,02 m^2 zwischen zwei Setups erkennen zu wollen, wenn ich mit meiner Körperhaltung unbewusst von Test zu Test in der Größenordnung von 0,04 m^2 variiere, trotz dass ich versuche und der Meinung bin, immer in der selben Haltung zu fahren (Glücklicherweise werden wir feststellen, dass es nicht so schlimm ist und das sich in der Tat kleinere Unterschiede detektieren lassen – mit der nötigen Sorgfalt und den richtigen Hilfsmitteln).
- Wie konstant bin ich selbst wirklich, wenn ich mich für exakt konstant halte? Anders gefragt: wie groß ist die erwartbare Variation im CdA von einer Person auf dem Rad, wenn diese immer wieder versucht, exakt die selbe Position auf dem Rad einzunehmen? Selbst wenn diese Position maximal unterstützt ist (Aerobars mehr konsistent als Hände einfach nur an einer spezifischen Lenkerposition).
- Und wie schließlich steht es um die Wiederholbarkeit von Testlauf zu Testlauf und auch von unterschiedlichen Testtagen aus, wenn immer das gleiche Setup getestet wird? Idealerweise sollte das ja, wenn auch nicht exakt identisch, dann aber jedoch größenordnungsmäßig und vor allem in Relation zu anderen getesteten Setups gleiche Ergebnisse erzielen.
Nun, zu jedem dieser gerade genannten Punkte hatte ich meine „WTF!?„-“ bzw. zumindest meine „Hmmm, okeee – das muss ich überprüfen.„-Momente.
Wir werden sie gemeinsam abklappern und am Ende vor erfolgreichen und vertrauenerweckenden, reproduzierbaren Ergebnissen stehen.
Das bedeutet ihr findet im weiteren Verlauf die folgenden Kapitel:
- Teststrecken: Tips und Tricks zur Streckenwahl und -bewertung
- Der Blick in die Black Box
- Der Reifenrollwiderstand
- Der Einfluss der Körperhaltung
- Zusammenfassung der „Best Practices“ und ein letzter Tipp: Wiederholungstests innerhalb eines Testtages
Zuvor noch etwas Nomenklatur
- CdA und aeroPOINTS, abgekürzt aP:
CdA steht wie schon des öfteren erläutert für Coefficient of Drag x Area bzw. für die effektive Luftwiderstandsfläche. Darin steckt auch schon die Einheit – eine Fläche. Die CdA wird also in Quadratmetern angegeben. Das ergibt etwas unhandliche Zahlen, gerade wenn für das Radfahren relevante Positions- oder Ausrüstungsunterschiede bewertet werden sollen. Der Unterschied zwischen 0,214 und 0,209 m2 schreibt sich aufwendig und hört sich nach nichts an – mag aber schon, wenn reproduzierbar, ein guter Gewinn sein. Aerotune multipliziert den CdA daher pragmatischerweise mit 100 und bezeichnet das dann als aeroPOINTs oder aP. Macht Sinn, finde ich. Im Beispiel wären das dann also 21,4 vs. 20,9 aeroPOINTs.
- crr und RollingResistancePOINTS bzw rP:
Hier ist es konform wie beim CdA, aber halt für den Rollwiderstand. Crr steht für Coefficient of Rolling Resistance also Rollwiderstandsbeiwert und ist dimensionslos (hier geht also keine Fläche oder wirksame Länge mit ein). Aber auch diese Werte sind klein. Sie werden daher sogar mit 1000 multipliziert und ergeben dann rP. Ein crr von 0,009 wird dann zu 9 rP.
- Setup:
Ein Setup ist eine unveränderliche, stets konstant gehaltene Konfiguration von Euch auf eurem Rad inklusive dem Teil oder dem Aspekt, den ihr testen wollt. Z.B. den Einfluss von Fahren im Oberlenker gegenüber in den Aufliegern / den Aerobars. Dann besteht Setup 1 aus euch, eurem Rad, was auch immer sonst noch am Rad montiert ist und ihr selbst mit den Händen auf dem Oberlenker. Das und alles andere (auch eure Armstreckung oder -Beugung, eure Kopfhaltung etc.) bleibt über alle Testläufe für dieses Setup gleich.
Und Setup 2 besteht ebenfalls aus allem gleich wie zuvor – also auch gleiche Kleidung, gleiche Reifen, gleicher Luftdruck darin usw. – nur mit dem einzigen Unterschied, dass ihr jetzt in den Aufliegern fahrt.
- AeroTest oder Test, Testlauf bzw. Test run, Hin- und Rück-Strecke bzw. out- und back-lap:
Ein Aerotest oder kurz ein Test besteht aus mindestens einem Setup, das gefahren wird – wobei das witzlos und nicht zu empfehlen ist; es sollten schon immer mindestens zwei Setups in einem Test sein. Ihr habt sonst keinerlei Anhaltspunkte, wie sich dieses Einzelergebnis dann im Vergleich zu anderen Setups verhält. Nehmen wir an, ihr erhaltet an zwei verschiedenen Messtagen – also in zwei verschiedenen Tests – zwei sehr unterschiedliche Ergebnisse mit der in etwa gleich großen Fehlerangabe. Sind beide Ergebnisse gleichwertig? Gab es einen konstanten Einfluss, der ein zweites Setup im selben Test ähnlich erhöht oder erniedrigt hat oder hätte? Und bleibt somit der relative Unterschied zwischen diesen zwei Setups gleich (ein gutes Ergebnis) oder resultierte der erneute Test nur für eines der Setups in unterschiedliche und zunächst unerklärte Differenzen? Dann kann man auf die Suche nach den Ursachen gehen. Bzw. weiss den Test in andere Tests zuvor und danach folgend einzuordnen. Mit nur einem einzigen Setup pro AeroTest ist das nicht möglich.
Pro Setup müssen mindestens 2 Testläufe durchgeführt werden. Da gilt die alte Weisheit: ein Test(-lauf) ist kein Test(-lauf). Je mehr Testläufe man macht, umso besser ist dann auch die Bewertung möglich, wie konstant die Ergebnisse von einem Lauf zum nächsten Lauf sind. Ich mache meist mindestens 3 bis 4 Testläufe pro Setup.
Und schließlich besteht ein Testlauf aus dem Befahren der Teststrecke (die für aerotune 1000 Meter lang sein muss – von der Option, nur 500 m zu verwenden, mache ich keinen Gebrauch) in beide Richtungen. Also einmal hin, das ist dann die Hin-Strecke (oder out-lap) und einmal zurück. Das ist dann die Rück-Strecke bzw. die back-lap. Zwischen dem Austritt aus der out-lap und dem Wiedereintritt in die back-lap liegt dann die Brems-, Wende- und Wiederbeschleunigungsstrecke. Genauso wie zwischen Austritt aus der back-lap und dann dem Wiedereintritt in die out-lap des folgenden Testlaufs. In aerotune werden diese Wendestrecken automatisch aus der Berechnung genommen, im Chung Aerolab seht ihr die immer zusätzlich.
Nun können wir uns den einzelnen Themen und meinem Lernprozess widmen. Achtung, teilweise wird es detailliert. Ich glaube aber, es ist für euch (und auch für mich und meine Erinnerung) viel besser solche detaillierten Herangehensweisen und die jeweiligen Testergebnisse zu sehen, als nur allgemeine Ratschläge zu hören. Und auch die gemachten und erkannten Fehler bzw. Sackgassen zu erwähnen. Wenigstens dann, wenn ihr ernsthaft selbst solche Tests durchführen wollt.
Tips und Tricks zur Streckenwahl und Streckenbewertung
Aerotune und die Chung Virtual Elevation Methode haben eine Reihe von Möglichkeiten des Testens. Die sich in Teilen überschneiden. Siehe dazu den schon erwähnten Artikel MTB vs Gravelbike – was ist schneller? Aerodynamik und Rollwiderstandtests für Jedermann (Chung Methode, GoldenCheetah Aerolab, Aerotune.com und co).
Am ehesten zu finden dürfte dabei wohl die folgende Variante sein: Eine Hin- und Zurück-Strecke einer Länge von 1000 m. Irgendwo draußen in der freien Natur. Für die Chung-Methode müssen es nicht genau 1000 m sein und für die Aerotune-Auswertung kann man sich in höchster Not auch eine 500 m Variante freischalten lassen – besser sind aber 1000 m. Das ist daher unsere Fixgröße.
Jetzt fängt es schon an: für den Aerotune-Test sollte die Strecke möglichst flach sein (idealerweise maximal 5 m Höhenunterschied). Hier dürft ihr euch gerne hysterisches Gelächter von den Höhen der deutschen Mittelgebirge vorstellen. So ein Wunsch kann tatsächlich nur dem Herzen eines Kindes der norddeutschen Marsch entsprungen sein. Ein Stück Gelände, geschweige denn einen Weg oder gar eine asphaltierte Straße über eine solche Länge (plus eine Beschleunigungs- und Verzögerungsstrecke davor und danach zu finden) die demgemäß maximal 0,5 % geneigt ist, ist selbst in größeren Flusstälern sehr sehr schwer. Legt man dann noch die weiteren benötigten Randbedinungen an, wird es quasi unmöglich.
Soviel sei aber vorausgesendet – es funktioniert auch sehr gut mit rund 15 Metern. Auch so etwas zu finden, ist noch schwer genug – zumindest in Mittelgebirgsregionen.
Beim Chung-Test spielt die Höhendifferenz und auch die Gleichmäßigkeit keine so große Rolle – ja, da ist es fast umgekehrt: Höhendifferenzen machen es leichter, die Unterschiedlichen Einflüsse von crr und cda zu erkennen.
Natürlich darf das Gefälle (und damit in die Gegenrichtung die Steigung) auch nicht zu groß werden. Wir dürfen nicht in die Gefahr kommen, in den Leerlauf zu gehen (was für Chung noch OK wäre, da Null-Leistung auch eine Leistung ist und dann nur ermittelbare Verlustleistungen bremsend wirken). Und auf gar keinen Fall innerhalb des Tests bremsen! Und wir wollen uns auch nicht über die Maßen in einem Anstieg belasten und vor allen Dingen dürfen wir dort nicht (auch nicht unwillkürlich) in eine andere Position verfallen. Was wir tun würden, wenn wir einen signifikanten Anstieg zurücklegen würden. Und das selbst ohne, dass wir in den Wiegetritt verfallen. Dass dies ein No-Go ist, versteht sich hoffentlich von selbst.
Aber auch schon leichte Gradientenwechsel, die sich über 1000 Meter nur auf vielleicht 20 Meter summieren, können es schwierig machen, die Leistung konstant zu halten. Während das nicht nötig ist, um zu einen guten Testresultat zu gelangen, sollten aber Beschleunigungs- und Verzögerungs-Leistungen vermieden werden (also mal deutlich mehr Druck und mal deutlich weniger Druck im Pedal). Je gleichmäßiger und konstanter die Leistungsentfaltung über die Teststrecke ist, umso besser.
Weitere vorteilhafte bis unbedingt erforderliche Streckeneigenschaften und warum kann man überhaupt im Freien den absoluten CdA-Wert ermitteln?
- Wind
Die Aerotune Testroutinen sind schon sehr ausgefuchst und ermöglichen die Erkennung und Berücksichtigung von Windböen. Sie errechnen auch automatisch Windstärke und Windrichtung (die letztlich, sofern der Rollwiderstand und der CdA innerhalb eines Testlaufs konstant ist – und als solches werden diese beiden gesuchten Werte vorrausgesetzt – die einzige unbekannte und unkontrollierte Größe als Vektor ist). Vereinfacht gesagt: Gewicht wird vorher bestimmt und eingegeben, Antriebsverluste gesetzt und dann werden CdA und crr gesucht. Üblicherweise, dass werden wir später sehen, wird der Einfachheit halber auch crr gesetzt. Also bleibt nur der gesuchte CdA-Wert als Unbekannte. Und natürlich der Wind… Mit einem gesetzten CdA sind aber jetzt alle nötigen Parameter der Bewegungsgleichung bekannt. Außer dem Wind. Also kann für den Wind (in Stärke und Richtung) gelöst werden.
Jetzt haben wir aber trotzdem noch zwei Unbekannte. Die CdA haben wir ja erst mal nur gesetzt und den Wind dazu passend gerechnet. Es gibt also jede Menge Kombinationen von Wind und CdA, die möglich wären. Dafür kommt jetzt das Hin- und Zurückfahren in’s Spiel. Wo in der out-lap der Wind entsprechend geschoben hat, muss er in der back-lap entsprechend gebremst haben. Und voilà – jetzt gibt es nur noch genau ein Paar aus Windgeschwindigkeit und CdA – wenn die Modellrechnungen auf der Suche nach dem kleinsten Fehler beendet sind.
Wind ist aber nie wirklich konstant, sondern gerne schon mal böig. Dann ist eine Strecke mal in Teilen windgeschützt, mal nicht. Und vielleicht nur für bestimmte Windrichtungen und Tage wingeschützt und für manche weniger oder nicht. Und je stärker der Wind ist, umso größer ist allein schon sein relativer Beitrag als Störgröße, sollte er nicht korrekt erkannt werden.
Mit Böigkeiten soll der Algorithmus recht gut zurechtkommen, teilt mir Sebastian von Aerotune mit. Aber es bleibt dabei: ein windarmer Tag ist für beste Ergebnisse immer vorteilhafter als ein Tag mit starkem Wind.
Eine komplett oder wenigstens recht gleichmäßig windgeschützte Strecke ist daher ebenfalls von Vorteil. Eine komplett „eingehauste“ Strecke – etwa beiderseits dichter Wald oder eine Schlucht / Schneise, kann daher gut sein, kann aber auch von Nachteil sein, wenn sie genau in Windrichtung liegt und der Wind da hindurch kanalisiert wird. Besonders fatal wäre es, wenn sie so nah an der vorherrschenden Windrichtung ausgerichtet wäre, dass selbst innerhalb eines Testtages mal der Wind richtig hinein- und hindurchkanalisiert würde und dann für spätere Runs eben nicht mehr.
Dichter Wald kann auch problematisch für die Genauigkeit des GPS-Signals sein, wenn sich die Laubdecke über die Strecke erstreckt. Genauso wie es eine sehr enge Schlucht sein kann (GPS-Signal-Reflektionen und -Abdeckung), denke etwa bestimmte Abschnitte einer Bahntrasse.
- Ausrichtung / Himmelsrichtung
Auch zum Thema Wind gehört die Ausrichtung der Strecke. Diese sollte idealerweise rechtwinklig zur vorherrschenden Windrichtung und nicht in dieser verlaufen. In unserer Region mit vorherrschenden Westwinden also eher in Nord-Süd-Richtung. Das sorgt nämlich dafür, dass wir eher Seitenwind haben. Das bringt stabile Verhältnisse für beide Testlauf-Richtungen und sorgt auch für eher geringe relative Windgeschwindigkeiten in Fortbewegungsrichtung.
- Keine Hindernisse, Kreuzungen, enge Kurven etc.
Das versteht sich von selbst, zeigt aber nochmal, wie schwierig es ist, entsprechende Strecken zu finden, die sowohl flach sind als auch über 1000 m keine enge Kurven, Kreuzungen etc. aufweisen. In der Stadt geht’s also vermutlich gar nicht. Was sonst 1000 m lang, flach und ohne enge Kurven etc. ist, ist vermutlich eine Bundesstraße. Was keine Bundesstraße ist, aber trotzdem so lang ohne Verkehrsschild etc. ist, hat vermutlich zu enge Kurven oder hat dann doch Höhenmeter. Oder immer noch zu viel Verkehr. Was flach ist, keinen (Auto-)Verkehr, und gut asphaltiert ist, ist garantiert von Skatern, Fußgängern und anderen Radfahrern frequentiert. Umso mehr, je näher die Strecke an einem Ballungsraum ist.
- Verkehr / Betrieb
Dieser Aspekt ist aus zweierlei Gründen sehr wichtig: Einerseits für eure Sicherheit und für einen möglichst ungestörten Testbetrieb. Und andererseits für die Güte eurer Ergebnisse. Es bringt euch nämlich überhaupt nichts, wenn ihr zwar eure Testfahrten mehr schlecht als recht absolviert, dabei aber mehr mit Slalom durch langsamere Radfahrer und Passanten beschäftigt seid oder ständig durch Autos überholt werdet. Die entsprechenden Testergebnisse könnt ihr dann direkt in den Mülleimer werfen!
Selbst im sehr gering besiedelten Wittgensteiner Land, auf einer Nebenstrecke, wo ich ein passendes 1000 Meter Stück ausgemacht hatte, gab es an einem normalen Samstag Nachmittag über zwei Stunden keinen Testlauf, wo nicht doch mal mindestens ein Auto auf mindestens einer out- oder back-lap entweder entgegen gekommen (noch halbwegs vertretbar) oder überholt hat (je nach Überholvorgang schlecht bis katastrophal). Da hilft dann auch kein Abwarten und auch kein Schlucken der Kröte, dass ein Testlauf halt mal abgebrochen und wiederholt werden muss. Das müssten über einen Nachmittag dann quasi alle. Das ist nicht machbar. So kommt man auch selbst mit einem sehr überschaubaren Testvorhaben nicht voran. Auch das Ausweichen auf Nebenzeiten ist nicht unbedingt eine Hilfe. Oft wechselt man nur das Klientel. Wo über den Tag üblicher Verkehr herrscht ist abends vielleicht mehr Berufsverkehr oder Feierabend-Sport-Verkehr (Radwege, Bahntrassen, Nebenstrecken). Selbst frühmorgens ist man nicht vor Pendlern sicher. Sicht braucht man auch ein wenig und wenn man da testet, wo andere (vielleicht Autofahrer) um die Uhrzeit keinen Radler erwarten, kann das auch ungünstig sein.
Warum sind Störungen oder Überholvorgänge schlecht? Weil sie natürlich die Aerodynamik stören. Entgegen kommende Fahrzeuge sorgen für Stoßwellen. Überholende Fahrzeuge schieben euch erst ein bisschen und geben euch dann Windschatten. Absolut verheerend für die Bestimmung des CdA-Wertes. Ein einzelner, schneller Überholvorgang kann vielleicht noch als lokale Störung, als Turbulenz und ähnlich wie eine Windböe abgebildet werden und geht im allgemeinen Fehlerrauschen unter (macht es aber halt auch nicht kleiner, sondern eher größer). Katastrophal sind langsam überholende Fahrzeuge (entweder weil sie sich auf Sonntagsfahrt befinden oder weil sie gerade auf dem Handy nach etwas suchen…). So eine Windschattenwirkung ist lang und wenn ein Überholvorgang 10 Sekunden dauert und das Fahrzeug erst nach weiteren 10 Sekunden nennenswert entfernt ist habt ihr fast die halbe Lap in gestörter Luft verbracht.
Verkehr sind aber nicht nur Autos. Verkehr (bzw. Betrieb) sind auch Spaziergänger – am schlimmsten Hundehalter – oder andere Radfahrer. Es versteht sich von selbst, dass wir bei unseren Testvorhaben die größte Rücksicht auf andere nehmen. Das liegt ja auch in unserem Interesse an saubere, ungestörte Tests. Bei Radfahrern gilt das gleiche Thema mit dem Windschatten. Meist wird aber das Problem eher sein, dass man auf andere Radfahrer „aufläuft“ und überholen muss. Macht man das hinter diesen, hat man Windschatten. Das stört. Also frühzeitig die Spur wechseln. Kann aber immer noch einen gewissen Einfluss haben.
Wenn man überhaupt überholen kann. Denn je frequentierter eine Strecke ist (vielleicht ist es ja gar ein Radweg), umso eher begegnen sich Radfahrer. Oder Radfahrer und Fußgänger. Da dann selbst mit lockeren 180 Watt zwischen zwei älteren Leuten auf Pedelecs nebeneinander in Hin- und einem Spaziergänger in Gegenrichtung ungebremst durchzupedalieren ist eher wenig empfehlenswert.
Auf der Aerotune-Webseite kann man sich eine Kartenübersicht und Liste aller Teststrecken ansehen, die deren Nutzer jemals befahren sind. Man kann sich so einen ersten Anhaltspunkt über mögliche und – wahrscheinlich – gute Teststrecken verschaffen. Vielleicht findet man ja eine in der Nähe. Meine persönliche Bewertung nach allen meinen Erfahrungen ist aber: Lasst euch nicht vom Ranking der durchschnittlichen Fehlerprozent, die dort auch angegeben werden, kirre machen. Das ist in meinen Augen zwar ein starker Anhaltspunkt für die Möglichkeiten, die eine dort aufgeführte Strecke bietet, aber kein Garant. Siehe die Vielzahl der gerade aufgeführten Aspekte, die für euch und euer Testvorhaben vielleicht in der Summe trotzdem nachteilig sind, obwohl da jemand schon mal (vermeintlich) gut getestet hat. Und auf die Fehlerprozente werde ich auch noch zu sprechen kommen…
Meine Teststrecken
Die Kohlenbahn
Ich habe nach vielem Suchen wenigstens eine Strecke gefunden, mit der ich recht zufrieden bin. Es ist eine ehemalige Bahntrasse, die jetzt Radweg ist. Also schon mal keine Autos. Sie ist nicht direkt in der Stadt und etwas außerhalb, was auch den puren „Flanier-Betrieb“ durch Fußgänger stark eindämmt und Kinder gehen zum Spielen auch nicht darauf. Ein- und Auffahrt sind quasi „kontrolliert“ indem auf einem rund 1400 Meter Stück nur ein Nebenweg die Trasse berührt und da auch nur seltenst jemand von dort kommt. Anfang und Ende werden durch Land- bzw. Bundesstraßenübergänge gebildet, die mit solchen Einfahrts-Hinderungs-Gittern versehen sind. Sprich: auf meiner Hin-Strecke eines Tests sehe ich, wer gerade auf der Strecke ist und wie er sich bewegt und ich weiss, wo er sich befindet und ob er mir bei der Rück-Strecke in die Quere kommen wird. Ggfs, und das ist öfter der Fall, warte ich bei meiner Wendestrecke ein paar Momente, bis ich dann die Rückrunde beginne und kann so sehr sicher sein, dass ich keinen Überholvorgang durchführen muss. Natürlich passiert es auch des öfteren (gerade nachmittags bei gutem Wetter), dass ich teilweise 4, 5, 8 Radler durchlassen muss und etwas länger warte. Wenn z.B. ein langsames Pedelec-Pärchen oder gar eine Rentner-Gruppe nebeneinander zuckeln und noch bevor die dann weit genug voraus sind schon die nächste Gruppe angedackelt kommt. Das ist aber kein Problem. Auf alle Fälle besser, als dass ich auf so eine Gruppe von hinten auflaufe. Selbst mit Rufen und Klingeln (was oft eh zu nichts führen würde) komme ich da nicht (aerodynamisch) ungestört vorbei und es würde auch kein gutes Bild abgeben, wenn ich da im Auflieger scharf an denen Vorbeiziehe, während vielleicht noch ein Fußgänger gerade von vorne kommt. Denkt dran: selbst wenn ihr sowas mit Nasenatmung bei 50 % G1 macht, denkt der Pendler auf dem Hollandrad in so einem Fall ihr würdet da martialisch und rücksichtslos rasen, weil er da nur einen Typen oder eine Typin in Lycra auf so einem Rennrad-Dingens (oder gar einem Zeitfahr-Raumschiff) sieht.
Der einzige Nachteil dieser Strecke – irgendwas ist ja immer – sie ist nicht asphaltiert. Die Oberfläche ist zwar fest und vorhandener Kies ist sehr fein und liegt eher verteilt auf hartem Grund – dieser ist aber wassergebunden. Kein Problem also, dort auch mit dünnsten Slicks drüber zu rollen und zu testen. Aber halt mit Auswirkungen auf den Rollwiderstand. Und das sehr augenscheinlich auch je nach Wettervorgeschichte nicht konstant. Mit Rollwiderstand werde ich mich nicht nur daher in späteren Kapiteln noch beschäftigen.
So sieht die Oberfläche der Kohlenbahn im Foto aus:
Immer, wenn ich im weiteren Verlauf von der Kohlenbahn spreche, ist diese Teststrecke gemeint. Sie ist meine Haupt-Teststrecke auf die letztendlich fast alle Ergebnisse bezogen sind und erzielt wurden.
Deilbachtal
Meine zweithäufigst benutzte Teststrecke ist eine kleine, öffentliche Nebenstraße im Deilbachtal nördlich von Wuppertal. Das bedeutet, sie ist asphaltiert, was sehr praktisch ist. Es kommt auch selten ein Auto – ich kann durchaus ein oder zwei Testläufe machen, wo mich weder ein Auto überholt noch eines entgegen kommt. Und kommt dann doch mal eines, kann ich auch abwarten, bis es außer Reichweite ist. Trotzdem scheint die Strecke noch nicht flach und gleichmäßig genug für den Aerotune-Algorhitmus zu sein. Deswegen stellt mich diese Strecke auch nicht zufrieden und ich suche immer noch eine andere, asphaltierte Teststrecke.
Diese Suche hat mich dann auch zur Nordbahntrasse geführt, mit der ich dann (als lehrreiches negatives Beispiel) in die Detailbetrachtung der eigentlichen Testdurchführung und der ganzen Lehren starten möchte.
Der Blick in die Black Box
Die vorteilhaften Streckeneigenschaften habe ich ja weiter oben aufgeführt. Aber ab wann ist dennn eine Strecke gut genug? Vielleicht in Bezug auf den Höhenunterschied, oder auf den Gradienten? Sind die zwei 10 Meter Huppel der einen Strecke noch gut oder schon so blöd gelegen und geformt, dass sie bei der gleichmäßigen Leistungsentfaltung stören? Oder: Ist das jetzt gut, dass 70 % der Strecke windgeschützt sind, aber der Rest nicht?
Wie wirkt sich das aus? Aerotune gibt für jeden Test einen absoluten und relativen Fehler aus. Der sollte möglichst klein sein, klar. Aber wie klein ist klein genug? Und welchen Anteil daran hat die Strecke? Und wenn, gibt es dann einen speziellen Punkt oder Grund dafür? Kann ich den abstellen bzw. mildern? Oder sollte ich mit der Streckensuche weiter machen?
Dafür kann man nach vielen Tests mit Aerotune – idealerweise auch über diverse Strecken – ein gutes Gefühl entwickeln. Wenn man mit viel Hingabe immer im gleichen Outfit und immer in der gleichen Konfiguration dutzende Tests auf verschiedenen Strecken durchführt, dann weiss man sehr bald, was man tut. Man hat sein Testprozedere auch verinnerlicht. Und merkt vielleicht, dass manche Strecken dann trotzdem immer einen höhen Fehler in den Ergebnis-Darstellungen produzieren als andere. Bis es aber soweit ist, fragt man sich an jeder Stelle, woran es liegt und was einem die Ergebnisse bis dato aussagen. Ein ganz erheblicher Grund für das Entstehen dieses Artikels! Und selbst wenn man schon so weit ist, hat man nur durch die Angabe eines Fehlers immer noch keinen Einblick.
Einen solchen Einblick gibt aber das Chung Aerolab. Das kann ich sehr schön an einem Beispiel zeigen.
So dachte ich – hey, ich möchte gerne eine noch flachere und noch gleichmäßigere Teststrecke haben und die bitteschön auch asphaltiert. Nun – noch flacher und gleichmäßiger: die Kohlenbahn ist ja schon eine ehemalige Bahntrasse. Also schon ziemlich verdammt gut. Noch besser geht quasi nur auf einer Strecke, die ebenso Bahntrasse war. Natürlich denkt der Wuppertaler direkt an die Nordbahntrasse. Er weiss aber auch, dass diese viel zu frequentiert für Tests ist. Gibt es dennoch einen passenden Abschnitt?
So dachte ich – hey, ich möchte gerne eine noch flachere und noch gleichmäßigere Teststrecke haben und die bitteschön auch asphaltiert. Nun – noch flacher und gleichmäßiger: die Kohlenbahn ist ja schon eine ehemalige Bahntrasse. Also schon ziemlich verdammt gut. Noch besser geht quasi nur auf einer Strecke, die ebenso Bahntrasse war. Natürlich denkt der Wuppertaler direkt an die Nordbahntrasse. Er weiss aber auch, dass diese viel zu frequentiert für Tests ist. Gibt es dennoch einen passenden Abschnitt?
Ich dachte, einen solchen gefunden zu haben und hatte erste Tests durchgeführt. Nur – was mir Aerotune nicht gesagt hat, aber beim ersten Blick in das Chung Aerolab in GoldenCheetah sofort offenbar wurde – die Strecke hat ein Problem!
Was ist da bei den Mörderzacken in der blauen virtuellen Höhenlinie los (eingekreist)?
Wie bei der Chung Aerolab-Darstellung zeigen im obigen Zeitreihenbild die senkrechten Hilfslinien jeweils die gedrückte Lap-Taste des Radcomputers und so die Grenzen von Out- und Back-Laps. Wir sehen also 4 Testläufe oder „Runs“, jeweils bestehend aus einer out- und einer back-lap.
Ein Blick in die Zeitreihen der Aktivität zeigt zum einen mit den lila Kreisen einen kleinen, dies aber nicht verursachenden Aspekt, wo ich auf dieser neuen Strecke noch besser werden kann. Das ist eine weitere Beschleunigung noch am Anfang der Rück-Strecke. Teilweise durch einen eher zu kurzen Beschleunigungsweg verursacht. Der aber sein Muss, weil sich sonst die erforderlichen 1000 M Messstrecke nicht gut ausgehen. Aber ihr seht, dass ich das in Run 3 und 4 besser gelöst habe.
Aber der eigentliche Missstand ist auch in obiger Grafik rot eingekreist. Seht ihr, wie stark die Geschwindigkeit in der Mitte der Rückstrecke ansteigt, ohne, dass ich Kadenz und Leistung erhöhe? Die Geländeneigung ist es nicht, die dort so stark anders wäre.
Vermutung 1: Ich vermutete, dass die starke Schluchtwirkung, die dann aufhört und gleichzeitig die Strecke von Südrichtung wieder nach West und damit potenziell Rückenwind schwenkt, der Übeltäter ist.
Das würde diese Strecke leider komplett untauglich machen, da selbst bei relativ windarmen Tagen (wie dieser einer war), der Effekt so verheerend wirkt. Beim Blick auf den aerotune-Test sieht man dies überhaupt nicht. Die Fehlerbalken waren jetzt nicht verdächtig größer als an anderen Teststrecken. Hier würde ich mir wünschen, außer der bloßen Angabe eines Fehlerprozent-Wertes auch direkt in Aerotune selbst irgend etwas ähnliches wie ein solches virtuelles Höhenprofil als visuelle Abschätzung dargestellt zu bekommen So könnte man einen Einblick erhalten, ob und wo auf einer Teststrecke eine immer wiederkehrende (oder auch in einem einzelnen Testlauf eine einzige )Besonderheit vorliegt . Dann wäre man sofort gewarnt und könnte prüfen, woran es vielleicht liegen mag.
Ich habe trotzdem mal mit dem Chung Aerolab versucht, ob ich ein CdA und crr einstellen kann, dass mir halbwegs passend erscheint.
Hier als Test die Werte der vorhergehenden 2. Iteration in Aerotune: crr = 6 und CdA = 36:
Noch nicht so überzeugend. Daran denken, dass ich hier die Datengrundlage für eine crr-Abschätzung habe, da die zwei letzten Test-Runs mit 250 Watt und die zwei ersten mit rund 190 Watt gefahren bin. Da der Rollwiderstand linear mit der Geschwindigkeit steigt, der Luftwiderstand allerdings kubisch, bekomme ich die Gradienten zwischen aktueller und virtueller Höhe nur dann parallel verlaufend (unter Berücksichtigung aller jeweiligen Versätze durch die Wende-Stücke und entsprechender Probleme innerhalb der Mess-Abschnitte), wenn die Kombination aus crr und CdA halbwegs passt. Ich werde übrigens gleich noch im Anschluss zeigen, wie man eine solche Grafik „liesst“ bzw. wie ich bei dem Abgleich der Anpassungsgüte im Chung Aerolab generell vorgehe.
Überzeugender erscheint mir, trotz der genannten Probleme der Messstrecke, die Parameterkombination eines crr von 7,8 rollingPoints und einem CdA von 33,3 aeroPoints:
Mit etwas mit zeitlichem Abstand und der Frage, ob ein höher als gedachter effektiver Rollwiderstand etwas an dem „Haken“ der blauen Linie ändert und generell zu besserer Übereinstimmung führt, hatte ich dann nochmal an den Parametern geschraubt, was zu 10,8 rollingPoints und einem CdA von 30 aeroPoints führte. Am „Haken“ der blauen Linie ändert dies trotzdem wenig:
Aber – es war nicht der Wind und keine vermeintliche „Schluchtwirkung“. Dies zeigten mir die weiteren Versuche. Dazu muss ich auf die Geschwindigkeitsmessung und deren Fehlereinflüsse zu sprechen kommen.
To Speed Sensor or not to Speed Sensor?
Je mehr Unwägbarkeiten und Messungenauigkeiten wir ausschließen können, um so besser. Ein wichtiger Parameter ist die Geschwindigkeit. Ist also ein dedizierter Geschwindigkeitssensor am Rad besser als die Geschwindigkeitsmessung rein über GPS? Im Prinzip schon und Aerotune empfiehlt es auch so.
Nun sind aber auch Geschwindigkeitssensoren nicht ohne Fehl und Tadel. Und – es ist damit ein weiterer unabhängiger Sensor mit dem Radcomputer zu koppeln. Was leider auch schon mal zu Aussetzern bzw. Sensor-Dropouts führen kann.
Aber schauen wir uns das einmal an. Hier jetzt die gleiche Einheit an der Nordbahntrasse, parallel mit dem Garmin aufgenommen, der die Distanz und Geschwindigkeit rein mit dem Wahoo Speed Sensor (angebracht an der Vorderradnabe – und damit gleichzeitig auch so nahe wie möglich am Garmin) aufgezeichnet hat. Die vorherigen Auswertungen stammen aus meinem Wahoo, der die Geschwindigkeit rein über das interne GPS ermittelt hat.
Zuerst einmal mit den unverändert übernommenen Werten für crr und cda vom gleichen Test mit der Wahoo-Aufzeichnung und da dem 1. Parameteranpassungsversuch (crr = 0,0108 und cda = 0,30):
Die gute Nachricht: anscheinend ist es nicht die Windschutz gebende Schlucht in der Nordbahntrasse und dann das Schwenken in eine Rückenwindsituation für die Back-Lap bei gleichzeitig eher windexponierter Trasse, sondern es könnte tatsächlich die Schluchtwirkung sein, die allerdings eher auf das GPS-Signal Auswirkungen hat. Denn die „Haken“ in der blauen Linie sind bei der Garmin-Aufzeichnung komplett nicht vorhanden.
Die schlechte Nachricht: Wie man sieht, ist auch die Speed Sensor Aufzeichnung nicht ohne Fehl und Tadel. Wo in Runde 6 (die Wendestrecke zwischen out und back des zweiten Testlaufs) dieser rapide „Dolch“ in der blauen Linie nach unten weisst, erscheint nicht nachvollziehbar. In der v-Zeitreihe zeigt sich ein steiler, kurzer Anstieg der Geschwindigkeit, der da de Facto nicht statt gefunden hat.
Auch die zwei senkrechten „Abstürze“ der blauen virtuellen Höhenlinie gegen Ende von Runde 9 (out-Lap Testlauf 3) und am Anfang von Runde 11 (back-Lap Testlauf 3) resultieren aus Fehlern (Dropouts o.ä.) des Speed Sensors. Der Dropout von Runde 11 wurde auch im Display des Garmins angezeigt (Sensor verloren oder so ähnlich als Displayanzeige):
Das ist natürlich eine mehr als schlechte Quote. Gerade mal 4 Testläufe durchgeführt und innerhalb dieser 3 Sensor-Fehler (einer glücklicherweise in einem Wendeabschnitt). So kann man kaum sinnvoll testen…
Aber: soviel sei vorweg genommen – trotz weiterer Nachteile auf die ich noch zu sprechen kommen werde und die unkorrigiert ziemlich nachteilig wären, hat sich im weiteren Verlauf die Verwendung eines Speed Sensors als vorteilhaft für die Aerotune Tests herausgestellt. Nicht zuletzt, weil Aerotune sehr ausgefeilte interne Routinen zur Höhenprofil-Ausmittelung und Korrektur anwendet. Warum das wichtig ist – auch dazu später mehr. Und in Kombination vor allem mit dem Wahoo Bolt und später auch mit dem Garmin blieb ich bisher dann auch weitestgehend von Sensor Dropouts verschont.
Zurück zur obigen Auswertung – was kann man aus dieser noch ablesen?
Mit den gleichen Werten wie für die Wahoo-GPS Aufzeichnung laufen die Gradienten noch leicht auseinander (was man beim „Durchspielen“ mit der Eoffsett-Angabe zum Abgleich mit den einzelnen out und back laps gut feststellen kann). Sie passen nur für die Testläufe mit den niedrigeren Wattwerten.
Aber schon mit einer leichten Anpassung (Reduktion) des crr-Wertes auf 0,0102 (10,2 anstelle von 10,8 rollingPoints) sieht das für alle laps gleich gut aus (dafür muss man sich bei den durch Speedsensor-Fehler betroffenen Runden den jeweiligen senkrechten Versatz wegdenken):
Was bedeutet dass, wenn ich in den Chung Aerolab-Grafiken von der Anpassung spreche?
Hier habe ich das mal in einer Montage veranschaulicht und zeige, dass sich so in der Tat alle Laps in sehr gute Übereinstimmung gebracht sehen:
Man kann natürlich schon ohne genaue Übereinanderlegung der blauen und grünen Linie abschätzen, ob die Verläufe parallel und somit stimmig sind.
Denn genau darum geht es bei der Anpassungsgüte im Aerolab: Wenn die grüne und die blaue Linie exakt gleich, d.h. parallel verlaufen (und dazu können wir die Höhenversätze zwischen den einzelnen Testläufen vollkommen außer acht lassen), dann werden durch die unten im Aerolab-Fenster eingegebenen Werte (vorrangig Rollwiderstand und Luftwiderstand, aber natürlich müssen auch Gesamtgewicht und Luftdichte passen) exakt alle Widerstände richtig gelöst und crr und CdA sind somit korrekt.
Vollkommen für alle Testläufe in einem Test können sie im Chung Aerolab nicht ohne weitere Höhenanpassung übereinander liegen. Warum nicht? Weil das Teststreckenprotokoll, welches vorrangig für Aerotune wichtig ist, nicht dafür ausgelegt ist. Jede Wendestrecke beinhaltet Beschleunigung und vor allem Verzögerung (durch Bremsen). Dieses Bremsen wird nirgendwomit aufgezeichnet, kann folglich auch nicht in die Bereichnung eingehen und erzeugt Unstetigkeiten. Zwischen jeder Out- und Back-lap finden also nicht kalkulierbare und damit zwangsläufig falsch durch den Algorithmus interpretierte Verzögerungen und Beschleunigungen ihren Eingang in die blaue Linie des virtuellen Höhenprofils. Was für unsere visuelle Überprüfung nicht weiter schlimm ist. Diese blenden wir einfach aus und wenn wir uns genau anschauen möchten, wie gut die Übereinstimmung der blauen mit der grünen Linie für, sagen wir, Runde 7 ist, dann passen wir den Höhenwert im Feld „Eoffset“ einfach fix an, so das am Anfang dieser Runde blaue und grüne Linie auf der selben Höhe sind. Genau das sieht man im einzelnen als Prinzip in der oberen Grafik dargestellt.
Wir könnten auf eine solche manuelle Verschieberei verzichten, würden wir eine geschlossene Runde als Teststrecke für das Chung Aerolab verwenden. Etwa ein Velodrom oder eine Runde um ein Industriegebiet, wo die Kurven so weit sind, dass wir gleichmäßig durchpedalieren können und nie bremsen müssen. Dann stünde uns auch der Weg offen, eine automatische Fehlerausgleichsrechnung im Chung Aerolab durchzuführen (Button „CdA und crr schätzen“).
Weiterer Speed Sensor Aspekt: Sensor-Typ und Radumfang
Ok, aber welche Ungenauigkeiten oder ganz neue Fehler kann ein dedizierter Speed Sensor erzeugen?
Es gibt zwei verschiedene Arten von Speed Sensoren. Solche, die per Gummiband um die Nabe befestigt werden und ihre eigene Position im Raum (und damit die Anzahl der Umdrehungen pro Zeit) mittels Magnetometern bestimmen und solche, die (meist) an der Kettenstrebe sitzen und das Vorbeifliegen eines Speichenmagneten zählen.
Ich habe bisher (nach den anfänglichen Schwierigkeiten mit gutem Erfolg) den ersteren Typ benutzt (den Wahoo Speed Sensor). Diese Sensoren können im Prinzip durch magnetische Interferenz störanfälliger als der Speichenmagnet-Typ sein. Denke also z.B. Stromleitungen, Nähe von Smarttrainern oder das Verwenden an einer Powertap-Nabe (gibt’s solche überhaupt noch in freier Wildbahn)? DC Rainmaker hat mal Vergleiche durchgeführt und während ein erster Test deutlich weniger glatte Geschwindigkeitswerte des ersten Typs zeigte, stellte sich das später als Interferenz mit seiner Powertap-Nabe heraus. Im In-Depth-Test zum Garmin Edge 1000 hat er sich dem Thema nocheinmal gewidmet und im Grunde keine Unterschiede im Signal und Endergebnis beider Sensortypen festgestellt.
Ok – also kann ich den Speichenmagneten-Speed-Sensor, den ich mir in der Zwischenzeit auch noch bestellt hatte, im Karton lassen… Was ist aber mit dem Vergleich von GPS-Signal und Speed-Sensor-Signal? Wie sieht das aus?
Hier wieder die Nordbahntrasse aus obigem Test:
Was man sieht, ist eine generell gute Übereinstimmung der Werte, die abseits von Sondersituationen (Tunnel) keine besondere Präferenz für die eine oder andere Art der Geschwindigkeitsaufzeichnung ans Herz legen kann. Auch der Speed Sensor hat Artefakte, die seltsam erscheinen und nicht mit der Fahrt zusammenpassen (siehe die beiden Fragezeichen im Bild) und der ebenfalls beschriftete „Speed Sensor Drop“ war auch ausgerechnet in einem Testrun. Ärgerlich.
Wichtig bei separaten Speed-Sensoren: der Radumfang. Wenn der nicht stimmt, hat man einen konstanten Messfehler. Man kann diesen Wert auch automatisch durch eine hinlänglich lange Fahrt bestimmen, wo dann GPS-Distanz und Speedsensor-Distanz abgeglichen werden. In meinen Augen die genausete Bestimmung, die ich auch durchgeführt habe. Hierbei muss man natürlich beachten, dass das immer nur für einen bestimmten Reifen und entsprechenden Reifendruck passend bleibt.
Wichtig ist auch, dass man diese automatische Bestimmung (Einstellung im Radcomputer oder der Companion App) auf einer guten Straße mit gutem GPS-Empfang durchführt. Die Radcomputer machen das nämlich ganz fix und nutzen fluggs die ersten rund 700 Meter einer Fahrt und schon wird gemeldet (oder auch nicht – das kommt nämlich nur einmal, wenn überhaupt), dass der Radumfang kalibriert wurde. Ihr könnt euch ausrechnen, was da für ein Ergebnis herauskommt, wenn ihr da unter einem dichten Blätterdach oder in einer engen Häuserschlucht mit reflektierenden GPS-Signalen gefahren seid…
Weiterer Speed Sensor Aspekt: Auswirkung auf das Höhenprofil
Ein GPS-Geschwindigkeits-Signal ist per se immer etwas „sprunghafter“, erratischer – mithin, nicht so glatt, wie ein Speed-Sensor-Signal. Und damit schon etwas problematischer für eine mathematische Auswertung. Ein weiteres wichtiges Thema, was man als Außenstehender nicht so vermutet, ist ein gewisser zeitlicher Versatz der GPS-Geschwindigkeits-Aufzeichnung und dem Zeitpunkt, wann sie tatsächlich geschehen und – für die Berechnung wichtig – durch Leistungs-, Wind-, oder Gefälleänderung induziert wurde. Beim bloßen Anschauen der Zeitreihen in einer Trainings-Analyse-Software fällt das nicht auf. Selbst beim starken hinein zoomen nicht. Wenn man sich aber mit der Entwicklung und dem Testen von Algorithmen zur Auswertung und Fehlerminimierung von Aerodynamik-Tests beschäftigt, sehr wohl, wie mir Sebastian von Aerotune erläutert.
Im großen und ganzen ist es dann aber für die GPS-Geschwindigkeit so, dass diese sich ja immer wieder neu abgleicht. Auch wenn sie stärker fluktuiert – letzten Endes ist die Position über die Zeit korrekt. Das ist beim dedizierten Geschwindigkeitssensor nicht der Fall. Auch der wird bei der Radcomputer-Einstellung „automatischer Radumfang“ ab und an passend kalibriert (in einer von uns nicht einsehbaren Art und Weise). Läuft aber trotz seines glatteren Geschwindigkeitssignal hinsichtlich der Distanz nicht ganz sauber. Das sieht man am einfachsten am Höhenprofil, welches ja für unsere Teststrecken absolut symmetrisch sein muss (out- und back-lap).
Schauen wir uns mal meine dritte Teststrecke an, das Deilbachtal.
Zunächst, was fällt an der grünen Höhenprofil-Linie auf: diese ist für die untere Garmin-Aufzeichnung viel symmetrischer und auch von Lap zu Lap in den kleinen Features identischer, als die per Speed Sensor aufgezeichnete Linie des Wahoo. Das sieht man am besten an dem kleinen „Zwischenplateau“ etwa bei 700 m der out lap. Das muss dann natürlich bei etwa 300 m der back lap liegen – und dies tut es auch. Und zwar jedesmal in der gleichen Höhe und auch Neigung, die hier relativ flach ist (das gilt, wenn uns die barometrische Höhenaufzeichnung des Radcomputers uns keinen Strich durch die Rechnung macht – diese kann ihrerseits einen weiteren Fehler eintragen).
Vergleicht man diese Aufzeichnung mit der grünen Linie der Wahoo-Datei, so fällt dort auf, dass die Neigung dieses Zwischenplateaus mal mehr, mal weniger „verschliffen“ ist und unterschiedlich lang und schräg geneigt ist. Das kann natürlich nicht die reale Situation korrekt abbilden. Die Strecke bleibt schon immer gleich. Hier kann also gar keine Rede von verbesserter Präzision der Berechnung sein, wenn schon die Höhengrundlage allein durch die Verwendung des dedizierten Speed Sensors nicht gleichmäßig korrekt wiedergegeben wird.
Da zeigt der Geschwindigkeitssensor also einen Nachteil. Aber für beide Dateien aus beiden Radcomputern – meinem Wahoo Bolt und meinem Garmin Edge 530 – gilt, dass das barometrische Höhenprofil auch zwischen den Testläufen wahrlich nicht konstant und so ausfällt, wie man das erwarten würde. Die kurzen Abstände zwischen zwei vertikalen Linien (die Runden-Marker) zeigen immer die Wende- und teilweise kurzen Warte-Strecken an. Also in den obigen Grafiken z.B. zwischen Runde 11 und 12, zwischen Runde 13 und 14 usw. Irre, wie stark sich das Höhenprofil dort zwischen Austritt aus der einen out-lap und der folgenden back-lap (oder umgekehrt) verschiebt! Obwohl das ja jeweils der gleiche Punkt auf der Strecke ist. Das fällt einem bei normalen Ausfahrten und Touren nicht auf, weil man da ja nicht ständig die gleiche 1 km Strecke hin und her fährt. Hier in diesen besonderen Anwendungsfall sieht man allerdings, was das Wenden und ggfs. kurze Warten und das Abbremsen und Neu-Beschleunigen für Auswirkungen im Zusammenspiel mit der Höhenbestimmung und einer etwaigen internen Korrektur im Radcomputer durch GPS-Fixings (das interne Barometer der Radcomputer muss ja irgendwo dran kalibriert werden) aus macht. Glücklicherweise sieht das dann in der eigentlichen Fahr- und Messstrecke dann anders aus. Für das rein GPS-Geschwindigkeits-basierte Höhenprofil noch nachvollziehbarer als das Geschwindigkeits-Sensor-basierte Höhenprofil.
Man sieht aber auch: Würden die Aerotune-Algorithmen dieser Tatsache keine Berücksichtigung schenken wäre das für mich das Todesurteil für die Verwendung eines Speed Sensors. Aber – glücklicherweise brauchen wir uns da wenig Sorgen zu machen. Neben dieser Verfälschung durch den Speed-Sensor kann ja auch GPS-Signal und barometrische Höhenmessung für leicht abweichende Höhenprofile sorgen. Und die Differenz in den Wendestrecken habe ich gerade besprochen. Das ist aber besonders schlecht und spiegelt natürlich nicht die reale Situation und damit den realen Bewegungswiderstandsanteil wieder, wenn es in der Teststrecke auftritt und dort für nicht passende Anteile an Beschleunigung bzw. Verzögerung durch die Schwerkraft sorgt.
Wir hätten hier also einen weiteren Fehleranteil, der von Testlauf zu Testlauf unterschiedliche Fehleranteile liefern würde. Das kann man minimieren – und Aerotune tut dies auch. Wie? Indem für jede Teststrecke intern eine Datenbank des Höhenprofils erzeugt wird und jeder Testlauf auf dieser Strecke zur Ausmittelung des Höhenprofils herangezogen und dann für die Berechnungen benutzt wird.
Weiter im Text: Was fällt bei der blauen Linie des virtuellen Höhenprofils auf? Diese ist für Garmin und demzufolge die GPS-Aufzeichnung „krakeliger“ als bei der Wahoo-Speedsensor-Aufzeichnung. Aber auch hier wieder: wo ich für die Speed Sensor Aufzeichnung Schwierigkeiten hatte, die überschießenden Gegenhöcker gerade bei dem Zwischenplateau in der Teststrecke in Einklang mit dem wahren Höhenprofil zu bringen, sind sie hier viel eher zur Charakteristik der Strecke passend.
Man könnte jetzt versucht sein zu sagen, dass daher jegliche Anstiege und Gradientenwechsel innerhalb einer Teststrecke schlecht seien. Gerade das Gegenteil ist aber der Fall! Zumindest nach der Empfehlung von Chung für die Virtual Elevation Method. Ja – Gradientenwechsel machen es ungeübten Fahrern (und selbst geübten) schwerer, gleichmäßige Wattzahlen zu treten. Aber so lange man dadurch nicht künstliche Beschleunigungen oder „Lehrlauf“ erzeugt, ist alles in Ordnung. Dafür profitiert man automatisch von der Möglichkeit, solche Fehler in der Aufzeichnung oder seiner Testdurchführung zu erkennen. Man erhält auch automatisch, ohne dass man separate Testläufe mit sehr hohen Leistungsdifferenzen durchführen muss (die einen Fahrer sehr stark ermüden und dadurch dann zu unstabilen Körperhaltungen und nicht sehr wiederholgenauen Tests führen) genügend hohe Geschwindigkeitsdifferenzen, um Fehler im Verhältnis zwischen Rollreibung und Luftwiderstand erkennen zu können.
Zurück zu Aerotune und der sehr hilfreichen und wichtigen Funktion der Ausmittelung des Höhenprofils. Hilft das aber auch immer für alle Fälle und möglichen Speed-Sensor-Artefakte? Hmm – auch hier könnte das nach meinen Tests von Teststrecke zu Teststrecke unterschiedlich gut funktionieren. So zeigen meine Tests, dass ich trotz (oder wegen) allem, für die Deilbachtal-Teststrecke niedrigere Fehler-Prozent-Angaben aus den Aerotune-Auswertungen erhalte, wenn ich auf den Speed Sensor verzichte und rein auf das GPS-Signal setze. Für die Kohlenbahn, meine beste Teststrecke, ist es allerdings umgekehrt!
Auch die Kohlenbahn-Teststrecke zeigt einen konstanten Speedsensor-Höhenprofil-Artefakt.
Das können wir in folgender Abbildung aus dem Chung Aerolab sehen:
Wir sehen, dass für das eingestellte Wertepaar crr = 0,0088 bzw 8,8 rP und CdA = 0,3374 m^2 bzw. 33,74 aP eine sehr gute Anpassung erzielt wird. Es offenbaren sich aber auch leichte Probleme mit der Beschleunigung bzw. generell dem Streckenanfang (grüne Linie mit graduell zunehmendem Gefälle, blaue linie mit vom Start weg durchgehendem Gefälle).
Natürlich muss das Streckengefälle bzw. die Steigung symmetrisch sein. Warum stellt sich also der Anfang der out-lap jedesmal abgerundet dar, wo der selbe Abschnitt auf dem Rückweg gleichmäßig linear geneigt ist?
Zum Vergleich der selbe Test, parallel mit dem Garmin und Geschwindigkeit über das GPS-Signal aufgezeichnet:
Hier sieht man an der grünen, „real aufgezeichneten“ Höhenlinie, wie man es erwartet, einen gleichermaßen linearen, spiegelbildlichen Verlauf des Anfangs der out-lap und des Endes der back-lap. So muss es sein.
Mit den gleichen Werten wie für die Wahoo+Speed Sensor-Auswertung ergibt sich ebenfalls eine sehr gute Anpassung, wenn man einzelne Speed Stufen unkorriergiert lässt und sich auf die davor und dahinter liegende, passend übereinstimmende Kurvensteigungen bezieht. Diese von mir so genannten Speed-Stufen habe ich mit den rot gestrichelten Kreisen versehen. Es handelt sich dabei um leichte, tatsächlich vorliegende Gradientenwechsel der Strecke, wo man sich bemühen muss, gleichmäßig in der Leistungsentfaltung zu bleiben.
Wie geht man im Chung Aerolab mit den vielleicht dadurch nicht ganz vermeidbaren Anteilen an Beschleunigung um (also dem Hinzugewinnen von kinetischer Energie und dem Umwandeln solcher in Geschwindigkeit)?
Gilt es also, solche „Speed Stufen“ gedanklich auszublenden, die auch bei kleinsten Gradientenwechseln, die im Höhenprofil kaum bis gar nicht erkenn- aber auf der Strecke natürlich erspürbar sind, auftreten? Siehe hier eine Überlagerung der Aerolab-Profile mit den dazugehörigen Zeitreihen von Leistung, Geschwindigkeit, usw.:
Man sieht, dass es nur eine sehr kleine Änderung in der Geschwindigkeit ist, die ich aus dem Feldtest vor Ort deutlich erinnere und dort verspüre. Man sieht auch, dass ich jedoch die Leistung trotzdem über alle Laps sehr gleichmäßig halte. Und dass es dennoch zu diesen gestrichelt umkreisten Versätzen in der blauen virtuellen Höhenlinie kommt. Prägnanter, als dies bei der Aufzeichnung mit dem Speed Sensor der Fall ist.
Was ist nun „richtiger“? Die GPS-Aufzeichnung, die präziser an der realen Situation ist – dies aber zur Unsicherheit in der Bewertung führt? Oder die Speed Sensor-Aufzeichnung, die diesen Einfluss entweder doch besser und präziser wiedergibt – oder ihn halt einfach nur „verschleift“ und dadurch verschleiert? Sowohl für die optische wie auch für eine algorithmische Lösung komfortabler oder besser macht?
Gut – das soll es erstmal zu den beiden wichtigen Themen Streckenwahl sowie Für- und Wider Speed-Sensor gewesen sein. Wir haben dabei auch eine ganze Menge über die ausgefuchsten Mechanismen in Aerotune kennengelernt, derer es Bedarf, wenn man einen Aspekt nach dem anderen aufdröselt und feststellt „Stimmt ja, auch das muss ich berücksichtigen und korrigieren“.
Quintessenz Höhe bzw. Speed Sensor oder GPS
Im Endeffekt ist die Quintessenz des Ganzen: Ein Vorteil bei der Verwendung von dedizierten Speed Sensoren ist vor allem dann gegeben, wenn eure Teststrecke nachteilig für einen sauberen GPS-Signal-Empfang ist (diese hohe und enge Schlucht an meinem Nordbahntrassen-Abschnitt oder andere Strecken mit überhängenden Baumkronen). Dann ist aber wichtig, dass keine Intereferenzen für Drop-Outs und unsauberes Umdrehungssignal des Speed-Sensors sorgen und dass der Radumfang korrekt eingestellt ist und sich nicht relativ zu den Testläufen verstellt! Das könnte der Fall sein, wenn ihr andere Reifenbreiten montiert und diese Testen wollt, dabei sich zwangsläufig der Radumfang ändert, ihr aber diesen Wert nicht anpasst. Oder es könnte der Fall sein, wenn ihr penibel euren Druck kontrolliert und alles gleich lässt, der Radumfang also konstant bleibt, aber sich die Kalibrierung des Radumfangs durch die Automatik des Radcomputers verstellt.
Einschub und Achtung: Meinung! Abseits von Sonder-Einsatzfällen wie dem Aerotune-Test sind Speed Sensoren überflüssiger Sondermüll (Knopfzelle und Gewicht)
Kleine Anmerkung am Rande: außerhalb von solchen Tests entzieht es sich völlig meinem Verständnis, warum man einen solchen dedizierten Speed Sensor hat und benutzt, wenn man doch ohnehin seine Aktivitäten mit einem handelsüblichen GPS-Radcomputer aufzeichnet. Wie gezeigt, gewinnt man kaum Verlässlichkeit (wenn überhaupt) noch bessere Geschwindigkeitsdaten (außer man fährt ständig durch Tunnels oder unter ganz dichtem Laubwerk – noch dichter als ein üblicher Wald) und ist auf diese Geschwindigkeit angewiesen. Z.B. wenn man sich davon präzisere Aerodynamik-Auswertungen erhofft.
Als Mess- und noch mehr als Steuergröße ist die Geschwindigkeit ansonsten vollkommen irrelevant. Ein Training wird nach Zeit und oder Intensität (RPE, Watt, Herzfrequenz) gesteuert. Was da dann an Geschwindigkeit resultiert, ist völlig unerheblich und einfach nur ein Ergebnis aus Topographie, Untergrundrauheit und Wind. Und irgendwelche Wettbewerbe lauten nicht: „halte über 30 Minuten eine Durchschnittsgeschwindigkeit von x“ sondern sie lauten entweder: „Sei der/die Schnellste diesen Berg hoch über über diese Strecke“ oder „Wer als erste/r über die Ziellinie rollt, hat gewonnen.“
Jetzt könnte man anführen: „Mir geht es gar nicht um die Geschwindigkeit, ich möchte aber meine zurückgelegte Wegstrecke präzise bestimmen.“ Ja – dieser Punkt gibt zumindest einen Sinn. Aber ich gebe zu bedenken: Über lange Sicht wird eine GPS-Positionsbestimmung euch immer präzisere Werte liefern als ein fast zwangsläufig nicht immer korrekt eingegebener bzw. bestimmter Laufraddurchmesser. Denkt an unterschiedliche Laufradsätze (dann müsst ihr sowieso zwei Sensoren haben oder euch noch mit dem ummontieren nerven), denkt an unterschiedliche Drücke und schleichende Druckverluste (die ihr auch mit Butylschläuchen über mehrere Tage habt – bei Latexschläuchen oder Tubeless-Systemen geht’s deutlich schneller), denkt an rauhe Strecken, wo das Rad springt etc. etc.
Der Reifenrollwiderstand
Oh boy!
Weiter oben habe ich im Abschnitt zu den vorteilhaften Streckeneigenschaften und dem Aspekt Wind ja schon geschildert, dass letzten Endes unsere beiden gesuchten und unbekannten Parameter der Luftwiderstand, aber auch der Rollwiderstand sind.
Also: Gewicht wird vorher bestimmt und eingegeben, Antriebsverluste gesetzt, der Wind wird (durch Modellierung und Testrechnung berücksichtig) und es bleiben dann CdA und crr als unbekannte Größen über.
Wenn man den Rollwiderstand kennen würde, kann man sich dessen Ermittlung auch schenken und hat dann den Vorteil, dass man nur noch eine Unbekannte (den CdA) in der einen Bewegungsgleichung hat. Eine Unbekannte, eine Gleichung – das passt.
Selbst wenn man den Rollwiderstand nicht (genau) kennen würde, kann man sich immer noch behelfen, solange man nicht genau hinter dem Rollwiderstand her ist, sondern sich nur um seine Aerodynamik sorgt bzw. relative Vergleiche hinsichtlich des CdA durchführen will. Also: Ist Helm A oder Helm B besser und wenn ja, wieviel? Oder: ist es besser die Aerobars etwas tiefer und flach oder etwas höher und angewinkelt zu montieren? Oder auch: Wieviel langsamer werde ich durch die Montage von Panniers anstelle einer Lenker-Rolle?
Das Dumme ist aber: genau der Aspekt, der es im Grunde ermöglicht (und Chung und auf Anforderung auch Aerotune machen sich das zu Nutze), dass wir auch auf 2 Unbekannte in einer Gleichung lösen können – nämlich das lineare Eingehen von crr aber das quadratische Eingehen des CdA in Bezug auf die Geschwindigkeit – kann zu Problemen führen, wenn diese Bestimmung nicht gut gelingt bzw. der Rollwiderstand einfach so völlig verkehrt vorgegeben würde.
Je größer nämlich nun die Geschwindigkeitsunterschiede innerhalb eines Tests, z.B. zwischen Hin- und Rück-Strecke aber auch innerhalb einer dieser Strecken werden würden, um so eher würde das Modell Schwierigkeiten bekommen. Weil auch jeweils das Verhältnis des „Gewichts“ der beiden Faktoren CdA und crr wechseln würde. Wenn also nicht explizit auf die crr gelöst wird, darf die crr und ihr Einfluss keinen großen Schwankungen unterliegen.
Deshalb unter anderen (oder im Wesentlichen sogar) die Vorgabe und Empfehlung von Aerotune, eine möglichst flache Teststrecke zu wählen. Wo kein bzw. kaum Höhenunterschied, da resultieren bei konstanter Leistungsabgabe (und idealerweise geringem Wind und wenn, dann von der Seite) auch keine (oder möglichst geringe) Geschwindigkeitsdifferenzen über die gesamte Teststrecke. Weder hin noch zurück. Und dann kann es auch ziemlich egal sein, ob der crr-Wert daneben ist. Die Lösung auf den gesuchten CdA ist dann in sich Sauber. Der erhaltene CdA Wert ist dann vielleicht nicht absolut korrekt (wenn man ihn z.B. mit einer Windkanal-Messung vergleichen würde) und er kann auch nicht ohne weiteres mit anderen Aerotune-Ergebnissen anderer Tester vergleichen werden. Aber: er ist in sich stimmig und weitere Tests auf der gleichen Basis ergeben dann korrekte relative Ergebnisse.
Was aber, wenn man nicht von konstantem crr ausgehen kann? Wir also selbst bei möglichst konstanter Geschwindigkeit nicht von gleichbleibendem Rollwiderstand ausgehen können? Oder wenn wir vielleicht gar nicht den CdA-Wert sondern gerade oder vor allem den effektiven crr-Wert eines oder mehrerer Reifen suchen?
Welche Einflüsse bestehen auf den Rollwiderstandsbeiwert crr und welche davon kann man ausschalten?
- Reifenmodell und Reifensetup (tubeless oder Schlauch, Art des Schlauchs): Ausschalten durch Verwenden des stets gleichen Setups, sofern Aerodynamik gesucht
- Reifenluftdruck: Ausschalten durch stets gleichen Luftdruck und Kontrolle vor den Tests
- Reifentemperatur: folgt der Umgebungstemperatur, nicht ausschaltbar! Bzw. nur durch Testen über konstante Temperaturbedingungen hinweg, was selbst im Sommer über Tage schwer ist. In den Übergangsjahreszeiten und besonders in den Tagesrandzeiten unmöglich bzw. müsste im Algorhythmus berücksichtigt werden (mit unbekannter crr/Temperatur-Kurve).
- Untergrund-Rauheit (Wahl der Teststrecke, unterschiedliche Asphaltqualitäten bzw. Untergründe zwischen verschiedenen Teststrecken und selbst innerhalb einer Teststrecke): Ausschalten durch Durchführen aller Tests auf derselben Strecke und idealerweise Nutzung einer Strecke mit konstant gleichmäßiger Oberfläche bzw. stets Nutzen derselben „Spur“.
- Untergrund-Zustand: Nässe oder Trockenheit (hat das auf Asphalt einen Einfluss? – auf ungebundener Oberfläche sicherlich) bzw. Verschmutzung (kleine Ästchen oder Laub nach Stürmen oder im Herbst): Ausschalten durch Durchführen aller Tests bei Vorliegen von stabilen trockenen Wetterbedingungen mindestens zwei bis drei Tage vor dem Test, wenn ungebundene bzw. wassergebundene Teststrecke verwendet wird.
- Gesamt-Systemgewicht: dieses hat keinen Einfluss auf den crr-Wert per se, aber gemeinsam mit dem crr auf den Gesamtrollwiderstand. Was bedeutet, dass der Fehler durch einen nicht korrekt bestimmten crr über verschiedene Test-Konfigurationen dann leider nicht konstant bleibt, sondern differiert, wenn das Gewicht der Testkonfigurationen unterschiedlich ist. Wenn ihr also nicht Körperposition 1 gegen Position 2 testet, sondern z.B. ein Rack- und Pannier-Taschen-Setup gegen z.B. ein Bikepacking-Taschen-Setup. Oder mal mit, mal ohne Tasche und euch genau dieser Unterschied interessiert. Ausschalten durch Testen mit immer gleichen Systemgewicht. Ggfs durch Anpassen des Füllgewichts von Taschen oder durch mehr oder weniger Wasser in Wasserflaschen, wenn die Teil des Setups sind.
Wir sehen also: jede Menge Fehlerquellen. Besonders, wenn wir nicht auf Asphalt testen. Aber selbst dann und selbst, wenn wir am System Laufrad und Reifen zwischen den Tests gar nichts ändern. Eigentlich kommt man also wirklich nur im Idealfall ohne Bestimmung des crr-Wertes aus!
Deswegen ist bei aller dafür erforderlichen Handarbeit für mich das Chung Aerolab immer noch unverzichtbar und war instrumental, um mich auf meinen jetzigen Kenntnisstand zu heben. Auch, wenn ich mich letztlich dann doch auf die Endergebnisse des Aerotune Tests stütze. Denn um diese einzuordnen, musste ich einiges an Experimenten durchführen.
Was auch daran lag, dass ich ja eigentlich (und das will ich immer noch) auch wissen wollte, wie hoch nun die echten Rollwiderstände unterschiedlicher Reifen auf unterschiedlichen Untergründen sind. Also, wie groß der Unterschied z.B. eines Schwalbe G-One R mit meinem als ideal gefühlten Luftdruck auf Waldweg und im Vergleich auf Asphalt sind. Und wieviel schneller – wenn überhaupt – demgegenüber ein G-One Speed oder ein Vittoria Terreno Dry ist. Oder ein Schwalbe Pro One.
Aber Torsten – Aerotune kann doch auch den crr-Wert bestimmen – ist das nicht die einfachste Methode?
Hach, wenn es so einfach wäre…
Mit dem derzeitigen Instrumentarium ist aerotune noch nicht wirklich tauglich, reproduzierbare crr-Werte automatisch zu bestimmen. Selbst, wenn innerhalb eines Setups Testläufe mit hinreichend unterschiedlicher Leistung gefahren wurden.
Nochmal zur Erinnerung. Wie bereits ganz zu Anfang dieses Artikels im Abschnitt „Die zwei benutzten Werkzeuge: Chung Aerolab und aerotune“ beschrieben, gibt es mittlerweile sogar zwei Möglichkeiten, im Aerotune Aerotest den Reifenrollwiderstand bestimmen zu lassen. Einmal separat für jedes Setup innerhalb eines Tests über den Tab „Allgemein“ und dort über die Checkbox „Berechne Crr“ und einmal über alle Setups in einem Test hinweg über den Button „CRR global (beta)“.
Aber: für alle meine vielen Tests die ich mittlerweile durchgeführt habe und wo auch die entsprechenden Randbedingungen gegeben sind (d.h. Testläufe mit unterschiedlichen Leistungen und somit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, dabei soll die niedrigere der Leistungen höchstens 70 % der Leistung des höheren Test-Laufs erreichen), konvergiert das Ergebnis nicht. Will sagen: Ich klicke einmal auf den Button und es wird auch brav ein Ergebnis ausgegeben (für die lokale crr-Berechnung im über den Tab „Allgemein“ manchmal nicht mal das). Nur: das Ergebnis lautet dann z.B. 8,7 rollingPoints. Klicke ich dann nochmal auf den Button und lasse neu Berechnen, lautet dann das Ergebnis vielleicht 7,9 rP. Und bei nochmaligem Klicken vielleicht 7,2 rP. Und so weiter. Wird also niedriger und niedriger (natürlich wachsen dann die CdA-Werte, damit sich die Modellierung der Gesamtwiderstände wieder sinnvoll ausgeht).
Mithin, die Ergebnisse kennen nur eine Richtung – nach unten. Und sie stabilisieren sich nie. „Seede“ ich die crr-Werte manuell neu, indem ich z.B. wieder jeweils höhere crr-Werte im Tab „Allgemein“ eintrage, geht das Spiel von vorne los.
Das ist natürlich gelinde gesagt: doof. Ich bin sicher, irgendwann bekommt Aerotune auch das für meine Anwendungsfälle in den Griff. Bis es aber soweit ist, muss man sich anderweitig behelfen. Wie – dass werde ich im Folgenden zuerst für das Chung Aerolab und dann für meine Aerotune-Auswertungen beschreiben.
Aber Torsten, dafür hast du dann aber doch das Chung Aerolab, das kann ja sehr gut CdA und crr separieren und bestimmen?
Kommt drauf an, wie wir „sehr gut“ definieren. Ja, wo für meinen Fall Aerotune bei der Ermittlung des Rollwiderstands leider total versagt (Stand November 2021), ist das Chung Aerolab ein tatsächlich hilfreiches Werkzeug. Leider ist das beim Chung Aerolab immer noch ein gutes Stück Handarbeit. Es gibt also, zumindest für ein Testprotokoll, welches auf einer Hin- und Rück-Strecke basiert, keinen automatischen Lösungsalgorithmus per Knopfdruck (die Gründe habe ich weiter oben ja bereits erläutert).
Und auch bei der „Handarbeit“, die ihre Vor- und Nachteile hat, ist es leider nicht so, dass einem beim Schieben der crr- und CdA-Slider bzw. beim Eingeben der entsprechenden Werte die eine eindeutige, unzweifelhaft einzig wahre und auf die dritte Nachkommastelle genaue Kombination entgegen springt. So nach dem Motto: Passt gar nicht; passt gar nicht; warm; wärmer; Bingo – die isses! Und keine andere.
Sondern es ist eher so: passt gar nicht; passt schon eher; passt gut; passt noch etwas besser; passt hier etwas besser; passt da etwas besser; hmm – passt hier super, da aber eher wieder schlechter. Und zwar, wenn ich mir einen typischen Test bestehend aus z.B. 3 bis 4 Testläufen anschaue.
Das spiegelt aber auch durchaus die Realität wieder. Denn nicht jeder Testlauf und da nicht jeder Meter ist halt gleich. Was wir schon erwähnt haben sind die unabdingbar über eine 1000 Meter Strecke wechselnden äußeren Einflüsse. Die mal etwas mehr und mal etwas weniger windgeschützte Abschnitte hat. Wo der Untergrund mal etwas rauher, mal etwas glatter ist (auch bei Asphalt der Fall), wo in einem Testlauf mal mehr, mal weniger lokaler Wind geweht hat. Und wo ich vielleicht doch mal einen langsameren Radfahrer überholen musste oder wegen einem Fußgänger die Straßenseite wechseln. Oder wo auf einer öffentlichen Straße doch mal ein einziges Auto kurz entgegen kam.
Oder – selbst wenn das alles nicht der Fall war und die äußeren Bedingungen so perfekt wie sonst nur in einem Velodrom zu erwarten waren – meine Körperhaltung auch nur ganz leicht variabel war! Auf diese werde ich später noch gesondert zu sprechen kommen. Hier nur soviel: Wir sind keine Mannequins und unsere Körperhaltung wechselt unablässig. Mal mehr, mal weniger in Abhängigkeit von Anstrengung, Übung und genereller Position auf dem Rad.
Was nichts anderes bedeutet: CdA und auch crr sind erwartungsgemäß leicht fluktuierend selbst über eine Strecke von nur 1000 m. Das Gute – idealerweise sollten und sind diese Fluktuationen kleiner als den Einfluss zwischen zwei Setups sein, den wir zu ermitteln versuchen. Das heisst aber auch: den einen CdA-Wert und den einen crr-Wert, der auf die x-te Nachkommastelle hinter dem Komma über einen Test konstant ist, gibt es nicht. Sondern wir suchen den mittleren CdA- und crr-Wert einer Konfiguration, eines Setups über mehrere Testläufe und idealerweise über mehrere Tests. Je mehr Testläufe und je mehr Tests wir haben, umso sicherer können wir der „wahren“, mittleren Wertekombination von CdA und crr für ein entsprechendes Test-Setup sein.
Nun sehen wir also alle diese Einflüsse in einem Test. Was sehr gut ist, weil wir halt auch direkt einen visuellen Eindruck von der Güte und Gleichmäßigkeit der Testläufe erhalten. Was es aber auch zu einer Kerner-Arbeit macht, Wertekombinationen durchzuspielen und rein visuell eine „Beste“ zu küren.
Das Gute dabei: der Mensch ist super dafür geeignet, solche Muster übereinander zu legen und Ähnlichkeiten zu entdecken bzw. auch generell dabei eine „Fuzzy-Logic“ anzuwenden.
Das Schlechte dabei: man unterliegt unweigerlich einem Bias, so neutral man auch versucht, die Wertesuche durchzuführen. Teilweise nutze ich selbst auch bewusst Hinweise und Schlussfolgerungen, um Werte einzugeben. Das ist dann kein Bias, sondern eine Probe. Z.B.: Ok, vom letztwöchigen Test war mein Ergebnis nach viel hin und her, dass dieser Reifen auf dieser Strecke ein crr-Wert von x hat. Dann gebe ich doch hier auch mal x ein und sehe, ob mir das Ergebnis von CdA und crr nun besser angepasst erscheint, als die Wertekombination, zu der ich zuvor unabhängig gelangt bin. Oder ich gebe die CdA aus der Aerotune-Auswertung ein und schaue, wie sich das dann im Chung Aerolab darstellt. Und in ganz schwierigen Fällen mache ich mich einfach am nächsten Tag nochmal frisch an die Auswertung und sehe, welche Werte ich dann erhalte.
Das hört sich jetzt aufwendig an (ist es) und es hört sich vielleicht auch an, als ob die Ergebnisse dann beliebig sind (sind sie nicht). Denn wie schon gesagt – mit dem Chung Aerolab kann man sehr gut den CdA und den crr-Wert bestimmen. Man kommt auch sehr schnell in die generelle Ergebnis-Region, die zu einer passablen Aussage führt. Aber ob ein Setup nun einen CdA von 0,255 m2 (25,5 aeroPoints) und einen crr von 0,0093 (9,3 rollingPoints) hat oder eher 0,2448 m2 (24,48 aeroPoints) und 0,011 (11 rollingPoints), das ist super schwierig bis unmöglich festzulegen. Was aber halt auch mit der Variabilität der äußeren Bedingungen zu tun hat und einfach die Tatsache betont: irgendwo liegt die Messungenauigkeit bzw. hat man ein Rauschen über dem gesuchten Signal liegen. Welches einen nochmal mehr fuchst, wenn man halt nicht nur hinter dem CdA-Wert hinter her ist, sondern man auch den crr-Wert gleichzeitig bestimmen möchte. Und eingentlich möchte man dies. Muss man sogar – aus den Eingangs dieses Kapitels erwähnten Gründen.
Beispiel-Notizen aus einer Chung Aerolab-Analyse
Wie sieht also eine typische Chung Aerolab Auswertung in Golden Cheetah für mich aus? Das habe ich ja schon im Abschnitt „Nordbahntrasse und der Blick in die Black Box“ dargelegt. Hier jetzt aber noch ein Beispiel, wie meine Notizen aus den anfänglichen Tests aussahen. Dabei habe ich ja auch anfangs auch noch zwischen den gleichzeitig per Wahoo und Garmin aufgezeichneten Testläufen verglichen, von denen ein Computer mit dem Speed Sensor gekoppelt war und der andere rein nur das GPS-Signal für die Geschwindigkeit verwendet hat.
Hier der Test vom 16.9. auf der Kohlenbahn, mit dem Garmin (GPS) und gleichzeitig dem Wahoo (Speedsensor) aufgezeichnet. Ihr lest dabei meine originalen Aufzeichnungen direkt während dem Auswerten im Aerolab. Eine „Iteration“ ist dabei immer ein Zwischenschritt, den ich für Festhaltenswert erachtete. So nach dem Motto: Das ist schon mal ein erstes Ergebnis, aber wo passt es noch nicht gut? Geht es noch besser? Manchmal kehre ich auch nach dem Bearbeiten eines weiteren Setups zu einem vorherigen Setup zurück und schaue mit den Erkenntnissen daraus, ob ich doch noch eine etwas bessere Wertekombination von CdA und crr erhalte (siehe dazu die weiter oben gemachten Anmerkungen zum Thema Bias), die ja dann im Endergebnis die beste Repräsentation des Rollwiderstands (im wesentlichen unverändert über alle Testläufe eines Tests – durchaus aber über den Streckenverlauf leicht variabel sofern sich der Untergrund mal rauher, mal glatter darstellt) und des CdAs, gemittelt über alle enthaltenen Testläufe ist. Und der CdA ist deutlicher veränderlich und nie auf die x-te Nachkommastelle konstant, weil sich unser Körper bewegt, wir unweigerlich mal den Kopf leicht anders halten etc. pp. Die Wertekombination aus crr und cda muss also gar nicht – und wird auch nie – über alle Testläufe eines Tests und über jeden Meter eines Testlaufes eine vollkommen deckungsgleiche Lage aus grüner Höhenlinie und blauer virtueller Höhenlinie ergeben. Aber die „Summe aller Abweichungen“ über den gesamten Test – die soll halt minimal werden. Das ist das Ziel. Denkt dran, wie ihr die Screenshots „lesen“ müsst: mit einer gedachten Anpassung des „Elevation Offsets“ an jede einzelne Out- und Back-lap, wie im Abschnitt „Was bedeutet dass, wenn ich in den Chung Aerolab-Grafiken von der Anpassung spreche?“ weiter vorn im Artikel beschrieben.
Wahoo-Datei (mit Speedsensor):
Setup 1:
Iteration 01: crr 0.007, cda 0.375 (würde Sinn machen, d.h. cda sollte natürlich gleich sein, crr höher aufgrund des Untergrundes), Alle back laps passen super. Out laps noch ein Hauch zu steil geneigt (blaue Linie) und offenbaren auch leichte Probleme mit der Beschleunigung bzw. generell dem Streckenanfang (grüne Linie mit graduell zunehmendem Gefälle, blaue linie mit vom Start weg durchgehendem Gefälle)
Iteration 02: crr 0.006, cda 0.375: Immer noch die out laps einen Hauch zu steil abfallend, dafür aber die back laps (langsamer) zu steil ansteigend. Deutet auf eine nicht passende CdA.
Iteration 03: crr 0.006, cda 0.39 (schon ganz gut)
Iteration 04: crr 0.00906, cda 0.324 (passt sehr gut) (Erkenntnis von Setup 2 Iter 04)
Setup 2:
Iteration 01: crr 0.006, cda 0.39 (d.h. Ausgangswert des Setups mit Tasche) Passt nach erstem Anschein fast ohne jeden Angleich. Dennoch, out laps sind deutlich zu steil abfallend und die letzte back lap noch etwas zu flach.
Iteration 02: crr 0.006, cda 0.367: alle back laps passen hervorragend, out laps immer noch etwas zu stark abfallend.
Iteration 03: crr 0.0062, cda 0.356
Iteration 04: crr 0.00906, cda 0.305 passt super
Das unmittelbare Zwischenergebnis für mich daraus war:
- effektiver Rollwiderstand des an diesem Tag benutzten Schwalbe G-One R mit 1,8 bar auf wassergebundener Decke = 0.0091 plus/minus (0.0085 – 0.0096) crr
- Luftwiderstand mit Handlebar Roll (Setup 1 an diesem Tag) höher als ohne (Setup 2). Mit: 0.324 ohne: 0.305. Differenz: 1,9 aeroPoints
- Luftwiderstand deutlich different zur Bestimmung im Deilbachtal. Das kann ja nicht so sehr sein (es sei denn, ich wäre mit deutlich anderer Haltung gefahren, was jegliche Vergleichstestversuche obsolet machen würde – nach allen Regeln der Kunst war das jeweils die gleiche Haltung).
Hier dann derselbe Test, aufgezeichnet mit dem Garmin:
Garmin Datei (Speed per GPS):
Setup 1:
Iteration 01: crr 0.00906, cda 0.324 (das war die beste Anpassung für die Wahoo-Datei) Tja, hier passt es leider nicht so. Back lap 3 viel zu steil, out lap 3 passt. Back lap 1 + 2 auch viel zu steil, out lap 2 passt, out lap 1 auch recht gut.
Iteration 02: crr 0.0102, cda 0.3695: passt schon für die back laps (alle) recht gut, die out laps fallen zu steil ab.
Iteration 03: crr 0.01225, cda 0.2839: passt für alles sehr gut, bis auf back lap 3.
Iteration 05: crr 0.01225, cda: 0.3075: könnte der beste Kompromiss sein – aber crr ist eher hoch und cda ist viel zu niedrig im Vergleich mit dem Ergebnis vom Deilbach.
Iteration 05: crr 0.011, cda 0.3075: hier ist back lap 3 zu steil, aber das könnte unter Einbezug aller anderen Ergebnisse die beste Gesamtanpassung sein.
Setup 2:
Iteration 01: crr 0.011, cda 0.2827, passt zu allem. :) (Ihr seht – manchmal geht es auch schnell ;-))
Zwischenergebnis aus den Garmin-Aufzeichnungen:
- effektiver Rollwiderstand des Schwalbe G-One R mit 1,8 bar auf wassergebundener Decke nach GPS = 0.011 plus/minus (0.0095 – 0.0125) crr
- Luftwiderstand mit Handlebar Roll höher als ohne. Mit: 0.308 ohne: 0.283. Differenz: 2,5 aeropoints (und damit mehr als die 1,9 aeroPoints per Speed Sensor aber weniger als die 3,5 aeroPoints per Speed Sensor im Deilbachtal)
Ok, noch nicht zufriedenstellend. Also weiter getestet.
Chung Eyeballing – der Vorteil des Abstands
Nach diesem Suchen der letzten Nachkommastelle im Detail und dem (erfolgreichen, aber nicht den Perfektionisten in mir zufriedenstellenden) Bestimmen von CdA und des mich auch besonders (und nicht nur als Hilfsparameter für die CdA-Bestimmung) interessierenden crr-Wertes verlassen wir die Niederungen der Anpassung auf quasi jeden Meter jeder Out- und Back-Lap. Oftmals sieht man ja den Wald vor lauter Bäumen nicht und daher möchte ich euch jetzt noch zeigen, dass man mit dem Chung Aerolab auch sehr schön den Wald sehen kann. Und damit schon auf Anhieb erkennen kann, ob und wie zwei verschiedene Test-Konfigurationen bzw. -Setups voneinander abweichen. Ob also z.B. eine Lenker-Rolltasche einen signifikanten Unterschied im Luftwiderstand bedeutet gegenüber demselben Rad ohne diese Lenker-Rolltasche.
Alles, was wir hierfür brauchen, ist unsere komplette Test-Session in einer Golden Cheetah Datei. Also, wie immer, ganz normal als .fit-Datei im Garmin oder Wahoo aufgezeichnet und dort importiert. So zeichne ich meine Test-Sessions sowieso immer auf. Erst in Golden Cheetah separiere ich dann die einzelnen Tests, um sie einzeln anzuschauen, einzeln im Chung Aerolab zu analysieren und auch für das Hochladen und in der Folge Auswerten über die Aerotune-Webseite zu exportieren (ich nutze also nicht die Garmin iQ.connect App von Aerotune).
Wir können uns aber auch schon direkt die gesamte Datei im Chung Aerolab anschauen. So sieht das dann beispielsweise für meine Testfahrten vom 16.9. aus; hier die Garmin-Datei:
Was sehen wir? Hier habe ich einfach mal crr- und CdA-Werte eines vorhergehenden Tests eingeben: 10,2 crr-Points und 30 aero-Points. Die genauen Werte spielen aber gar nicht so sehr die Rolle. Wir wollen die relativen Unterschiede erkennen. Und zwar sehen wir hier generell 2 Tests auf zwei verschiedenen Teststrecken. Und jeder Test besteht aus zwei Setups, einmal mit Lenkerrolltasche und einmal ohne.
Wir sehen ganz links zuerst meine Anfahrt zum tiefer liegenden Deilbachtal, dann folgen die Testruns dort, dann sehen wir die Fahrt vom Deilbachtal hin zur Kohlenbahn und dort dann wieder die Testruns auf dieser Strecke.
Wir sehen für den ersten Testabschnitt, besthend aus jeweils 3 Testläufen mit der Handlebar Roll (T) und 3 Testläufen ohne Tasche unter den Extensions (oT) immer im Unterlenker und im Deilbachtal auf Asphalt, dass für die ersten Testläufe die blaue Linie parallel zur grünen verläuft. Und für die nächsten 3, ohne Tasche, die blaue Linie leicht abfällt; der Widerstand also zu hoch eingestellt ist. Ergo – aus diesem „eyeballing“ kann man also schon sehen, dass das Setup ohne Tasche „schneller“ ist. Am Rollwiderstand ändert sich nichts, d.h. die CdA wird geringer sein.
Und im zweiten Testabschnitt, wieder aus jeweils 3 Testläufen mit und ohne Tasche, wieder im Auflieger bestehend, sieht man, dass dort die Widerstände zu gering angesetzt sind. Das wird kompensiert, indem die Höhe der virtuellen (blauen) Höhenlinie zunimmt. Gehen wir von (weitestgehend) gleicher Körperhaltung aus – konstatieren also gleiche CdA wie im ersten Testabschnitt – muss die Differenz vom gestiegenen Rollwiderstand herrühren. In der Tat – dort bin ich wieder auf der Kohlenbahn mit der ungebundenen Kiesdecke. Sehr feiner, glatter Belag – aber dennoch kein Asphalt. Und heute aufgrund des Regens in der vergangenen Nacht noch mit ganz leichter Feuchte. Ich vermute daher einen noch etwas höheren Rollwiderstand als in den Testläufen in den Tagen zuvor.
Aber auch hier sehen wir wieder unterschiedliche Gradienten für die beiden Setups mit und ohne Tasche (mit den gestrichelten pinken und roten Linien kenntlich gemacht). Also auch hier bestätigt (und das bei definitiv unpassendem crr): ohne Tasche ist der Luftwiderstand geringer.
Hier ein zweites Beispiel:
Hier war ich am 11.9. ganz woanders testen; im Eichendorf, auch auf Asphalt. Wie üblich auf meinem Drifter, wie meistens mit einem vollen Taschen-Setup mit tailfin AeroPack und cyclite Framebag als Basis. Als Vergleichs-Option und Testgegenstand wieder die Handle Bar Roll Bag vs. keine Tasche unter den Extensions. Hier anfangs noch zum Testen jeweils im Auflieger und auch „on the Hoods“. Das ergibt also 4 Setups:
Setup 1: Handle Bar Roll, Hoods, 81,9 kg
Setup 2: Handle Bar Roll, Auflieger, 81,9 kg
Setup 3: ohne Tasche, Hoods, 80,6 kg
Setup 4: ohne Tasche, Auflieger, 80,6 kg
Selbst mit den Fehlereinflüssen aus den jeweiligen Wendepunkten (die, von genügend „hoher Flughöhe“ betrachtet, dann doch im Mittel immer sehr vergleichbar abliefen) und auch mit dem Wissen im Hinterkopf, dass das eingegebene Systemgewicht nur für 2 der 4 Setups exakt stimmt und für das andere leicht um 1,3 kg abweicht, zeigt einem eine übergreifende Betrachtung über alle Setups und Testläufe hinweg sehr schön, ob eine Widerstandsparameter-Kombination aus crr und CdA für ein Setup passt oder eben nicht und daher „aus dem Ruder läuft“. Bedeutet, dass bei passenden crr und CdA die blaue Linie des virtuellen Höhenprofils über ein Setup hinweg mehr oder weniger parallel mit der tatsächlichen grünen Höhenlinie verläuft. Für andere, nicht passende Setups zeigen sich jedoch unterschiedliche Verläufe mit entsprechend der Fehlergröße von crr und CdA abweichenden Trendgeraden bzw. Gradienten.
So zeigt die obige Übersichtsgrafik das Resultat mit einer für das letzte Setup #4 (ohne Handle Bar Roll, in den Aufliegern) angepassten CdA. Das waren die letzten 3 Testläufe und für diese sieht man sehr schön, dass virtuelles und tatsächliches Höhenprofil parallel und horizontal verlaufen (blau gestrichelte und mit (4) unterschriebene Linie).
Für alle anderen Setups lassen sich schon so „über den Daumen“ unterschiedliche Steigungen über die jeweiligen Testruns mit dem Auge abschätzen. Je steiler diese gemittelte Trendlinie pro Setup, um so stärker weicht die CdA (am Reifeneinfluss ändert sich in diesem Test nichts) von der aktuell eingestellten (und für Setup 4 passenden) CdA ab. Hier im gewählten Beispiel: je steiler, desto schlechter der Luftwiderstand, desto höher müsste ich im Aerolab die CdA einstellen, damit sich die blaue Linie mit der grünen in Übereinstimmung bringen lässt.
Wir sehen hier quasi auf Anhieb, dass die rot gestrichelte Linie (1) den steilsten Anstieg aufweist, und demnach von allen 4 Setups den schlechtesten Luftwiderstand darstellt. Die pink gestrichelte Linie (3) ist jedoch ähnlich steil – scheint aber etwas flacher zu verlaufen. Hier müssen wir uns also die Setups etwas genauer ansehen (machen wir ohnehin). Aber schon so sehen wir: Aha, Setup 3 ist etwas besser als Setup 1. D.h. ohne die Handlebar roll sind wir schneller als ohne. Auch in den Hoods. Dennoch hier zu beachten: der Einfluss unterschiedlichen Gewichts. Dies kann bei größerem Unterschied der hier betrachteten Setups ebenfalls zu unterschiedlichen Rollwiderständen und damit anteilig den Gradienten beitragen!
Das wird uns von der orangenen gestrichelten Linie (2) im Vergleich zur blau getrichelten Linie (4) noch viel deutlicher gezeigt: In den Aufliegern herrscht kein Zweifel – dort, wo Linie (2) deutlich ansteigt, ist Linie (4) horizontal. Setup 2 muss also deutlich langsamer sein als Setup 4. Bei dem im Auflieger leicht höheren Geschwindigkeiten ist der Malus der Handle Bar Roll also deutlicher erkennbar.
Schlussfolgerung des Eyeballing
Was somit schön zu wissen ist: So schwierig es beim Blick auf ein einzelnes Setup immer wieder ist, beim experimentieren mit dem CdA- und crr-Slider auf ein befriedigendes und eindeutiges Ergebnis zu kommen – es verbleiben halt unerkannte Einflüsse durch einzelne Windfeldänderungen und andere allfällige Störungen und somit immer Fehlertoleranzen – so beruhigend ist es dann doch, dass sich über genügend Testruns pro Setup hinweg und mit etwas Abstand betrachet deutlich der Unterschied und Effekt von Änderungen darstellen und quantifizieren lässt. Vielleicht nicht, ob nun eine 750 ml Flasche am Unterohr oder am Sitzrohr die bessere Aerodynamik aufweist. Aber auf jeden Fall, wie sich eine Handlebar Roll oder halt eben keine Handlebar Roll auf den CdA auswirkt. Oder eine Oberlenkerhaltung im Vergleich zum Fahren in den Aufliegern. Wo sich selbst bei nicht allzutief montierten Aerobars (die ja zum großen Teil für uns Ultradistanzfahrer eher auch Komfortbars sind) signifikante Unterschiede zeigen. Nicht weiter verwunderlich, macht doch die Körperhaltung den Großteil des Luftwiderstandes aus.
CRR-Workaround-Entwicklung für den Aerotune Test
Wie bereits dargelegt – mit dem derzeitigen Instrumentarium (Stand November 2021) ist aerotune für mich noch nicht wirklich tauglich, reproduzierbare crr-Werte automatisch zu bestimmen. Selbst, wenn innerhalb eines Setups Testläufe mit hinreichend unterschiedlicher Leistung gefahren wurden. Daher hat sich für meine Anwendungsfälle (deutlich unterschiedliche und auch eher hohe crr aufgrund der Verwendung von Gravel-Reifen und dem Fahren auf Teststrecken mit unterschiedlichen Untergründen, darunter sowohl Asphalt wie auch wassergebundene Decke) herausgestellt, dass ich von der vorhandenen Checkbox „crr Berechnen“ besser die Finger lasse. Dennoch hilft auch in Aerotune der Einbezug mindestens eines Testlaufs pro Setup mit erhöhter Leistung, um sich so dem tatsächlichen crr-Wert annähern zu können.
Ohne, dass also der crr Wert berechnet wird, kann er nur eines sein: ein weiterer Vorgabe-Parameter. Wie es z.B. auch das korrekte Systemgewicht ist. Wir sollten ihn also schon möglichst genau kennen, wenn die ermittelten cda-Werte keine Mondwerte darstellen sollen.
Unpassend werden die Ergebnisse, wenn die Setup-Systemgewichte stärker voneinander abweichen (also nicht Helm 1 gegen Helm 2 getestet wird, sondern wie bei mir gerade eine dicke, passend befüllte Front-Tasche gegenüber keiner Fronttasche) oder mehr noch, wenn mit unterschiedlicher Leistung und unterschiedlichen Geschwindigkeiten gefahren wird. Dazu führen schon bei gleicher Leistung deutlichere Höhenunterschiede zwischen Start- und Endpunkt der Teststrecke und bei unterschiedlicher Leistung ist man natürlich auch mal schneller und mal langsamer unterwegs.
D.h. also genau der physikalische Hintergrund, der es uns ermöglicht, in einer Gleichung mit zwei Unbekannten (crr und cda) beide zu bestimmen, weil sie unterschiedlich mit der Geschwindigkeit skalieren, und aufgrund dessen wir genau solche Strecken mit unterschiedlicher Geschwindigkeit und Test-Leistung für das Chung-Aerolab bevorzugen – der wird dann zum Problem, wenn wir einen festen crr-Wert vorgeben und der halt eben nicht passt.
Je weiter er vom wahren Wert entfernt ist, um so größer werden die Anpassungsfehler über ein Setup hinweg. Und genau das mache ich mir bei der Bewertung der Aerotune Ergebnisse dann wieder zu nutze.
Ansatz Nummer 1 – Versuch der Interpretation der Gesamt-Anpassungsfehler
Für jeden Test (bestehend aus mindestens einem Setup) gibt der Aerotune Test auch einen Gesamtfehler aus. Die Angabe erfolgt in Prozent und kann daher vom Anwender auch manuel in einen absoluten Fehler zurückgerechnet werden.
Hier mal eine Tabelle von Ergebnissen jeweils des selben Setups. In der ersten Wertespalte findet sich der crr-Wert. Der ist in diesem Fall meine Vorgabe. Ich habe mal die Werte von 6 bis 13 crr-Points durch exerziert. In der nächsten Spalte folgen jeweils die entsprechende cda-Werte als Ergebnis der aerotune Berechnung. Je niedriger der Rollwiderstand, um so höher muss der Luftwiderstand sein, damit die Gesamtwiderstände passen.
Die Spalte „cda Fehler %“ zeigt, welchen Gesamt-Fehler aerotune für die Lösung der Bewegungsgleichung mit dem hier gewählten crr und dem als Ergebnis ermittelten CdA ausweist. Die Spalte davor „cda Fehler absolut“ habe ich zurückgerechnet.
So. Obgleich man jetzt versucht sein könnte, die erste Zeile als die beste Anpassung zu betrachten, ist dem nicht so. Aber warum? 6 rP und 38,3 aP ergeben einen absoluten Fehler für den 3 Testläufe umfassenden Test von 0,6 aP und einen Fehler von 1,6 %. Das ist doch super und ist mit dem Wertepaar von 7 rP und 36,7 aP der jeweils geringste Fehler. Mithin also die beste Anpassung und somit wohl das am ehesten passende Ergebnis? Leider nein.
Wir sehen zwar, dass mit immer weiter abnehmendem crr der Fehler immer geringer wird. Aber das ist erstens nicht physikalisch sinnvoll erwartbar, da ein Schwalbe G One Speed sehr wahrscheinlich keine 6 rollingPoints auf wassergebundener Decke erzielt. Zum zweiten zeigt das die Grenzen, dass der verbleibende Fehler, dadurch, das crr fix gesetzt wird, rein auf das resultierende CdA bezogen wird. Bei gleichbleibendem absoluten Fehler sinkt natürlich der angegebene Fehler, wenn er prozentual auf einen immer höheren CdA bezogen wird. Das bringt uns also in der Bewertung der Anpassungsgüte nicht wirklich weiter.
Ist es dann nicht besser, auf die absoluten Fehler der einzelnen Testläufe zu schauen? Die habe ich in der letzten Spalte „Einzel-Absolutfehler“ zusammengestellt. Ihr seht drei Fehlerwerte, jeweils durch einen Schrägstrich getrennt. Jeder Test besteht also aus drei Testläufen. Ich habe hier zwei Testläufe mit „normaler“ Leistung (oberer G1-Bereich) und einen mit „hoher“ Leistung (Schwellenbereich) gefahren. Für diesen werden die Fehler um so größer, je unpassender das crr gewählt wurde. Das sieht man an der Spalte (Einzel-Absolutfehler). Mit zunehmendem crr sinken diese langsam.
Leider konvergiert das auch nicht, so dass man noch ein weiteres Kriterium einbinden muss – die CdA-Differenz bzw. die CdA-Fehlerdifferenz der einzelnen Testläufe. Hypothese: die Körperhaltung und weitere Einflüsse bleiben weitestgehend konstant innerhalb eines Setups (mehr zur Körperhaltung später). Die von aerotune ermittelte CdA sollte also auch zwischen Testläufen mit unterschiedlicher Leistung nicht sonderlich voneinander abweichen. Wenn sie dies tut, wäre das ein Hinweis auf ein falsch gewähltes crr.
Wenn also z.B. bei 13 rollingPoints Test 0 25.8, Test 1 27.9 und Test 2 25 aeroPoints ergibt, bei 10 rP aber Test 0 31, Test 1, 32.2 und Test 2 31.5 ergibt, dann liegen letztere näher beieinander und wahrscheinlich passen dann die 10 rP besser als die 13. Also habe ich mir auch dies jeweils immer noch einzeln angeschaut (der Übersichtlichkeit halber nicht mehr in der oberen Tabelle dargestellt). Die weiteren Ergebnisse für diesen Test: Für 9,5 rP ergeben sich 31.9, 32.9, 32.4 CdA, bei 8,8 rP 33.1, 34, 33.6 CdA, bei 8 rP liegen die CdA noch etwas näher beisammen und dann steigen die Fehlerbandbreiten wieder bei weiter abnehmendem crr.
D.h. leider bin ich am Ende zwar Fehlerbandbreiten gestützt und damit schon zahlengeführt unterwegs, muss aber trotzdem eine persönliche Wichtung aller dieser Komponenten und Zusammenhänge durchführen, um auf eine möglichst den wahren Gegebenheiten entsprechende Zahl für den Rollwiderstand zu kommen. Sonst passen meine Aero-Tests nur ungenügend.
Hier finde ich also aus diesen drei unterschiedlichen Kriterien den Sweetspot von crr = 8,8 rP und kann zufrieden sein, dass ich dies auch aus dem Chung-Aerolab heraus so ermittelt habe. Demnach folgt also CdA = 33,8 aP als der resultierende Luftwiderstandsbeiwert aus diesem Setup an diesem Tag.
Es könnte aber auch der crr von 9,5 rP passen. Und dann mit der resultierenden CdA von 32,6 aeroPoints würde sich das Ergebnis auch besser mit den CdA aus der Teststrecke auf Asphalt im Deilbachtal überein bringen lassen. Argh! Immer noch unbefriedigend und bringt mich also nicht wirklich weiter!
Was heisst das für jemanden, der sich mit diesen Unwägbarkeiten am liebsten überhaupt nicht herumschlagen möchte?
Wie schon geschildert, möglichst alle Dinge ausschalten, die einen Einfluss auf den Rollwiderstand haben und möglichst alle Dinge ausschalten die den Einfluss des Rollwiderstands unterschiedlich in die Lösung der Bewegungsgleichung eingehen lassen.
Also bei reinen Aerotune-Tests…
- eine möglichst flache Strecke ohne Höhenunterschied benutzen (sorgt für gleiche Geschwindigkeiten)
- Nicht mit unterschiedlichen Leistungen fahren (wirft den Algorithmus aus der Bahn)
- Immer auf gleichem Untergrund mit den gleichen Reifen und dem gleichen Druck fahren (d.h. crr sollte dann auch wenig schwanken)
- Nicht mit exotischen Reifen fahren (in Bezug auf Aerotests heisst das: Straßenreifen, Slicks, bekannte Marken und Modelle nutzen). Dann ist der crr eher niedrig und viele andere aerotune Nutzer verwenden diese auch. An deren crr kann man sich dann anlehnen bzw. wenn man gar nichts weiss, setzt man einfach crr zu 0,004 oder 0,005 (auf halbwegs glatten Asphalt) und gut ist.
- Der crr mag dann vielleicht nicht genau dem tatsächlichen Wert entsprechen, aber er ist genau genug und durch die obigen Punkte ist auch sichergestellt, dass sich eure Ergebnisse zumindest untereinander gut vergleichen lassen und sich keine Verschiebungen ergeben.
Ansatz Nummer 2 – Einschießen auf einen Reifen, eine Teststrecke und standardmäßige Berechnung für jeweils vier crr-Werte von 4,6 – 7 rP
Der Ansatz Nr. 1 hat schon zu einigen Erkenntnissen geführt, war aber letzten Endes trotz der Betrachtung und Bewertung von berechneten Fehlergrößen immer noch unbefriedigend. Zu Aufwendig die Zusammenführung der Werte und letzten Endes immer noch eine subjektive Bewertung.
Diese Erkenntnisse haben mich aber mit weiteren Querbezügen zu meinen eigenen Tests auf unterschiedlichen Untergründen und dem Heranziehen von weiteren Quellen (die ich u.a. in meinen diversen Artikeln zu Reifen- und Felgenthematiken schon früher mal benannt habe) zur meiner schlussendlichen Herangehensweise geführt.
Zu Anfang des Haupt-Schwerpunkts meiner Testreihe hatte ich noch einen Gravel-Reifen montiert. Den Schwalbe G-One R. Und eigentlich hatte ich vorgehabt, zuerst von diesem, dann vom Schwalbe G-One Speed und dann vom Schwalbe Pro One in Größe 28/30 mm die effektiven Rollwiderstandsbeiwerte für Asphalt und für eine feine, wassergebundene Oberfläche zu bestimmen. Dass das jetzt gleich 3 Schwalbe Reifen sind, ist teilweise Zufall. Den G-One R hatte ich mir kurzerhand für den Sommer gekauft, den G-One Speed extra von Schwalbe zum Testen angefordert und den Pro One ohnehin schon länger auf meinen Straßenlaufrädern drauf.
Ich musste aber feststellen, dass ich mich auf einen Reifen einschießen und mit dem dann wirklich alle mich interessierenden Aerodynamik-Vergleiche durchführen muss.
Aber selbst für den Pro One wusste ich dann immer noch nicht, welchen Rollreibungsbeiwert er mit meinen Schläuchen und meinem Luftdruck auf meiner Asphalt-Teststrecke (Deilbach) und meiner wassergebundenen Decke-Teststrecke (Kohlenbahn) hat. Hier habe ich mich nach weiteren Tests rein auf die Kohlenbahn eingeschossen, die konsistent die geringsten Aerotune-Fehlerbandbreiten ergab und wo ich auch die beste Testumgebung für mich vorfand (trotz des Nachteils eben keinen Asphaltuntergrund zu haben).
Mit den folgenden Querbezügen und Hintergrundinformationen habe ich mich dann auf eine Bandbreite von 4 separaten crr-Werten (4,6 – 5 – 6 – 7 rP) festgelegt, für die ich stumpf jeden einzelnen Test in Aerotune durchrechnen habe lassen. Also: Dateien hochladen, Randbedingungen und Beschreibung eingeben wie immer, dann im Tab „Laufräder“ den ersten crr-Wert eingeben und dann auf „Starte Berechnung“ geklickt. Sodann die Ergebnisse begutachtet, in eine Excelliste überführt und dann (bei mir noch im Tab „Laufräder“, jetzt ist diese Einstellung ja in den Tab „Allgemein“ gewandert) jeweils den zweiten crr-Wert eingegeben. Neu berechnen lassen und die Werte in meine Excelliste überführt. Vier mal pro Test mit allen jeweils enthaltenen Setups.
Die Querbezüge lauten wie folgt:
Für Asphalt hatte ich aus dem Chung Aerolab und mit dem Ansatz 1 aus aerotune crr-Werte von 3,8 bis 5,0 rP erhalten. Die dazu korrespondierenden CdA-Werte reichten von 33,55 aP (Bandbreite 32,25- 34,85) bis 31,75 aP (Bandbreite 30,49 – 33,01).
Für die Kohlenbahn (und damit die wassergebundene Decke) erhielt ich crr-Werte von 4,6 – 7 rP. Mit korrespondierenden CdA-Werten von 36,83 aP (36,238- 37,57) bis 32,83 aP (32,32 – 33,34).
Wenn man dies übereinanderlegt erscheint für Asphalt 3,8 bis 5 rP aufgrund der für diese Teststrecke leider eher hohen Standardabweichungen der cdA möglich (30,49 – 34,85 aP). Damit wäre der korrespondierende crr-Wert für die Kohlenbahn bei 6-7 rP und demnach cda =32,30 – 35,21.
Das ist schon mal eine sehr schön eingeengte Bandbreite der möglich besten effektiven crr-Werte und auch eine Aussage, wie diese relativ zueinander zwischen den Testuntergründen stehen.
Bicyclerollingresistance.com führt für den Schwalbe Pro One TLE 10,2 Watt bei 8,3 bar und 11,2 Watt bei 6,9 bar an. Bei 5,5 bar (ihrem dritten regelmäßig untersuchten Druckbereich, der leider hinter einer Paywall liegt) also möglicherweise 12,2 Watt als meine „Experten“-Schätzung. 12,2 Watt pro Reifen und 42,5 kg load entspricht zurückgerechnet einem crr-Wert von 0,0037 (= 3,7 rP) auf der von Bicyclerollingresistance benutzten 77 cm durchmessenden „diamond plate“ Trommel. Das ist nun kein Asphalt und ein Trommeltest berücksichtigt auch keine Impedanzverluste. Kommt Asphalt aber wohl trotzdem nahe. Die Bezüge können wir sehr schön von Testveröffentlichungen von Silca entnehmen.
Aus den Tests von Silca geht hervor, dass ein Conti GP 5000 in 25 mm Breite bei 80 PSI (5,5 bar) auf der steel drum rd. crr = 0.005 aufweist, auf brandneuem Asphalt rd. 0.0057 und auf rauhem intermediate Asphalt rund 0.006.
D.h. A) Eine Diamant-Walze (bei Bicyclerollingresistance) könnte – weil rauher als eine glatte Stahl-Walze (bei Silca) vielleicht (alles Vermutung) ungefähr gleich dem Effekt auf Asphalt sein. Ergo bliebe es bei dem crr von 0,0037. Aber B) ein Schwalbe Pro One wird kaum schneller als ein Conti GP 5000 sein (auch bei bRR wird er leicht langsamer als der Conti GP 5000 gestestet). D.h. wo Silcas Roller Data crr = 0.005 (für den GP 5000) ergibt, ergibt bRR 0,0037 (für den Pro One). Tom Anhalt (Blather about Bikes) erhält für den Conti GP 5000 übrigens 0.0029 auf der Rolle – das passt in die Größenordnung von bRR). Es bleibt uns also nichts anderes übrig als C) die relativen Unterschiede von glatt (Trommel) zu Mittel (Asphalt) und grob (intermediate Asphalt) aufzunehmen und auf meine Tests auf Asphalt und wassergebundener Decke anzuwenden. Demnach ist vermutlich zu erwarten, dass die crr-Werte zwischen meinen Teststrecken auf Asphalt (Deilbachtal) und wassergebundener Decke (Kohlenbahn) um maximal 1,5 cP differieren.
Ergo: wenn für das Deilbachtal auf Asphalt die effektive crr = 3,8 rP wäre, dann ist sie für die Kohlenbahn im Bereich von crr = 4,8 bis 5,5 rP zu erwarten. Wenn der Wert für das Deilbachtal eher bei crr = 5 rP liegt, dann muss die Kohlenbahn einen crr von 6 bis 6,5 rP aufweisen (jeweils für trockenen Untergrund).
Von den Silca Real Road Ergebnissen (wo der Conti GP 5000 schon rund 5,7 rP aufweist) und von meinen Chung Aerolab-Ergebnissen, wo der Pro One zwischen 5,7 rP (für die GPS-Auswertung) und 6 rP (für die Speed Sensor Auswertung) ergibt, passt das dann doch alles recht gut zusammen (nach jeder Menge Tests, Re-Tests, Querchecks und Kopfzerbrechen). Demnach setze ich für den Schwalbe Pro One im Mix aus 28 mm vorn / 30 mm hinten bei meinen stets gefahrenen 4,7 bar einen crr-Wert von 5 rP für Asphalt.
Wohlgemerkt: das ist keine Bestimmung des Rollwiderstands dieses Reifens per se als Testergebnis! Das ist eine bestmögliche Annäherung an die tatsächlich erwartbare Rollwiderstandsgröße als beste Ausgangsbedingung für die folgende CdA-Bestimmung, die damit nicht nur möglichst konsistent in den relativen Abständen zwischen verschiedenen getesteten Setups erhalten wird, sondern auch möglichst nahe am absoluten CdA liegt, so wie ihn auch ein unabhängiger Tester mit einer perfekten Kenntnis seines Crrs erhalten würde – oder bei Tests, die unabhängig vom crr sind, erhalten würde – etwa im Windkanal.
Aus Praktikabilitätsgründen (und gedeckt aus dem Quervergleich der CdA-Ergebnisse sowie der Auswertung der Aerotune-Ergebnisse im crr-Sweep) setze ich die Differenz von Asphalt zur wassergebundenen Decke der Kohlenbahn zu 1 rP und somit die Kohlenbahn crr auf 6 rP.
Restfeuchte im Untergrund
Trotz dieser „Festlegungen“ auf den bestmöglich bestimmten und gewählten crr-Wert für „meinen“ Haupttest-Reifen, dem Schwalbe Pro One und spezifisch für „meine“ zwei Teststrecken, von der ich im Regeltestbetrieb nur noch die Kohlenbahn verwende (ich werde trotzdem nach weiteren Teststrecken Ausschau halten), habe ich trotzdem weiterhin jede aerotune-Auswertung für die 4 erwähnten crr-Werte durchgeführt. So habe ich immer die Auswirkungen auf die CdA-Ergebnisse im Blick und kann auch Quervergleiche zwischen Tests ein und derselben Konfiguration an verschiedenen Tagen herstellen.
Dies hat mir auch ermöglicht, die Bandbreite der Ergebnisse von Tag zu Tag zu vergleichen. Wenn jetzt systematisch die CdA-Werte an einem Tag höher als an zwei anderen Tagen sind, obgleich dasselbe Setup getestet wurde… woran könnte es liegen?
Nehmen wir an, ich schätze die äußeren Einflüsse (Wind, Störeinflüsse aus Passanten) als gleichwertig bzw. nicht vorhanden (also keine Störungen) zwischen den Tests ein. Was bleibt noch übrig? Meine Körperposition als extrem wichtige Variable zum einen. Hierzu wie schon des öfteren im Artikel geschrieben, später mehr. Und der Rollwiderstand zum Anderen. Aber auch die Temperatur! Bei der CdA-Bestimmung geht sie indirekt für bzw. über die Bestimmung der Luftdichte mit ein. Aber bei der crr-Bestimmung…?
Bleiben wir bei beim Rollwiderstand. Ich habe schon immer versucht, nicht bei Regen und auch nicht direkt nach Regen zu testen. Zum Einen nicht, weil mit Niederschlag auch immer Änderungen der äußeren Bedingungen einhergehen und ich die natürlich ausschalten möchte. Zum anderen aber auch, da mir bewusst war, dass eine nasse wassergebundene Decke vermutlich einen Einfluss auf den Rollwiderstand haben wird.
Aber wann ist ein solcher Untergrund wieder trocken genug?
Vielleicht reichen 2 trockene Nächte und ein trockener Tag noch nicht ganz, denn hier mal ein Setup eines Tests vom 30.09.21 als Beispiel-Ausschnitt aus meiner Gesamt-Ergebnis-Tabelle:
Wir sehen, dass ich dieses spezielle Setup an 3 verschiedenen Tagen und insgesamt 4 mal getestet habe. Zweimal davon am 30.9.
Im Test vom 28.9. und vom 1.10. sind die Zeilen mit dem „Standardwert“ meiner crr-Wert-Ermittlung von crr = 6 rP lindgrün hervorgehoben. Wir sehen auch, dass die Ergebnisse vom 30.9 durch die Bank höher sind. Aber der Weg hatte auch noch leichte Restfeuchte. Die Vermutung liegt nahe, dass es dann nicht meine Körperhaltung war, sondern in der Tat der crr-Wert beinflusst war. Wir sehen, dass bei Anpassung dessen um 1 rP die Ergebnisse auch des 30.09. sehr gut mit den anderen Testtagen zusammen passen.
Durch meine Herangehensweise kann ich diese Vergleiche sehr schön zwischen allen meinen Tests durchführen und dann entweder entscheiden, die entsprechenden Tests in angepasster Weise in die Gesamt-Ergebnis-Mittelwertbildung einfliessen zu lassen oder aus der Mittelwertbildung auszuschließen. Im fraglichen Fall habe ich mich zur Sicherheit für letzteres Entschlossen.
Was ist aber mit der Temperatur? Könnte diese eher als die unbekannte Feuchte (wenn der Weg oberflächlich trotzdem trocken erscheint oder nur leicht dunkler als sonst ist) als quantifizierbare Einflussgröße die Unterschiede erklären? Das schauen wir uns im nächsten Abschnitt an.
Umgebungstemperatur und Einfluss auf den Rollwiderstandsbeiwert
Ihr seht in der vorherigen Tabelle bereits, dass ich in der ersten Spalte auch die Temperatur aufgeführt habe. Das habe ich nachträglich gemacht, weil ich bis dato damit zufrieden war, dass aerotune in seine Aerodynamik-Kalkulationen alle nötigen Informationen einbezieht. Darunter auch die Temperatur bzw. die nötigen Informationen zur Luftdichte aus benachbarten Wetterstationen. Aber – was ist in Bezug auf den Reifenrollwiderstand? Diese Frage hatte ich noch nicht im Sinn, als ich mich im September in längerem Gespräch mit Sebastian Schluricke, dem Kopf hinter der Aerodynamikberechnung und Gründer von aerotune ausgetauscht habe. Hier findet höchstwahrscheinlich keinerlei Kompensation statt.
Praktischerweise kann man in allen seinen Aerotune Aerotests auf jeden Testlauf zugreifen und Einblick in die jeweiligen aufgezeichneten Daten des Radcomputers nehmen. Darunter auch die Temperatur. Man muss jetzt also nicht durch seine GoldenCheetah-Aufzeichnungen suchen und für jeden Testrun die Temperatur heraussuchen (was in meinem Fall jetzt aber auch nicht so furchtbar aufwendig wäre – alle Testruns liegen dort schön sauber als selektierbare Runden vor).
Ich weiss ja aus meiner Testdurchführung, dass es ab Ende September sowieso immer recht frisch bei meinen Tests war. Gegen Abend und für die letzten Testläufe wurde es eben nur noch „frischer“. Ein deutlicher Temperaturgradient war also zu erwarten. Das wollte ich jetzt vor Augen und zu jedem Test zugeordnet haben.
Wir sehen also in der vorherigen Tabelle, dass das entsprechende Setup am 28.9. bei 9 °C getestet wurde und am 30.9., dem Tag mit den augenscheinlich höheren crr-Werten, einmal bei 10 °C und einmal bei 9° C. Hm. Nur 1 Grad Celsius – wieviel Unterschied kann das sein? Und das auch nur bei einem von 2 Tests. Fall abgeschlossen schon hier und jetzt? Eigentlich ja. Aber – nicht so schnell. Dem gehen wir schon noch auf den Grund.
Der Testlauf am 1.10. wurde dann auch bei deutlich (naja – immerhin 6 Grad Differenz) wärmerer Temperatur durchgeführt: 15 °C.
Was weiss die Rad-Community, was weiss die (angewandte) Wissenschaft über die Veränderung des Rollwiderstands mit der Temperatur? Letztere findet man eher nicht zu Fahrrad-Reifen, sondern für Reifen für Kfz. So furchtbar viel konkret auf dieses Thema fokussiertes Material habe ich aber in meiner nicht all zu langen Suche nicht gefunden. Was nicht heisst, dass nicht in vielen Arbeiten zum Thema Reifen-Rollwiderstand und Reifentechnologie diverse Bezüge zum Temperatur-Aspekt zu finden wären.
Aber dieser Artikel hier ist ganz allein diesem Thema gewidmet: Jerzy Ejsmont et al.: Influence of temperature on the tyre rolling resistance, International Journal of Automotive Technology 19, 45-54 (2018). Aus ihm können wir z.B. eine Steigerung des Rollwiderstandsbeiwerts um 11 % pro 10 °C entnehmen. Was 1,1 % pro Grad Celsius entspricht.
In der Fahrrad-Community gibt es anscheinend nicht so viel. Zwei Quellen, die ich gefunden habe, sind wiedermal Tom Anhalt mit seinem Blog Blather ‚bout Bikes‘ und Recumbents.com (Seite 1 und Seite 2) mit der umfangreichsten Temperaturbandbreite, die mir auch die Frage beantwortet, ob die Temperaturabhängigkeit des crr-Wertes linear oder nur stückweise linear ist? Sprich: gilt der lineare Zusammenhang nur für ein mehr oder weniger enges Temperaturband (z.B. von 10 bis 30 °C und verläuft er darüber und darunter steiler oder flacher? Also letztlich exponentiell? Und verhalten sich unterschiedliche Reifencompounds anders? Bestimmt gibt es leichte Unterschiede, was man auch im genannten Ejsmont et al. Artikel ersehen kann. Aber dieser und vor allem der Recumbents.com Artikel zeigen ein weitgehend lineares Verhälts von über 20 °C bis hinab zu -6 °C. Dabei muss man sich durch den zweiteiligen Recumbents.com Artikel regelrecht durchwühlen (jaja, ich weiss – das schreibt der Richtige… ;-)), da dort auch viele weitere Untersuchungen und Aspekte von Trikes, Quads, Toe-In-Winkeln, Coast-Down Tests etc. besprochen werden. Übergreifend kommt man dort aber zum Schluss, dass pro Grad Celsius der crr-Wert um 1 % ab- bzw. zunimmt. Also fast genau dasselbe Verhältnis wie im Ejsmont et al. Artikel.
Tom Anhalt schließlich kam in seinen Versuchen auf der Rolle und vielen Temperaturvergleichen auf ein Verhältnis von 1,36 % pro Grad Celsius. Also etwas höher als die 1 % / °C von Recumbents.com und die 1,1 % / °C aus dem Automotive Journal Artikel. Aber dennoch in der selben Region.
Was macht das in rollingPoints?
Nehmen wir beispielhaft Ergebnisse eines Setups welches ich am 28.9. dreimal getestet habe. Zu Anfang und Ende des Gesamt-Test-Nachmittags bzw. -Abends. Hier seht ihr den entsprechenden Ausschnitt aus meiner Ergebnistabelle:
Zwei davon mit 13,5 bzw. 13 °C, einer mit 10 °C. Also 3 bis 3,5 °C Differenz. Gemäß dem maximalen Faktor meiner Literaturrecherche von 1,36 % / °C von Tom Anhalt wären das 3 x 1,36 % = 4,08 % bis 3,5 x 1,36 % = 4,76 % Differenz. Was eine Erhöhung des crr von 6 auf 6,25 bis 6,29 ergibt. Wobei aerotune ohnehin nur auf eine Stelle nach dem Komma bei rollingPOINTs (rP) bzw. für den crr auf 4 Nachkommastellen rundet. Wenn also bei den ersten Tests der crr-Wert von 6 rP der wahre Wert wäre, müsste ich demnach für den letzten Test bei 10° C die Korrektur anbringen und im Tab „Laufräder“ anstelle 6 rP nun 6,3 rP eingeben. Und trotzdem liegen alle cdA-Werte für alle jeweils gleichen crr-Werte sehr gut beieinander und mehr als im Rahmen der zu erwartenden Wiederholungenauigkeiten durch kleinste Variationen in der Körper- bzw. Kopfhaltung. Führe ich für den Test C dennoch eine weitere Berechnung mit crr = 6,3 rP durch, erhalte ich mit cda = 32,1 aP ein etwas mehr von den ersten 2 Tests des gleichen Setups abweichendes Ergebnis. Aber immer noch absolut im Rahmen der zu erwartenden Fehlerbandbreite der CdA alleine! Macht es jetzt also Sinn eine solche Kompensation durchzuführen oder nicht?
Angesichts der ohnehin schon bestehenden Ungenauigkeiten im Bereich der crr-Wert Bestimmung und den Tests auch für andere Setups und typische Temperaturdifferenzen im Bereich von meistens 2 bis selten einmal 5 °Celsius habe ich darauf verzichtet, da ich somit überwiegend im Bereich von 2 bis 2,7 % und damit einer Anpassungserfordernis von 0,16 rP und im Maximum bei 5 bis 6,8 % und somit 0,4 rP unterwegs war. Wenn ich dies in den Bezug setze, wie genau ich meinen Ausgangs-Rollwiderstandsbeiwert ohnehin nur durch mehrere Tests und Quervergleiche habe festsetzen können, bin ich mir nicht sicher, ob ich hierdurch eine qualitative Verbesserung meiner Ergebnisse erzielen kann. Es zeigen vor allem auch diverse Tests, u.a. der im vorherigen Abschnitt und anfangs diesen Abschnitts angeführte Test vom 30.09., dass sich die größten Unterschiede eben nicht (allein) durch einen Temperatur-Unterschied erklären lassen, da dort kein nennenswerter Unterschied vorlag.
Nichtsdestotrotz: Temperatur hat, so zeigen es Versuche aus unterschiedlichsten Anwendungsgebieten (stationäre Rollen-Tests von Tom Anhalt und Coast-Down Tests von Recumbents.com bis hin zu Autoreifen im Automotive Journal Artikel) einen wesentlichen Einfluss auf den Rollwiderstandsbeiwert und dieser liegt bei rund 1 bis 1,4 % pro Grad Celsius.
Der Einfluss der Körperhaltung
So, wir haben jetzt mittlerweile ganz viele Tests gemacht, waren in etwa 15 mal an diversen Teststrecken jeweils eine bis drei Stunden zugange. Haben uns auf eine favorisierte und gute Teststrecke eingeschossen, testen immer mit dem gleichen Reifensetup und selbstverständlich mit allen anderen guten und erforderlichen Praktiken nach allen Regeln der Kunst. Also sorgfältige Gewichtsbestimmung und Kalibrierung des Leistungsmessers vor den Tests; unser System immer unverändert bis auf den Untersuchungsgegenstand, sauberes Beschleunigen bis zum Messstreckenbegin, möglichst gleichmäßiges Halten der Leistung über die Messstrecke usw. Sind also im Verfahren und im Protokoll eingeübt und uns sehr sicher, dass wir hinsichtlich des Prozedere und unseres Setups nun das Bestmögliche aus dem Verfahren herausholen können. So gut es uns unsere Teststrecke und die äußeren Bedingungen erlauben – mit denen, eine gute Teststrecke vorrausgesetzt, beide Methoden (das Chung Aerolab und der Aerotune Aerotest) umgehen können.
Was kann denn noch schiefgehen? Bzw. was hält uns davon ab, einen Ermittlungsfehler konsistent kleiner als 1,1 bis 1,5 Prozent (in meinem Fall) zu erreichen? Oder in den meisten Fällen 2 bis 3 % – wie man aus der öffentlich einsehbaren Teststrecken-Datenbank auf Aerotune ersehen kann (dazu klickt ihr in eurem Aerotune-Dashboard auf der Webseite auf „Aerotest“ und dort dann „Teststrecken“)?
Und sind 1,1 Prozent jetzt schon richtig gut und sind 3 % ziemlich schlecht? Ja und ja.
Nehmen wir einen Feld-Wald-Wiesen CdA eines Fahres auf einem Gravelbike, der gerade den Einfluss unterschiedlicher Taschenkonfigurationen auf die Aerodynamik des Gesamtsystems Fahrrad und Fahrer testet. Bei einem CdA von 31,5 aeroPOINTs bedeuten 1,1 % Ermittlungsungenauigkeit demnach 0,35 aP. Ein Fehler von 3 % wären 0,95 aP.
Das würde noch ausreichen, um zuverlässig und statistisch signifikant den Unterschied zwischen einer fetten Rolltasche am Lenker und gar keiner Tasche zu bestimmen. Der übrigens meinen Tests nach etwas über zwei ganzen aeroPOINTs beträgt! Mehr dazu im folgenden Artikel über die Aerodynamik-Testergebnisse solcher Bikepacking-Taschen-Setups.
Es würde aber nicht ausreichend sein, um verlässlich über das Ausmaß des Unterschiedes zwischen einem schmalen Pannier-Setup und einer Seatpack Auskunft zu geben. Zumindest in meinem Fall für meine gewählte Testkonfiguration. Also u.a. auch meine Statur, meine Wadenbreite, mein gewähltes, nicht sehr ausladendes Pannier-Setup.
Und es würde auch bei weitem nicht ausreichen, den Unterschied zwischen zwei Flaschen-Setups zu bestimmen. Obgleich… wenn sie wirklich sehr schlecht und extrem sind… Und wenn wir uns auf relative Ergebnisse innerhalb eines einzigen Tests beschränken…
Flaschenbeispiel Aerotune-Blog
Das Flaschenbeispiel eignet sich sehr gut, weil es dazu auch einen Blog-Post auf dem Aerotune Blog gibt. Schaut da einfach mal hinein (habt ihr wahrscheinlich schon, wenn ihr soweit in meinem Artikel hier vorgedrungen seid). Ihr findet da interessante Anregungen, was man z.B. Testen kann und wie da so die Größenordnungen zu erwarten sind. Etwa wie hier – was macht es eigentlich aerodynamisch aus, wenn man an einem Standard-Nicht-Aero-Rad normale Flaschen in die Flaschenhalter steckt? Ist das viel? Ist das wenig? Ist es vielleicht besser, wenn man nur eine Flasche mitnimmt, diese am Sitzrohr zu befestigen anstelle am Unterrohr?
Diese Beiträge sind auch immer kurz gehalten und quasi aus Einsteigersicht geschrieben. Es ist ganz kurz das Testsetup beschrieben und oft dabei schon das Testergebnis mit aufgeführt. Hier der Link zum entsprechenden Blog-Eintrag „A faster road bike: Flaschenpositionen“ und wenn ihr diesem folgt, seht ihr sofort:
Setup 1: Keine Flasche (Referenzwert); Power 214 Watt
Setup 2: 1 Standardflasche befestigt am Unterrohr; Power 220 Watt
Setup 3: 1 1000ml Flasche befestigt am Unterrohr; Power 222 Watt
Setup 4: 2 Standardflaschen befestigt am Sitzrohr und am Unterrohr; Power 239 Watt
Setup 5: 1 Standardflasche befestigt am Sitzrohr; Power 212 Watt
Es folgt dann auch der Link zum entsprechenden Aerotest-Eintrag. Ich füge ihn hier als Screenshot bei, damit wir ihn direkt vor Augen haben. Denn eigentlich ist das Blog auf jeden Fall, die Verweise auf die aerotune-Tests üblicherweise auch, frei für Jede(n), auch wenn man sich noch nicht auf aerotune angemeldet haben sollte. Für mich funktionierten die Links aber nicht immer zuverlässig.
Wir sehen die typische und schöne Aerotune-Auswertung als Polygon über alle Setups mit den jeweils resultierenden Ergebnissen aus allen Testläufen des jeweiligen Setups und die grafische Angabe der Fehlerbandbreite. Und mit dem Mauszeiger über die Grafik gleitend, werden jeweils als Hover-Flyout auch die genauen Zahlenwerte ausgegeben. Hier im Beispiel für Setup 2 CdA = 31,4 +- 1,1 aP. Der absolute Fehler beträgt also für Setup 2 schon ganze 1,1 aP. Das sind 3,5 % Und das ist viel.
Kann ich damit jetzt schlussfolgern, dass auf jeden Fall Setup 3 (31,8 aP) ganz leicht schlechter ist, als Setup 2 (31,4)? Nein, weder statistisch signifikant noch ganz ohne die Statistik zu bemühen – ganz aus dem Bauchgefühl heraus. Bei der Differenz von Setup 4 (also zwei Standardflaschen 500 ml sowohl an Sitz- wie auch an Unterrohr) zu Setup 1 und überhaupt keiner Flasche (und dann auch keinem Flaschenhalter) kann ich mir jedoch sehr sicher sein. Da ist auch Signifikanz gegeben, da sich selbst die untereste Bandbreitenbegrenzung von Setup 4 (34,8 – 1,2 = 33,6 aP) oberhalb der obersten Bandbreitenbegrenzung von Setup 1 (29,3 + 1,1 = 30,4 aP) befindet. Das sind quasi „Welten“! Und das hat mich, gemeinsam mit den selbst in dieser Ergebnis-Übersicht immer noch hohen Fehlerbandreiten von 3,5 % stutzig gemacht.
Schauen wir also in die Ergebnisdarstellung der einzelnen Testläufe. Diese sieht so aus:
Und das erscheint mir persönlich schon ziemlich unbefriedigend, muss ich sagen. Ja – solche anfänglichen Ergebnisse waren es teilweise auch bei mir. Und sie erschienen mir damals schon und nach all den zwischenzeitlichen Testerfahrungen auch jetzt noch absolut ungenügend. Mich stellt ein solches Bild nicht zufrieden. Denn diese Einzelfehler sind mir dann doch viel zu groß und auch die Testergebnisse variieren mir von Testlauf zu Testlauf viel zu stark. Hier ist es sogar so, dass sich mir auf Anhieb nicht mal visuell erschließt, welche Testläufe zu welchem Testsetup gehören. Leider kann man bei den aus dem Blog verlinkten Aerotune-Tests nicht die Detail-Sektionen der Setups aufklappen. Man bleibt also über die Detailsettings und hier vor allem auch darüber im Unklaren, wieviele Testläufe für ein Setup durchgeführt wurden und damit auch, welcher Testlauf zu welchem Setup gehört.
Ich habe mal in folgender Grafik versucht, zu erraten, welche Testläufe wohl zu welchem Setup gehören und bin der Meinung, dass diese Variante noch das für den Test und den Tester charmanteste Szenario aufzeigen würde. Will sagen, damit würden die Einzelergebnisse innerhalb eines Setups immer noch wild (und viel zu stark für eine publizierbare und auch verlässliche Entscheidungsgrundlage für den Athleten) differieren, aber noch ein halbwegs zusammengehöriges Bild abgeben:
Demnach wären Test 0, Test 1 und Test 2 zum Setup 1 zugehörig. Test 1 springt nicht nur optisch komplett aus diesen dreien hinaus, sondern wird auch vom Aerotune Aerotest selbst als „Ausreisser“ behandelt. Was dadurch zu sehen ist, dass dieser „Messpunkt“ nicht in das Gesamt-Polyon integriert ist, die alle validen Messpunkte verbindet. Letzten Endes bildet sich also das Resultat für Setup 1 aus der Mittelwertbildung von Test 0 und Test 2. Test 3 bis 5 würden die Testläufe für das Setup 2 und Test 6 bis 8 für das Setup 3 bilden. Also jeweils 3 Runs pro Setup. Setup 4 wären dann wohl die Tests 9 und 10 und Setup 5 dann die Tests 11 und 12. So gesehen kann man mit zugekniffenen Augen schon jeweilige „Niveaus“ erkennen, die schlussendlich die Gesamtergebnisse aus der ersten Grafik ergeben haben.
Aber bis auf Setup 4 (mit den beiden Flaschen) könnte jedes Ergebnis eines Testlaufes zu jedem Setup gehören. Da ist selbst von Testlauf zu Testlauf nicht mal ein Ansatz eines konsistenten Niveaus innerhalb der einzelnen Setups zu erkennen. Wie soll man z.B. ein Setup-Ergebnis bewerten, dass nur aus 2 einzelnen Testläufen (Test 11 und Test 12) besteht, von denen sich nicht mal die Fehlerbandbreiten überlappen? War der Test 11 nun mehr repräsentativ an der wahren Aerodynamik-Eigenschaft des Setups 5? Oder der Test 12?
Ihr seht, je größer der Fehler ist, um so weniger kann man aus einem Test, der dann auch nur aus zwei Testläufen besteht, an Aussage treffen. Hier in meinen Augen ganz besonders nicht, weil auch die Einzeltestläufe ein so weit auseinanderliegendes Ergebnis zeigen. Meine Empfehlung an euch, wenn ihr ein solches Resultat bekommt, wäre dann: noch ein paar Mal an weiteren Tagen testen, um sich besser an das Prozedere zu gewöhnen. Damit schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe: Zum einen werden hoffentlich die Ergebnisse von Testlauf zu Testlauf innerhalb eines Setups in sich konsistenter. Und auch, wenn es euch dann noch nicht gelänge, den Fehler wesentlich zu reduzieren – er also z.B. bei diesen sehr unbefriedigenden rund 8 % für den einzelnen Testlauf bliebe, so würden doch durch die Wiederholung mehrerer Testläufe die „Schätzung“ für den wahren CdA des Setups immer besser und die Fehler in der Gesamt-Mittelung automatisch kleiner.
Flaschenbeispiel Kohlenbahn
Ohne mich da über den grünen Klee loben zu wollen und ohne den Autor des aerotune-Blogbeitrags kritisieren zu wollen – wie gesagt, meiner Meinung nach sind diese Blogs bewusst einfach gehalten, sollen als Appetithappen und Beispiele für absolute Einsteiger dienen und machen so dann auch Sinn – zeige ich hier mal den Vergleich zu einem Test von mir und wie dort die Niveaus zwischen Setups aussehen.
Praktischerweise habe ich hier am 10. Oktober diesen Jahres ziemlich gegen Ende meiner mehrmonatigen Testreihen dann auch mal den Einfluss von Flaschen getestet. Aber nur am Rande außer der Reihe. Ich habe auch die Differenz zwischen zwei komplett verschiedenen Rädern getestet. Und – und da sind wir auch sehr schön beim Thema Körperposition angelangt – ich wollte sehen, wie sich eine tiefe Aeroposition auf die Variabilität bzw. auf die Fehlergrößen von Aerotests auswirkt.
Setup 1 ist mein Canyon Ultimate CF SLX, Schwalbe Pro One 700c x 25 vorn und hinten (tubed), 6.0 bar, Zipp Firecrest 404, mit einer 500 ml Flasche am Unterrohr. Körperhaltung: On the Hoods, Unterarme waagerecht
Setup 2 ist mein No 22 Drifter, Schwalbe Pro One 700c x 28 vorn, 30 hinten, tubed, 4.7 bar, DT Swiss Spline 47 inklusive einer Halfframe Bag, einer 500 ml Flasche am Unterrohr und einer weiteren 900 ml Flasche am Sitzrohr. Körperhaltung: In den Aufliegern
Mithin zwei völlig unterschiedliche Räder mit unterschiedlichen Laufrädern und Reifenbreiten. Mich hat da einfach nur interessiert: Hey, welchen Unterschied macht es, wenn ich auf dem Drifter sitze im Vergleich zum Canyon. Quasi ein kompletter Systemvergleich, der sowohl die unterschiedliche Standardkonfiguration der Räder als auch meine Position auf diesen vergleicht. Damit so ein Test überhaupt sinnvoll durchgeführt werden kann, müssen natürlich die Powermeter absolut gleich kalibriert sein. Das kann ich machen, weil ich sowohl Leistungsmesser-Pedale wie ein kurbelbasiertes Powermeter habe, doch das nur am Rande, falls ihr euch diese Frage stellen solltet.
Für Setup 3 habe ich am Drifter die Halfframe Bag und auch die Flasche am Sitzrohr entfernt. Aber wieder in den Aufliegern gefahren.
Und Setup 4 war wie vor, aber jetzt auch on the Hoods mit den Unterarmen waagerecht.
Somit sind Setup 1 und Setup 4 meine direkten Vergleiche der beiden Räder. Und Setup 2 bis 4 erlauben mir zu sehen, welcher Unterschied durch die Wegnahme der Framebag und der zweiten Flasche und schließlich zwischen Auflieger und On the Hoods, Unterarme waagerecht besteht.
Und so sehen dazu die einzelnen Testläufe aus:
Hier brauche ich keine Kringel um die Läufe zu ziehen, die einem Setup zugehörig sind. Man sieht es auf Anhieb. Und das ist auch der erste wichtige Punkt, den ich zeigen möchte. Mit solchen Ergebnissen kann man arbeiten.
Wir sehen auch, dass nicht nur die Ergebnisse innerhalb eines Setups in sich sehr konsistent sind, sondern dass wir auch mit den Einzelfehlerbandbreiten dort recht zufrieden sein können. Auch, wenn ich das natürlich liebend gerne noch niedriger gedrückt sähe. Mit weitestgehend 0,5 bis 0,7 aP, d.h rund 1,5 bis 2,2 Prozent, die sich dann durch die 3 bis 4 Wiederholungen zu einem resultierenden Fehler von nur noch 0,3 bis 0,4 aP für das gemittelte Setup-Ergebnis wandeln, also in meinen Augen für einen Freilandversuch sehr gute 0,9 Prozent (!) im Minimum kann ich mehr als zufrieden sein.
Was wir noch sehen ist der Unterschied nicht nur von Flaschen, sondern auch der Halfframebag, die ich verwendet habe. In den Einzeltests fällt es schwer, da einen Unterschied auszumachen. Auflösung: Test 4 bis 6 sind Setup 2, und die 4 Tests 7 bis 10 sind Setup 3. Im Endergebnis 33 aP +- 0,4 zu 32,8 aP +- 0,3. Gute Fehlergröße, aber kein signifikanter Unterschied. Durch die insgesamt 7 Testläufe sowie deren konsistente Ergebnisse können wir hier aber recht sicher sein, dass die folgende Aussage bis 1 Prozent genau ist: Zwischen dem Mitführen einer 1000 ml Flasche am Sitzrohr und einer Halfframe Bag oder nicht, besteht kein signifikanter aerodynamischer Malus. Wenn überhaupt, ist der Verzicht auf diese beiden Teile maximal 0,2 aP besser.
Nun endlich: Die Körperposition
So, jetzt kommen wir endlich zum Einfluss der Körperposition. Nein – damit meine ich nicht, dass wir geringeren aerodynamischen Widerstand haben, wenn wir tief über dem Lenker gebeugt sind. Bzw. nur indirekt. Ich meine damit den Einfluss auf die Konsistenz und Wiederholbarkeit unserer Ergebnisse.
Ein erstes Indiz gibt uns die vorherige Grafik im letzten Abschnitt. Wir sehen, dass die Einzelfehler bei Setup 4 durchwegs etwas größer sind. Das seht ihr auch im Flyout in dieser Grafik für Test 11. Da sind es zweimal 0,9 und einmal sogar 1,0 aP. Durch die 3 Testläufe und das dennoch konsistente Ergebnisbild resultiert in der Gesamtauswertung des Setup 4 dann trotzdem ein immer noch guter Gesamtfehler von 0,5 aP und damit 1,5 %.
Warum ist das so? Warum ist für dieses Setup der Einzelfehler konsistent größer als für alle anderen Testläufe an diesem Tag? Nun – hätte ich nur diesen einen Test gefahren, dann müsste ich mutmaßen. Da ich aber ein paar mehr Tests gefahren habe, die mir die folgenden Umstände bestätigt haben, kann ich diesen Umstand der Körperhaltung zuschreiben.
Ich weiss aber auch schon von der Testdurchführung selbst, dass die gewählte Position sehr belastend war. Wenn ich schreibe „On the Hoods, Unterarme waagerecht“, dann ist das eben keine entspannte Spazierfahrt-Position, sondern schon die theoretisch maximal aerodynamischste Position, die man mit einem Rennlenker wahrnehmen kann. Eventuell ist die Position in den Drops noch etwas aerodynamischer, aber nur, wenn man gelenkig genug ist (bzw. der Lenker im Grunde zu hoch montiert ist), um auch darin die Unterarme absolut waagerecht zu halten. Man hängt also vergleichsweise tief, muss da die Kraft auch durch einen vielleicht engen Hüftwinkel übertragen aber für mich vor allem auch – das geht tierisch in die Trizeps, die den Oberkörper stützen müssen. Das braucht Kraft und das hält man insgesamt nicht so sauber, wie wenn man die Ellenbogen in den Aufliegern aufgestützt hat.
Nicht nur entfällt dort die Kraft-Komponente, sondern auch die Position der Ellenbogen ist weitgehend fixiert. Und damit viel des restlichen Körpers. Keine Sorge, da bleibt noch genug Variabilität übrig, auf die wir gleich eingehen. Jedenfalls sieht man schon hier und jetzt, dass es zumindest am Ende diesen Testtages für das Drifter in maximal 2,9 % Fehlerbandbreite resultierte, während es in meiner Position auf dem Canyon und am Anfang des Tests maximal 2,3 % ausmachte. Dass dagegen die Tests im Auflieger im Maximum nur 2,1 und meistens um die 1,8 % Fehler aufwiesen.
Es zahlt sich also aus, seine Tests, wenn man nicht gerade auf der Suche nach der besten Körperhaltung ist, sondern den Einfluss von z.B. Taschen oder Anbauteilen (wie halt den Flaschen) ermitteln möchte, mit einer möglichst stabilen und konstant wiederholbaren Körperhaltung durchzuführen.
Übrigens: wenn ihr bestimmtes Equipment wie verschiedene Helme oder Trikots testen wollt, dann solltet ihr das aber auf jeden Fall in der Haltung machen, die ihr auch für eure Rennen einnehmt. Also nicht die Tests für einen Aerohelm auf dem Zeitfahrrad mit den Händen auf der Basebar fahren oder so etwas.
Fehlerprozent sind das eine. Wenn die größer werden, hat man ja zumindest schon mal ein Indiz, das etwas nicht stimmt. Es kann dann natürlich noch an all den anderen Gründen und Randbedingungen liegen, die wir gemeinsam in den vorherigen Kapiteln alle abgeklappert haben.
Wie groß ist aber wohl die cda-Variabilität bei der Reproduzierbarkeit einer bestimmten Körperhaltung? Nicht, wie viel man sich verbessern kann, wenn man Ellenbogen zusammenführt, Shoulder Shrug macht etc. und versucht, seine Postion weiter und weiter aerodynamisch zu optimieren. Sondern wie groß ist die typische Variabilität wenn man eine Haltung in den Aufliegern wieder und wieder fährt und sonst alles gleich bleibt? Reden wir von +- 0,2 aeroPoints oder eher von +- 1 aeroPoint oder gar mehr? Wie variabel mag das wohl innerhalb eines Testtages von Testlauf zu Testlauf (oder gar innerhalb eines Testlaufs sein)? Und wie variabel zwischen zwei verschiedenen Testtagen – wenn man z.B. heute einen ganzen Nachmittag Tests durchführt und dann für Wiederholungstests oder weitere Setups erst 2 Tage oder eine Woche später Zeit hat oder das Wetter passt?
Darauf hin befragt, wie seine Einschätzung bzw. Erfahrung so ist, meinte Sebastian, dass man bei den meisten Testpersonen von mindestens einem ganzen Prozent des Messfehlers allein durch die Variabilität der Körperhaltung ausgehen muss.
Wenn ich mir meine Testgenauigkeit anschaue, zu der ich dann schlussendlich gelangt bin – also rund 1,5 bis 2,2 Prozent für die Einzel-Testläufe in der Aerobar-Position – dann bin ich also schon sehr gut dabei. Würden demnach doch entweder nur ein weiterer halber bis 1,2 % Prozent Fehleranteil auf alle möglichen anderen Einflüsse begründet sein oder – sollte dieser Anteil größer sein – meine Standard-Körperhaltung für meine Testläufe auf den Aufliegern sogar kleiner als dieses eine Prozent sein.
Mir hatte sich diese Frage aber schon während meinen Tests gestellt, noch bevor ich soweit war wie jetzt und sehr mit meinen Ergebnissen zufrieden bin. Also frug ich, ob es vielleicht irgendwelche anderen Quellen gäbe, die einen solchen Einfluss mal versucht haben, zu quantifizieren. Da gäbe es wohl welche, die seien aber leider nicht veröffentlicht. In einer wurden Fahrer im Windtunnel und auf der Radrennbahn verglichen und zurückgerechnet, wie stark ihr CdA variierte, wobei sie gefordert waren, immer die gleiche Position einzunehmen.
Das für mich absolut irre – da sind Variationen von etwas über 3 % +- 1,5 % selbst im Windkanal drin. Und dort sitzt man zum einen auf einem stillstehenden Rad und hat meistens diverse Positionierungshilfen wie Bildschirme oder gar projizierte Laserlinien, wo man seine Kopfposition, die Schulterhöhe etc. sehen und einrichten kann. Und sich dann halt versuchen kann, sich wieder genau so auf das Rad zu setzen, dass diese Linien (oder gar eine Projektion des Fotos der Ausgangsposition) eingehalten werden. Und trotzdem, wenn ein Fahrer da besonders schlecht ist, sind da also 4,5 bzw. fast 5 Prozent Abweichung selbst im Windkanal drin! Enorm!
Jetzt könnte man sich fragen, was für Bewegungslegastheniker sind das denn!? Aber da muss man vielleicht auch als mildernden Umstand gelten lassen, dass die Positionen, um die es dort geht, schon recht „optimierte“ und damit auch anstrengende Positionen sind. Wo „Shoulder Shrug“ und „Turtle’n“ genutzt werden. Also das hochziehen und einklappen der Schultern und das einziehen des Kopfes bzw. kurz machen des Halses, wie wenn sich eine Schildkröte in ihren Panzer zurück zieht. Sehr eindrucksvoll vorgeführt in diesem Video ab 5:45 Min von Victor Campenaerts, dem derzeitigen Inhaber des Stundenweltrekords auf der Bahn:
Das ist noch etwas ganz anderes, als wenn ich mich (oder ihr euch) mit einer entspannten Position, die wir schon hunderte von Kilometern so benutzen an Tests begeben. Wir müssen da nicht ständig daran denken: „Schultern hochziehen und Krumm machen – halten!“, „Kopf unten halten – jeder Millimeter, den ein Zeitfahr-Helm mit langem Schwanz nach oben ragt, macht ihn zum Bremsfallschirm“ etc.
Das trifft auch auf das Velodrom zu, aber hier haben die Fahrer eben keine Positionierungshilfe und sind tatsächlich am Fahren. Ein großer Vorteil gegenüber dem Windtunnel! So hat halt jede Methode zur Durchführung von Aerotests ihre Vor- und Nachteile. Hier auf der Bahn sollen es sogar im Mittel 5 % Fehler gewesen sein. Von 2 % bis tatsächlich in meinen Augen unglaublich schlechten 29 %. Also bei aller Liebe und mit den soeben angeführten guten Gründen, warum das bei einem für die Zwecke von Profizeitfahrern durchgeführten Test auch recht schwierig sein kann – 29 % sind einfach vollkommen unbrauchbar. Sowohl, was die Fähigkeiten eines solchen Athleten für das Erreichen einer konstant guten Aerodynamik und damit optimalen Zeiten im Wettbewerb angeht, als besonders auch für alle Zwecke, wo man die Aerodynamik von Ausrüstungsgegenständen oder Radbestandteilen testen möchte. Mit so einem Fehler braucht man da gar nicht anfangen. Setzen, sechs, möchte ich da sagen.
Tipps zur optimal stabilen Körperhaltung
Was kann ich euch aus allen diesen Punkten und meinen weiteren Erfahrungen mit auf den Weg geben? Wir müssen unterscheiden zwischen Arbeiten an der eigentlichen Position selbst – wo ihr also auf der Suche nach einer optimal aerodynamischen Position seid und zwischen dem Testen von Ausrüstungsbestandteilen. Also z.B. was es ausmacht, normale oder Aero-Bottles zu verwenden. Welcher Laufradsatz schneller ist. Was unterschiedliche Taschensetups bewirken etc.
Bei dem Testen von Ausrüstungsbestandteilen sollte immer die gleiche, möglichst entspannte Position eingenommen werden. Nichts extravagantes, nichts anstrengendes. Wenn ihr körpernahe Sachen wie Aerohelme oder Renneinteiler testen wollt, darf diese Position aber auch nicht zu sehr (am besten gar nicht) von eurer Rennposition abweichen. Und wenn ihr Profi-Athlet sein solltet (man weiss ja nie ;-)) – für Zeitfahr-Einteiler ist es dann sogar wichtig, dass ihr in der jeweiligen Renngeschwindigkeit testet. Denn die Unterschiede der Beeinflussung der Grenzschicht der Luftströmung um den Körper sind hier wichtig und führen zu unterschiedlich optimalen Kleidungsstücken für unterschiedliche Geschwindigkeitsbereiche. Selbst, wenn ihr exakt die gleiche Statur wie Victor Campenaerts hättet und euch auf dem Rad exakt so bewegen würdet wie er – wenn ihr nicht auch zwischen 50 und 60 km/h fährt wie er, sondern nur zwischen 30 und 40 oder auch zwischen 40 und 50, dann bringt euch sein Zeitfahr-Anzug nicht exakt die gleichen Vorteile.
Leistungsentfaltung nicht zu hoch wählen, wenn ihr nicht im Renntempo testen müsst. Ich empfehle die Grenze zwischen Leistungszone 2 und 3 (im klassischen 5 bzw. 7 Zonenmodell), also zwischen Grundlage 1 und Grundlage 2 bzw. Tempo. Ihr wollt eine möglichst hohe Geschwindigkeit fahren, weil sich damit die Einflüsse der Aerodynamik mehr auswirken und daher besser modelliert werden können und allfälliger Wind und andere Störeinflüsse relativ gesehen eher kleiner werden. Ihr sollt und dürft aber nicht verkrampfen, sprichwörtlich am Horn ziehen oder einfach nach 4 Testläufen so erschöpft sein, dass ihr ab da „unrund“ fahrt. Ich habe das selbst gemerkt und an den Fehlerbandbreiten gesehen, als ich mal ausprobiert habe, ob ich nicht einfach „Brute Force“ den Fehler minimieren kann, in dem ich als leichte Person von 66 kg einfach auch mal mit 270 Watt teste (in etwa meine Schwellenleistung) und damit so schnell bin, wie ein vielleicht unfitterer Mensch, der aber einfach 85 kg wiegt und für den 270 Watt relativ gesehen eher in seiner unteren Zone 3 liegen. Wenn das dann dazu führt, dass man mit dem Oberkörper wackelt oder richtig an den Aufliegern „zieht“, dann könnt ihr euch ausrechnen, dass das nicht zur Stabilität der Körperhaltung und der CdA innerhalb eines Testlaufes beiträgt. Hohe Leistungen sind gut, aber nur, wenn man sie schön kraftvoll mit gutem Einsatz der Körpermitte stabil und gleichmäßig treten kann.
Seid entspannt, gelassen und eingeübt. Was will ich damit sagen? Ich mich anfangs bei entgegenkommenden oder auf meiner Linie voraus auftauchenden Radfahrern oder Fußgängern, auf die ich aufzulaufen drohte, unbewusst immer etwas angespannt. Ganz besonders, wenn keine problemlose Passage in Aussicht stand, sondern wenn gleichzeitig auch ein Fußgänger auf der anderen Seite stand. „Wird sich das ausgehen?“ bzw. „der ist weit vorraus – erreiche ich ihn noch vor dem Ende der Teststrecke oder laufe ich vorher auf ihn auf und kommt dann noch ein anderer von vorne, so dass ich ihn auch schlecht überholen kann? Ist dieser Testlauf somit für die Binsen?“ Entweder war ich dadurch entweder etwas angespannt, was sich möglicherweise auf die Körperhaltung ausgewirkt hat oder ich habe unbewusst oder auch bewusst etwas beschleunigt, um noch eine saubere Passage herbeizuführen, bevor da eine Engstelle durch sich begegnende Personen auf meiner Radwegstrecke entsteht. Was im Rahmen der allfälligen Störungen im Modell ausgeglichen wird, in diesem speziellen Fall auch nicht auf das Konto der Körperhaltung geht – aber halt eben auch nicht optimal ist.
Idealerweise hat man natürlich eine Teststrecke, auf der man solche Situationen gar nicht erst hab… aber zu diesem Thema habe ich ja bereits geschrieben. Mittlerweile bin ich da entspannter. Entweder es passt oder es passt halt nicht. Aber ich fahre konstant durch (und im Zweifel breche ich einen Testlauf ab anstelle mit Testgeschwindigkeit zu nah an einem radfahrenden Rentner auf seinem Pedelec vorbeirauschen zu müssen).
Aufwärmen und Einfahren ist unerlässlich! Eure Teststrecke ist weit außerhalb und ihr müsst mit dem Auto anfahren? Vielleicht allein auch schon deswegen, um das ganze Geraffel für die Test-Setups dabei zu haben (diverse Laufradsätze, Taschen, Klamotten etc.)? Nach der Anfahrt sofort auf das Rad zu hüpfen und zu meinen, die ersten Testläufe aus der kalten Hose ergäben valide Ergebnisse ist leider vergebene Hoffung.
Der Körper ist jeden Tag anders; mal mehr und mal weniger steif oder geschmeidig. Ich selbst benötige rund 15 Minuten von der Haustür bis zum Anfang meiner Teststrecke. Das reicht mir noch nicht, sondern ich fahre dann noch ein bisschen Umwege, um auf wenigstens 20 Minuten zu kommen. Aber selbst danach gibt es Tage, wo ich in den ersten Testläufen merke, dass ich noch nicht „satt“ im Sattel so wie sonst sitze. Dann skippe ich auch diese und fange danach erst mit den produktiven Testläufen an. Vorher könnt ihr nicht erwarten, reproduzierbare Ergebnisse zu fahren – weder innerhalb dieses Testtages noch im Vergleich zu anderen Testtagen.
Das Aufwärmen und Warmfahren gilt dabei nicht nur für euren Körper – es gilt übrigens auch für eure Reifen.
Eine möglichst weitgehend unterstützte und gut zu merkende Haltung einnehmen. Wenn ihr standardmäßig Aerobars an eurem Rad habt, nutzt diese. Dazu habe ich ja schon weiter oben geschrieben. Dann können zumindest schon mal die Ellenbogen nicht in der Höhe abweichen. Merkt euch und nutzt auch immer den selben Griff an den Extensions. Ohne Aerobars sucht euch Kniffe, woran ihr merkt, dass Griff und Armbeugung immer möglichst gleich ausfallen. Kopfhaltung ist ebenfalls wichtig. Ja – ich schiele natürlich auch immer zwischen Wattanzeige des Radcomputers und dem Weg voraus hin und her. Stichwort ist hier „schielen“. Also mit möglichst wenig Kopfbewegung alle nötigen Informationen aufnehmen. Nicht, mal eine Hälfte eines Laufs einfach nur auf den Radcomputer schauen und dann einen anderen Lauf nur geradeaus auf den Weg schauen. Vielleicht macht es relativ wenig bei euch aus – vielleicht ist aber eine der Kopfpositionen deutlich schlechter und führt im schlechtesten Fall zu einem etwas größeren Einfluss – und ihr wollt doch gerade den vielleicht kleinen Einfluss zwischen zwei ganz anderen Sachen herausfinden.
Einschub: Roll-Down bzw. Coasting Tests für die Bestimmung des Reifenrollwiderstands und ihre megagroßen Fallstricke
Mit den gerade dargelegten möglichen Unterschieden von Test zu Test bzw. von Tag zu Tag – selbst in weitgehend unterstützter Haltung durch Aerobars und wirkliches Einüben der Position – wie genau meint ihr, können Roll-Down-Tests zur Bestimmung von Reifenrollwiderständen sein, wenn man diese pro Reifen nur einmal oder maximal zweimal durchführt? Vielleicht sogar noch durch mehrere Stunden getrennt? Auf einem normalen Renn- bzw. Gravelbike ohne Auflieger – also einer eher ungeführten Position, wo die Arme mal mehr, mal weniger gebeugt sind, wo vielleicht auch Kurven gefahren werden müssen?
Zwar muss in solchen Tests nicht getreten werden – man kann also (zumindest wenn die Strecke keine Kurven aufweist) versuchen, so statisch wie möglich auf dem Rad zu sitzen. Aber eigentlich geht es da nur darum, dass man halt keinen Leistungsmesser benötigt und die eingebrachte „Leistung“ immer konstant durch die potentielle Energie erbracht wird. Die Körperposition wird aus dem im vorhinein gesagten immer mehr oder weniger stark von Test zu Test abweichen. Selbst wenn wir hier also in absoluter Windstille bei besten gleichmäßigen äußeren Bedingungen testen… Ein (und auch zwei) Test(s) sind hier ganz klar: kein Test!
Das möchte ich euch gerne auch zusätzlich noch auf den Weg geben, wenn ihr z.B. solche Videos wie dieses hier anschaut: 10 Stunden Reifentest! Slick vs. Stolle, WTB, Conti, Schwalbe, S-Works, Rene Herse, 25mm-44mm:
Nichts gegen EnjoyyourBike. Die beiden machen dufte Sachen und viele ihrer Videos schaue ich gerne. Auch, wenn ich nicht bei allen Aussagen der gleichen Meinung wie die dann getroffenen Schlussfolgerungen bin. Ihr findet unter diesem mittlereweile schon 4 Monate alten Video ja auch meinen Kommentar, den ich noch vor meinen ganzen Aerotests geschrieben habe. Schon ohne diese hatte und habe ich meine Probleme mit dem verwendeten Testansatz gehabt und diverse Fragen aufgeworfen. Bei allem Lob für den Einsatz und die Mühe, die sich gegeben wurde. So richtig rund und belastbar erachte ich das gezogene Ergebnis aus den dort und hier dargelegten Gründen daher nicht. Der Ansatz und Einsatz ist hingegen Super. Also Kudos an EnjoyyourBike. Aber der Teil mit den Ergebnisschlussfolgerungen… der ist erst gerechtfertigt, wenn sie diesen Test-Tag so noch 3 mal wiederholen. Und am besten dafür auch eine andere Teststrecke wählen, die nicht dafür angelegt ist, den hier absolut nicht brauchbaren Einfluss des Luftwiderstandes zu minimieren. Und nicht sogar überzubetonen, wie es die Steilheit der dort gewählten Strecke erwarten lässt.
Ich möchte diesen Ratschlag aber nicht nur auf dieses Video bezogen wissen, sondern auf viele ähnliche Tests auch von anderen Quellen. Schaut euch also immer ganz genau an, wie das Testprozedere aussah, welche Teststrecke genutzt wird und ob das alles mit den gesuchten Aussagen zusammenpasst. Damit auch genug dieses Einschubs.
Zusammenfassung der „Best Practices“ und ein letzter Tipp: Wiederholungstests innerhalb eines Testtages
Was lernen wir jetzt aus allen diesen Dingen? Jede Menge, hoffentlich. Ich für meinen Teil auf jeden Fall.
Wenn ihr vielleicht erst einmal hier herunter zur Zusammenfassung gesprungen seid, oder ihr diesen Artikel nach längerer Zeit noch einmal besucht, dann solltet ihr für einen schnellen Überblick über die wesentlichen Tipps und Tricks direkt den vorangehenden Abschnitt „Tipps zur optimal stabilen Körperhaltung“ anschauen. Bevor ihr aber soweit seit, gilt es die „Tips und Tricks zur Streckenwahl und Streckenbewertung“ zu beherzigen. Nutzt idealerweise dann doch (trotz ein paar bedenkenswerter Punkte) einen Speedsensor, besonders wenn Ihr rein auf die Auswertung mit dem Aerotune Aerotest setzt (siehe dazu den Abschnitt „To Speed Sensor or not to Speed Sensor?„). Beherzigt die direkt nach der Kapitelüberschrift aufgeführten Aspekte und Fehlerquellen hinsichtlich „Welche Einflüsse bestehen auf den Rollwiderstandsbeiwert crr und welche davon kann man ausschalten?„
Und dann kann es schon losgehen. Oder weitergehen. Denn auch und gerade bei Aerodynamik-Tests gilt: Es ist noch kein Meister vom Himmel gefallen. Also tatsächlich einfach anfangen und dann Erfahrungen sammeln. Viele Fragen ergeben sich dann einfach unterdessen.
Was ich noch nicht in den diversen Abschnitten jeweils oben erwähnt habe, ist meine Empfehlung, Wiederholungstests nicht nur an verschiedenen Tagen, sondern auch innerhalb eines Testtages zu fahren. Vielleicht nicht an jedem Testtag, wenn ihr Zutrauen in eure Abläufe und an die Konstanz der äußeren Bedingungen habt. Aber immer mal wieder. Besonders bei wichtigen oder umfangreichen und damit langen Test-Aufenthalten vor Ort. Was meine ich damit? Es ist eine Sache, mit einem bestimmten Setup einen Testlauf nach dem anderen hintereinander weg zu fahren. Quasi ohne Unterbrechung. Und damit dann pro Setup halt im absoluten Minimum 2 Testläufe zu haben, viel besser aber mindestens 3 Testläufe zu absolvieren. Ich mache gerne auch schon mal 4 Testläufe hintereinander. Ganz selten mal 5 (wenn ich mich verzählt habe oder der Meinung bin, dass ich vielleicht bei einem Lauf nicht perfekt war). Mehr wäre aber overkill.
Wenn ihr jetzt danach weitere Setups testet und dort andere Ergebnisse erhaltet, möchtet ihr sichergehen, dass euch nicht über euren Test-Tag oder Test-Nachmittag hinweg irgendwelche schleichenden aber kontinuierlichen Änderungen widerfahren sind. Vielleicht haben sich die äußeren Bedingungen verändert und konnten nicht vollständig durch die Modellierungsansätze kompensiert werden. Vielleicht hattet ihr einen schleichenden Druckverlust in den Reifen, den ihr nicht bemerkt habt. Vielleicht hat sich irgendetwas am Rad verstellt. Vielleicht seid ihr selbst aber auch müde geworden und eure Körperposition hat sich schleichend verändert (obwohl euch das selbst gar nicht aufgefallen ist).
Ist Setup 4 also wirklich so viel besser oder schlechter als Setup 1? Oder hat sich in der Zwischenzeit (die je nach dem ja durchaus 2 Stunden betragen kann), irgendetwas generelles geändert? Das könnt ihr herausfinden, in dem ihr Setup 1 einfach nocheinmal als Setup 5 unabhängig und wieder ganz neu fahrt. Ihr also sowohl zeitlich entkoppelt seid, als auch das jeweilige Setup nochmal ganz neu aufbaut. Ihr testet damit gleichzeitig die Wiederholbarkeit eurer Testergebnisse.
Wenn es z.b. unterschiedliche Zeitfahr-Anzüge sind, die ihr testet, heisst das:
- Test für das vorherige Setup beenden
- ggfs von der Messstrecke zum Auto oder Basecamp fahren, wo das restliche Equipment abgelegt ist
- Vom Rad absteigen, umziehen, neu auf das Rad aufsteigen
- ggfs wieder zur Messstrecke fahren
- Neue Testläufe beginnen
Und wenn es, wie bei vielen meiner Tests, darum geht, unterschiedliche Taschen zu testen, heisst das:
- Test für das vorherige Setup beenden
- ggfs von der Messstrecke zum Auto oder Basecamp fahren, wo das restliche Equipment abgelegt ist
- Vom Rad absteigen, Tasche oder Taschen abmontieren, andere Tasche anmontieren, neu auf das Rad aufsteigen
- ggfs wieder zur Messstrecke fahren
- Neue Testläufe beginnen
Ihr schaltet damit viele Eventualitäten aus bzw. prüft ab, wie wiederholbar und wie konstant die Ergebnisse pro Setup sind. Auch wie konstant die Ergebnisse sind, wenn ihr komplett vom Rad abgestiegen seid, etwas gebastelt habt und dann wieder neu eure Position eingenommen habt. Wenn ihr das noch an mindestens zwei verschiedenen Tagen macht und auch da wieder entweder die gleichen Ergebnisse (mit gewisser, möglichst kleiner Fehlerbandbreite) erzielt, dann könnt ihr euch sehr sicher sein, dass die erhaltenen Ergebnisse wiederholbar und belastbar sind.
Hier zeige ich das einmal am Beispiel meines Test vom 24.09. diesen Jahres:
Dabei sind Setup 2 und 4 und Setup 5 und 7 jeweils identisch.
Setup 1 ist das Rad mit einer Handlebar Roll. Das ist klar das langsamste Setup. Setup 2 und 4 ist dasselbe Rad, ohne diese Handlebar Roll. Setup 3 ist dasselbe Rad, aber anstelle der Handlebar Roll eine Aerobar Bag.
Bis zum dritten Test wäre die Aussage jetzt gewesen: Setup 1 signifikant am langsamsten, Setup 2 (ohne Tasche) signifikant schneller. Und wieder eine Tasche unter den Aufliegern montiert, aber eine Aero-Tasche, ist sogar nochmals schneller. Nicht sehr viel, aber anbetrachts der Fehlergrenzen, die für Setup 3 sogar noch kleiner als für Setup 2 sind, belastbar. Und zumindest relativ besser als Setup 2. Doch was zeigt dann Setup 4? Hmm – wieder ohne Tasche, und zumindest von der Wertangabe nochmal einen Hauch besser als Setup 2 – um 0,1 aP! Aber auch wieder mit Fehlerangabe von +- 0,4. Das Ergebnis, dass die Aero-Tasche (Setup 3) schneller als keine Tasche (Setup 2 und jetzt auch Setup 4) ist, kann also allein von diesem Testtag nicht aufrecht erhalten werden. Im Grunde liegen diese 3 Tests auf gleichem Niveau, vielleicht das Setup 2 noch etwas zu hoch im Vergleich. Aber – alles im Rahmen und vertretbar bzw. erwartbar im Rahmen des Verfahrens. Ob das Vertretbar ist oder nicht, müsst ihr für euch aus euren Erfahrungen heraus und für eure Bedürfnisse heraus bewerten. Und einen Eindruck von den Auswirkungen über eine entsprechende Strecke gibt die in der oberen Hälfte der Grafik dargestellte Zeitangabe für den ausgewählten (ihr könnt da aus ganz vielen Strecken wählen oder auch eure eigene hochladen) Kurs. Ich nehme immer die standardmäßig ausgewählte 180 km-Strecke der Challenge Roth von 2011. Da seht ihr z.B., dass ihr aus den Ergebnissen dieses Testtages heraus zwischen 6 Minuten und 28 Sekunden bis 7 Minuten 54 einsparen würdet, wenn ihr anstelle einer Handlebar Roll Bag keine Tasche oder eine Aerotasche unter den Aufliegern fahrt. Und das bei einer Ursprungsdauer von etwas über 5,5 Stunden, vorhergesagt für die von mir eingestellten 200 Watt, bei 15 Grad und Windstille.
Übrigens: der „wahre“ CdA bzw. die beste Schätzung aus allen meinen Tests liegt für das Setup „ohne Tasche unter den Aerobars“ bei 32,4 aP aus 9 verschiedenen und validen Tests.
Und auch wieder Setup 5 und 7 sind ein und dasselbe Setup. Das sind die Tailfin SL5 Mini-Pannier, die montiert waren. Dazwischen hatte ich in Setup 6 die SL 22 Full-Size Pannier montiert. Hier könnte man sich kein besseres Ergebnis wünschen: Setup 5 und Setup 7 werden beide mit 32,5 +- 0,4 aP angegeben, trotz dass ein anderes Setup dazwischen gefahren wurde. Bestens!
Was natürlich passieren kann, ist, dass die Ergebnisse an einem zweiten Tag etwas mehr als euch lieb ist, vom vorhergehenden Testtag abweichen. Ihr z.B. eine Differenz größer als den angegebenen Fehler vom vorhergehenden Test erhält. Z.B. einen CdA von 31,2 +- 0,3 aP an Tag 1 und 32,1 +- 0,5 aP an Tag 2. 31,2 + 0,3 wären 31,5 aP maximum für Tag 1 und 32,1 – 0,5 wären 31,6 aP minimum für Tag 2. D.h. nicht mal eine Überschneidung vorliegend. An welchen Gründen das liegen könnte, habt ihr ausführlich in den vorhergehenden Abschnitten lesen können. Vielleicht war es ja die kältere Witterung oder die Bodenverhältnisse und damit ein nicht korrekt von Tag zu Tag übereinstimmender crr-Beiwert. Oder ihr wart an Tag 2 einfach steifer bzw. leicht anders auf dem Rad als an Tag 1. Wenn ihr allerdings auch ein zweites, anderes Setup von Tag 1 an Tag zwei mittestet, dann könnt ihr sehr schön schauen: Zeigt auch dieses Setup am zweiten Tag um rund 0,9 aP höhere Ergebnisse für den CdA? Wenn ja – Bingo! Ihr habt zwar leichte Unterschiede zwischen den Messtagen, diese scheinen sich aber auf alle Setups und Tests gleichermaßen auszuwirken. Die relativen Abstände bzw. das Ranking, welches das aerodynamisch beste, zweitbeste, drittbeste usw. Setup ist, bleiben erhalten. Damit ist der Test zuverlässig und jeder Testlauf bringt euch eine weitere Verbesserung eures Testergebnisses. Am Ende wird jedes Ergebnis pro Setup gemittelt und auch die Fehlerbandbreite wird mit zunehmender Testlaufanzahl pro Setup kleiner.
Einen noch besseren Überblick, als es die Liste eurer eigenen Aerotests auf der Aerotune-Webseite geben kann, bietet dann eine Excel-Tabelle. Das ist etwas Zusatzaufwand, klar. Aber nur so seht ihr alle Ergebnisse eines Setups, welches ihr an verschiedenen Tagen getestet habt, zusammen. Und nur so könnt ihr euch einen Überblick über Vergleichsrechnungen mit unterschiedlich angesetzten Reifenrollwiderständen verschaffen. Und natürlich könnt ihr auch nur so die Ergebnisse von unterschiedlichen Werkzeugen (also z.B. Chung Aerolab und Aerotune Aerotest) zusammenführen. Wir haben ja schon an entsprechender Stelle kurz Auszüge aus dieser Tabelle gesehen. Sie bestand bei mir am Ende aus 642 Zeilen mit Ergebnissen, Mittelwertbildungen und Kommentaren.
Auf die Art und Weise sind am Ende eure Testergebnisse nicht nur die Abbildung einer „Tagesform“ und der relativen Unterschiede diverser Setups an diesem einen Testtag, sondern (in Abhängigkeit der Genauigkeit eures Leistungsmessers und der Bestimmung des Reifenrollwiderstandes) ein möglichst nah am absoluten CdA liegendes Ergebnis, so wie es auch im Windtunnel ermittelt werden würde. Ja, in machen Aspekten sogar besser wie im Windtunnel – denn während der Windtunnel natürlich eine viel höhere Reproduktionsgenauigkeit der Ergebnisse und Einstellbarkeit von Anströmwinkeln und Co bietet, so fehlt ein ganz wesentlicher Parameter, den aber die Freiland-Tests bieten: Der Fahrer und seine Interaktion mit dem nicht fix eingespannten Fahrrad über eine echte Teststrecke.
Hört sich jetzt furchtbar aufwendig und arbeitsintensiv an? Ja, da ist etwas dran. Wenn man sich eine gewisse Erfahrung mit diesem Aufwand, so wie ich jetzt, allerdings einmal erarbeitet hat, geht das Testen auch leichter von der Hand und für vielleicht einfache Vergleiche und Tests kann man mit weniger Aufwand „davonkommen“. Gerade wenn man auch über die einzelnen Testläufe hinweg eine gute Konstanz erhält, wie hier als weiteres Beispiel für den gleichen Testtag, den 24.09. gezeigt ist:
Hier seht ihr dieselbe Thematik, die ich weiter oben beim „Flaschenbeispiel“ angesprochen habe. Man erkennt auch in der Grafik der Einzeltestläufe auf Anhieb die einzelnen Setups, die sich alle jeweils mit nahezu gleicher Fehlerbandbreite auf jeweils dem nahezu gleichen Niveau befinden. Dennoch habe ich euch zur Verdeutlichung mit den gelben Strichen am Boden kenntlich gemacht, welche Testläufe zu welchem Setup gehören. So könnt ihr auch die Setups 3 und 4 unterscheiden, die vom CdA her so nicht wirklich unterscheidbar sind – aber auch das ist dann ein Ergebnis. Und wie verlässlich das ist, dass seht ihr halt auch noch einmal sehr schön an der Lage der Einzeltestläufe zueinander.
Das ist schon ein sehr guter Test, möchte ich meinen. Damit kann man als relative Einordnung der Setups untereinander also auch schon nach einem Tag zufrieden sein. Wenn ihr jedoch ganz sicher gehen wollt, wenn ihr auch wissen wollt, ob und wie groß eine Ergebnis-Fluktuation von Tag zu Tag aussehen könnte – oder wenn ihr versucht, Ungereimtheiten auf die Schliche zu kommen – dann braucht es halt noch mal einen Wiederholungstesttag. Dafür wird aber am Ende die Zuversicht in die Ergebnisse nur wachsen.
Fazit und Schlussworte
Zuversicht in die Ergebnisse – die sollten wir nach allen diesen Übungen nun haben. Und das können wir auch. Worauf man achten muss und was schiefgehen kann, haben wir behandelt. Aber wir wissen jetzt auch, wie gute Ergebnisse aussehen. Die können wir sowohl mit der Chung Virtual Elevation Method, z.B. in Form des Chung Aerolab in der freien Trainingsanalyse-Software Golden Cheetah als auch mit dem Aerotest von der Aerotune-Webseite erhalten. Letzteren kann man ebenfalls kostenlos testen und in der Folge dann für einen sehr fairen zweistelligen Eurobetrag jeweils monateweise benutzen. Und der Aerotune Aerotest war dann aufgrund der numerischen Ausgaben auf Knopfdruck und auch dem weiteren Drumherum (wie die Modellierung, was die Ergebnisse denn nun in Watt bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und in Zeit bei unterschiedlichen Strecken) mein Favorit. Allerdings erst, nachdem ich mithilfe paralleler Chung Aerolab-Analysen und Fragen bei den sehr zugänglichen Machern von Aerotune einen Blick unter die Haube getan und Querchecks durchgeführt habe. Wie ihr ja ausführlich lesen konntet.
Aerotune ist übrigens sehr erpicht darauf, den Aerotest und die gesamte Webseite stets weiter zu verbessern und auch mit weiteren Funktionen oder Möglichkeiten zu erweitern. Vielleicht könnte in dieser Folge da auch eine solche Einblicksmöglichkeit „unter die Haube“ resultieren, wie sie einem das Chung Aerolab bietet – ggfs. im Rahmen eines Expertenmodus? Wenn man allerdings erstmal das Tal der Tränen durchschritten hat, „seine“ ideale Teststrecke gefunden hat und auch konsistente und mit geringen absoluten Fehlern angegebene Ergebnisse über seine jeweiligen Test-Setups erhält, dann ist das auch gar nicht mehr so erforderlich.
Was ist ein geringer absoluter Fehler? Dazu habe ich besonders im Kapitel „Der Einfluss der Körperhaltung“ geschrieben, wobei die Körperhaltung natürlich nicht der einzige Einfluss in den Gesamtfehler darstellt. Aber insgesamt können wir daraus festhalten, dass allein aus der Fähigkeit, konstant und wiederholbar auf dem Rad zu sitzen kaum ein Ermittlungsfehler kleiner als 1,1 bis 1,5 Prozent zu erreichen ist. Und da bin ich sehr froh, dass mir dies gelungen ist. Was absolut nicht selbstverständlich ist. Hier nochmal erwähnt: in den meisten Fällen in der öffentlich einsehbaren Teststrecken-Datenbank auf Aerotune sieht man da 2 bis 3 % Fehlergröße. Was immer noch sehr gut ist – schaut man sich Tests mit Profi-Rennradfahrern im Windkanal und auf dem Indoor-Velodrom an. Im Windkanal selbst kann man natürlich noch genauer messen – wenn es um Detailtests ohne menschlichen Fahrer geht. Also z.B. die Aerodynamik von Rennrad-Rahmen allein, von Laufrädern oder anderen Anbauteilen. Konstant, wiederholbar, über beliebige und exakt kontrollierbare Anstellwinkel zum Wind. Das ist ein sehr großer Vorteil von Windkanaltests.
Wenn es aber darum geht, was ein Setup dann wirklich „beim Fahren und auf der Strecke“ an Vorteilen bringt, kommt der Windkanal schnell an Einschränkungen. Dafür benutzt man dann gerne Tests auf dem Velodrom oder tatsächlich genau solche Tests wie ich sie hier beschrieben habe. Auch oft mit genau den Werkzeugen, die ich hier benutzt habe: Entweder das Chung Aerolab oder der Aerotune Aerotest. Deren Vorteile: Es wird die mittlere Aerodynamik über eine hinreichend lange Teststrecke ermittelt. Über die der Fahrer sich so auf dem Rad bewegt, wie er es natürlich auch auf der Strecke in einem Wettkampf täte. Und nicht „gekünstelt“ durch das aufsetzen auf ein im Windkanal fixiertes Rad. Also vielleicht der Unterschied zwischen einem hoffentlich ideal und konzentriert im Windkanal so gehaltenen Kopf, dass der Aerohelm korrekt auf dem Rücken anschließt und dem Fahren (ohne Spiegel und Videoprojektion) über eine reale Teststrecke und (unbewussten) Senken des Kopfes etc. Wo auch der Einfluss von Böen oder Untergrundrauheit zu Reaktionen des Rads und des Fahrers führen und damit dann auch Änderungen (und meist Verschlechterungen) der Aerodynamik resultieren. Man ist also „im Feld“ oft bei viel aussagefähigeren Ergebnissen.
Oft – nicht immer. Wenn ein Hersteller durch verschiedene Iterationen von Helm- oder Felgenprofil-Formen durchgeht und die aerodynamischen Auswirkungen überprüfen möchte, geht nichts über Windkanaltests (mittlerweile aber auch erst im Nachgang an CFD-Computermodellierungen; CFD: computational fluid dynamics).
Für Tests allerdings, die beantworten sollen, was nun diverse Optimierungs-Maßnahmen für einen Athleten wirklich „draußen“ bringen, sind solche Feldtests unerlässlich und das Mittel der Wahl. Solange natürlich die Gesamtfehler niedrig genug sind, um zwischen Setups sinnvoll Unterschiede ermitteln zu können. Wenn am Ende dann nach allem Fehlergrößen von 1,1 bis 1,5 % für die Aerodynamik-Modellierungen herausspringen, kann man mehr als zufrieden sein. Bei hoher Testwiederholungszahl von Tests mit jeweils 3 bis 4 Testläufen käme ich rechnerisch sogar auf einen Fehler von 0,8 bis 1,2 %. Was bei meinen Taschentests mit CdA-Ergebnissen im Bereich von rund 31 bis 33 aeroPOINTs (=0,031 bis 0,033 m^2) zu absoluten Fehlern von 0,3 aeroPOINTs führt. Das wäre, auf 40 km/h angewendet, eine Trennschärfe von 2 bis 3 Watt. Genauer kann man echt nicht verlangen. Ich selbst bleibe bei meinen Endergebnissen dann tatsächlich auch bei den Fehlergrößen von 1,1 bis 1,5 % – ganz einfach, weil es ohnehin genug Variationen und Einflussgrößen in der Entstehung der Testergebnisse gibt (wir sind sie alle durchgegangen), die auch durch unendliche Wiederholungen den finalen CdA nicht genauer festlegen. Damit kann ich aber zuverlässig und trennscharf alles Bestimmen, was ich mir aerodynamisch vorstellen kann. Und wenn ich keine Trennschärfe herstellen kann, weiss ich auch, dass der Einfluss „auf der Straße“ nicht ankommt und selbst für einen Aero-Nerd vernachlässigbar sein wird.
Und somit entlasse ich euch nun in die freie Wildbahn eurer eigenen Tests und wünsche viel Spaß beim Testen und Tüfteln! Ich möchte mich abschließend auch noch bei Sebastian von aerotune für ein tolles Produkt und seine Zugänglichkeit bedanken. Und dabei habe ich nicht mit „ich mache hier ein Blog“ oder so etwas gewedelt – so etwas mache ich nie. Und ich habe auch ganz selbstverständlich jeweils meine sogenannten „Powermonate“ bezahlt (die eh wie gesagt sehr fair bepreist sind und auch gleichzeitig sehr interessante metabolische Tests – die mittlerweile zweite Säule von aerotune – beinhalten. Doch dazu in einem anderen Artikel mehr.
Zum Abschluss möchte ich euch noch ein paar Ideen für Aero- und andere Tests mitgeben, die ich selbst noch habe. Und danach auch noch ein paar Lese- und Hör-Tips zum Thema.
Ausblick: Was kann man noch messen…?Was würde ich gerne noch testen…?
Die Reise hört ja bei Bikepacking-Taschen längst nicht auf. Und das ist ja sogar fast eher ein „Special Interest“, wenn man sich die üblichen Tests z.B. auf der aerotune Seite anschaut. Da geht es ja oft um das klassische Thema: wie werde ich auf dem Zeitfahrrad schneller. Entweder für klassisches Zeitfahren – welches hierzulande ja leider noch nicht so ein Jedermann-Thema ist. Sehr zu meinem Leidwesen übrigens. Die Anzahl und Auswahl entsprechender Veranstaltungen und Gelegenheiten lässt da doch sehr zu wünschen übrig. Henne – Ei – Problem? Mag sein. Aber vorrangig schauen natürlich auch Triathleten auf das Thema. Diese Klientel weiss auch (noch nicht alle, aber noch am ehesten), wie wichtig das Thema Aerodynamik für die Gesamtperformance ist.
Aber auch für klassische Rennräder ist es natürlich interessant zu wissen, wo man ohne Nachteile aerodynamische Vorteile einheimsen kann. Z.B. bei der schon als Beispiel angesprochenen Flaschenposition. Oder überhaupt erst einmal ein Gespür (und sogar handfeste Zahlen in Watt und Minuten) dafür zu bekommen, wieviel man an Leistung einsparen kann, wenn man unterschiedliche Griffpositionen nutzt. Aber das sind ja allgemeine Sachen, die hat man schnell. Ab da geht’s dann an’s verfeinern.
Trinksysteme für Gravel und für’s TT-Bike
Z.B. möchte ich demnächst (was dann wahrscheinlich eher erst nach dem Winter ist) testen, welches Hydrationssystem denn für ein langes Gravel-Race am Besten ist. Ist es der Trinkrucksack oder sind es Flaschen am Rad? Oder idealerweise (best of both worlds) dann doch die Trinkblase in einer Half-Frame-Bag? Praktisch und bequem ist so ein Trinkrucksack, wie ich dieses Jahr bei meinen ganzen Orbit360 Fahrten gemerkt habe. Aber wirkt er auf meinem Rücken aerodynamisch positiv, negativ oder neutral? Das kann ich ja jetzt wunderbar testen.
Und für mein neues TT-Bike möchte ich auch gerne wissen und testen, welche Trinklösung da am Besten ist. Zwischen den Armen usw.
Alle möglichen Bekleidungsoptionen, z.B. Helme etc.
Zeitfahrhelme sind ein klassisches Beispiel (von aber eigentlich sehr vielen Dingen), für Ausrüstungsgegenstände, deren aerodynamischer Vorteil sehr vom Fahrer selbst abhängt. Wie ist die Position auf dem Zeitfahrrad, wie sehen die Schultern aus, wie passt der Helm generell… Wenn es einen Ausrüstungsgegenstand gibt, bei dem man schlichtweg nicht um das Testen herumkommt, weil man es im Zweifelsfall lieber ganz mit dem speziellen Helm lässt, bevor man sich damit sogar nur Nachteile einkauft, dann ist es wohl ein solcher Zeitfahrhelm.
Aber auch für ganz normale Helme interessiert es mich einfach: was macht es aus? Ich habe mir z.B. vor kurzem einen neuen HJC Helm gekauft, weil er gut sitzt, gut ausschaut und auch Witterungsschutz verspricht. Aerodynamisch soll er auch gut sein. Aber ist er es auch? Verglichen mit meinem alten, in der Hinsicht generell ja auch nicht für schlecht befundenen Kask Protone? Wenn ja, wieviel?
Dynamo-Drag
Nicht für die Aerodynamik, aber trotzdem mit genau dem gleichen Verfahren bestimmbar – so stelle ich mir das vor – ist die Leistungsaufnahme von Nabendynamos unter Last. Im Sinne des Aerotests wäre dies nämlich eine Verschlechterung des CdA. Was gleichzeitig bedeutet, dass man dies sehr schön mit anderen Maßnahmen vergleichen kann, die zur Verbesserung oder zur Verschlechterung dessen und zu erhöhten Leistungen für die gleiche Geschwindigkeit führt. Ich habe z.B. bauart-gleiche Lampen hier, die aber unterschiedlich in ihrer Effizienz bzw. in ihren Schaltstufen sein sollen. Merkt man das? Und wenn ja, wieviel macht es aus?
Reifenrollwiderstand
Mein Lieblingsthema, der Reifenrollwiderstand. Hier muss – gerade auch von den Entwicklern entsprechender Systeme – noch mehr Arbeit hineingesteckt werden. Ich habe weiter vorne dazu ja schon ausführlich geschrieben. Vielleicht nähern wir uns ja dann doch mit einem der diversen in der Entwicklung und ersten Einsätzen befindlichen Sensorsystemen etwas mehr zu diesem Ziel hin. Rolltests sind hier einfach nicht praktikabel. Zu groß die Einwirkung der Aerodynamik, zu selten Tage mit perfekten und konstanten Bedingungen hinsichtlich Wind und Temperatur, so dass man ohne aerodynamische Komponente da kaum sinnvoll testen kann.
Zeitfahrposition
Last, aber not Least: die Position auf meinem neuen Zeitfahrrad. Das wird wahrscheinlich eine längere Geschichte, die auch sowieso eine Langzeitkomponente hat. Erst mal eine gute Position als Mix aus Leistungsfähigkeit in der Position und Aerodynamik dieser Position finden und dann an dieser weiter optimieren. Arme eng, Arme weit? Arme hoch, Arme tief? Dazu werde ich zu gegebener Zeit auch einen Bikefitter hinzuziehen.
Weitere Literatur, Blogs, Podcasts
Zum Abschluss möchte ich euch gerne noch weitere lesens- und hörenswerte Informationsquellen mit auf den Weg geben. Wahrscheinlich seid ihr mit diesem Artikel selbst jetzt erst einmal geflasht oder habt ihn auch in mehreren Etappen durchgelesen (eine Rückmeldung, die ich nicht selten erhalte) und jetzt noch mehr? Klar doch – wenn ihr bis hier hin gelesen habt oder wenn ihr erst einmal bis an’s Ende zur Zusammenfassung gescrollt habt, dann möchtet ihr vielleicht noch mehr wissen oder euch auch über andere Medien (Video oder Audio) informieren.
Bitteschön:
Auf die Ohren:
- Der Aerotune Podcast: die Macher und Köpfe hinter Aerotune, Sebastian Schluricke und Björn Kafka, haben vor kurzem ihren eigenen Podcast gestartet. Auf deutsch. Darin haben sie angefangen, zu erklären, wie ihre Plattform funktioniert und wollen auch Gäste einladen und weitere Ein- und Ausblicke in die Entwicklung von Aerotune geben. Es verspricht, gerade auch für das Thema der metabolischen Tests, auf die ich noch in einem separaten Artikel eingehen möchte, sehr spannend zu werden.
- Der Endurance Innovation Podcast. Auf Englisch. Dieser Podcasts ist für die Nerds unter uns. Schwerpunktthemen sind Ausrüstung, Trainings-Praktiken und auch etwas Ernährung. Oft geht es in Richtung von Aerodynamik-Tests, Sensoren etc. Auch Sebastian und Björn waren dort schon zu Gast. Einige Folgen, die ich euch besonders zur Thematik dieses Artikels ans Herz legen möchte sind:
- Marc Graveline Redux, vom 15.10.2021
- in dieser Episode geht es um einen Parallel-Vergleich von Tests mit dem „Gizmo“ Aerometer und dem Aerotune Aerotest. Sehr aufschlussreich und eine gute Zusammenfassung, worauf es ankommt und welches System wobei seine Stärken hat.
- Sebastian Schluricke on Aero Testing, vom 2.9.2021
- Sebastian Schluricke of Aerotune, vom 8.4.2021
- An Aerodynamic Summary, vom 29.4.2021
- Marc Graveline Redux, vom 15.10.2021
- Das schon etwas weiter oben im Artikel erwähnte Video von Victor Campenaerts, welches überraschend gut und informativ ist, wie ich finde: TT series: position
Vor die Nase:
- Das Aerotune Blog
- Die „Learn“ Sektion der Aero-Coach Webseite:
- dort werden immer wieder interessante Tests kompakt dargestellt, sowohl zu Rollwiderstand als auch zu Aerodynamik-Vergleichen. Oft schön unterteilt in „Goal“ (warum das ganze), „Method“ (wie wurde gemessen? Windkanal, Track etc.), „Results“ und „Conclusion“
- meine ebenfalls schon weiter oben im Artikel verlinkten Ausarbeitungen zu diversen Teil-Themen
- aerodynamische Grundlagen im Taschenartikel
- Reifen und das Rollwiderstand im 3. Abschnitt dieses Artikels: Der optimale Reifen für Rennrad-Langstrecke, Ultracycling-Events und Bikepacking-Rennen (der Klick führt euch direkt zum passenden Abschnitt)
Und damit jetzt aber wirklich: aerodynamische Grüße und viel Spaß beim selber testen!
Torsten Frank . : : . tfrank.de - Das Blog 
Hallo Torsten,
mal wieder brutal viel Inhalt! ;)
Nur mal als Vorschlag: aufgrund meiner langjährigen Erfahrung als Modellsegelflieger weiß ich, dass die Luft niemals das macht, was Du gerne hättest und was reproduzierbar ist. Schon gar nicht bei einer Stadtlage wie in Wuppertal mit Bebauung, Fluss und Hanglagen. Die in meinen Augen einzig geeignete Zeit ist die OHNE Sonneneinstrahlung. Am besten sogar nur so 2-3 h vor Sonnenaufgang. Ansonsten machen Dir unterschiedliche Erwärmungen und damit verbundene Luftströmungen einen Strich durch die Rechnung!
Wir kennen doch alle die Mär vom Rückenwind. Auf dem Hinweg hat es Gegenwind und auf dem Rückweg…auch. Nicht weil die Hauptwindrichtung gewechselt hat, sondern weil sich Wiesen und Wälder, Wasserflächen und Bebauungen sind unterschiedlich aufheizen und durch ihre Wärmekapazität die Temperatur auch zu unterschiedlichen Zeiten wieder abgeben.
Zum Speedsensor: ich nutze keinen. Aber ein Punkt spricht für ihn: bei korrekt eingestelltem Umfang ermittelt er die Momentangeschwindigkeit immer korrekt. Ein GPS vergleicht ja nur über Triangulation die Position gegenüber Satteliten. Bei schneller Talfahrt dürfte das ungenauer sein. Ob es relevant ist? Auf einen größeren Zeitraum betrachtet vermutlich nicht.
mfg,
Armin
Hi Armin, vielen Dank für deinen Kommentar.
Glücklicherweise muss es ja eben nicht konstant windstill und so weiter sein. Ansonsten würde sich vielleicht tatsächlich noch eher das Velodrom als das Fahren draußen anbieten. Aber du hast Recht – vom Witterungstandpunkt betrachtet wären die frühen Morgenstunden, noch bevor die Sonne aufgeht, am stabilsten. Das wäre dann auch die Empfehlung, wenn man dann eben doch (ohne auf der Suche nach der Aerodynamik zu sein) Rolldown-Tests zur Bestimmung von Reifenrollwiderständen durchführen möchte.
Zum Speedsensor und welche Fallstricke er bietet, was er lösen kann und was eben nicht, habe ich ja nicht umsonst so viele Worte verwendet. In Kurz: das Problem ist u.a. der korrekt eingestellte Umfang. Über größeren Zeitraum ist daher GPS immer genauer, was die zurückgelegte Distanz angeht. Und schnelle Talfahrt verbietet sich für die hier vorliegenden Testzwecke sowieso.
Wow, Torsten, das ist wirklich extrem hohes Level an Testing! Da sind einige Sachen dabei, an die ich nicht gedacht hätte.
Schade, dass der Rollwiderstand so eine harte Nuss ist. Warum hast du dich für die (für mich gefühlt hohen) 70% Leistung für die Testläufe zur Rollwiderstandsdifferenzierung entschieden? Möchte man da nicht möglichst wenig Geschwindigkeit und damit Luftwiderstand haben?
Du hast ja bisher die Tests bei möglichst wenig Wind gemacht, was den Fehler verringert. Die Auswirkung von typischem Seitenwind auf die verschiedenen Setups fände ich aber auch interessant (Segeleffekt vs. Größere Angriffsfläche für Ablösungen). Die vermutlich nicht konstante und über die Strecke inhomogene Windgeschwindigkeit ist aber schwierig zu messen. Möglichst konstante Windvorhersagen wären dazu wünschenswert. Aber wie ich dich kenne, hast du das eh schon im Hinterkopf. :D
Hallo Felix, vielen Dank für deine Gedanken.
Die zitierten „70 % Leistung“ für Testläufe zur CRR-Bestimmung in Aerotune sind anders zu lesen und sind eine Algorithmus-Vorgabe von Aerotune. Weiter unten im Text erläutere ich ja, wieso man eine Gleichung mit 2 Unbekannten (crr und cda) trotzdem lösen kann, weil sich crr und cda faktoriell unterschiedlich in Bezug zur Geschwindigkeit verhalten. Man braucht also deutliche Geschwindigkeitsunterschiede in zwei Testläufen, um das herausarbeiten zu können. CdA wird ohnehin mit-modelliert, Luftwiderstand wird also ohnehin beachtet. Um die unterschiedlichen Geschwindigkeiten herzustellen, möchte Aerotune in der alten, klassischen Version der crr-Berechnung zwei Testläufe haben, die mind 30 % in der gefahrenen Leistung auseinanderliegen. Wenn du den ersten mit 200 Watt fährst, dann darf der zweite höchstens 140 Watt haben. 100 Watt würde auch gehen. 160 Watt wäre aber zu wenig Unterschied. Oder der zweite Lauf könnte 280 Watt aufweisen. Dann wäre auch genügend Differenz gegeben.
Bei Seitenwind hast du das richtige Stichwort genannt: Segeleffekt. Der wäre tatsächlich eher nachteilig. Stelle dir vor, du möchtest Unterschiede zwischen zwei Aero-Helmen herausarbeiten, fährst deine Tests aber mit richtig hochprofiligen Aero-Laufrädern. Und jetzt hast du vielleicht eine Seitenwind-Situation, die zwischen 70 und 110 Grad variiert. Und auch viel Seitenwind. Und Bei 70 bis 85 Grad segeln die Laufräder und bei 90 bis 110 eben nicht (oder umgekehrt). Das wäre ziemlich doof, weil es unkontrolliert die Unterschiede zwischen den Helmen mehr als überdecken könnte.
Ergo: wenn es nicht gerade darum geht, die Auswirkungen des „Maxed out“ Komplett-Systems zu testen – also vielleicht Aero-Helm, Zeitfahranzug, Position und Laufräder alles zusammen – dann sollte man für Aerotests lieber vergleichsweise normale Felgen und anderes Equipment benutzen. Also nicht die Zipp 808 sondern höchstens solche 47 mm Laufräder wie ich, besser sogar noch 30 bis 40 mm „niedrige“ Felgen oder gar Kastenfelgen – wenn man solche überhaupt noch hat.