Wie stark beeinflusst Wind die Geschwindigkeit eines professionellen Radsportpelotons?

Es ist eine bekannte Tatsache, dass aufgrund des Luftwiderstands eine Geschwindigkeitssteigerung auf einem Fahrrad eine nicht lineare Leistungssteigerung erforderlich macht. Die enorme geringfügige Leistungssteigerung, die erforderlich ist, um schneller zu fahren, während Sie mit etwa 40-45 km / h fahren, hat zu einer durchschnittlichen Höchstgeschwindigkeit geführt Peloton bleiben für viele Jahre in diesem Bereich. Ich habe mich gefragt, ob der Luftwiderstand eine so große Rolle spielt. Warum beeinflusst der Wind die Durchschnittsgeschwindigkeit nicht mehr?

Ich würde mir vorstellen, dass bei diesen Geschwindigkeiten der Luftwiderstand ein wichtiger Faktor ist (es ist fast wie eine Mauer, wenn man sich die Leistungskurve ansieht). Die relative Luftgeschwindigkeit des Radfahrers im Wind sollte ebenfalls ein wichtiger Faktor sein, sieht aber nicht so aus Nach den Ergebnissen des Eintages-Rennens zu urteilen, ist Mailand-San Remo (das eine konstante, fast gerade Strecke hat und daher stark vom Wind beeinflusst werden sollte). Sie können die Ergebnisse hier sehen: http://www.bikeraceinfo.com/classics/Milan-San%20Remo/milan-san-remo-index.html . Wenn ich raten würde, würde ich erwarten, dass der Wind die Reichweitenunterschiede von mindestens - / + 10 km / h ausmacht, aber dies ist eindeutig nicht der Fall (es ist eher eine Reichweite von 37-45 km / h). Warum ist das so?

(Es gab hier eine unglaublich interessante Frage bezüglich der Zunahme (oder des Fehlens) der Durchschnittsgeschwindigkeit von TdF-Gewinnern im Laufe der Jahre: Warum fahren Tour de France-Fahrer nicht schneller? Ich verstehe, dass die Windeffekte und -taktiken bei Mehrtagesveranstaltungen schneller werden absagen, aber was ist mit einstufigen Rennen?)

Bemerkenswert ist, dass ein Gegenwind von z. B. 10 km / h nicht zu einer Erhöhung des Kraftaufwands führt, der bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit um den gleichen Betrag anfällt.

Die Grundgleichung für die zur Überwindung des Luftwiderstands erforderliche Leistung lautet:

P ~ 1/2 * A Cd V ^ 3

Dabei ist A die Frontfläche, Cd der Widerstandsbeiwert und V die Bodengeschwindigkeit = Luftgeschwindigkeit. Wenn wir jetzt einen Gegenwind hinzufügen v:

P ~ 1/2 * A Cd V * (V + W) ^ 2 = 1/2 * A Cd (V ^ 3 + V v ^ 2 + 2v V ^ 2)

Die Nettoleistungszunahme aufgrund des Gegenwinds beträgt daher 1/2 * A Cd (V * v ^ 2 + 2 * v * V ^ 2).

Wenn wir anstelle von Gegenwind die Fahrgeschwindigkeit um den gleichen Betrag erhöhen, haben wir:

P ~ 1/2 * A Cd (V + v) ^ 3 = 1/2 * A Cd (V ^ 3 + 3 * V * v ^ 2 + 3 * v ^ 2 * V + v ^ 3)

Die Leistungssteigerung beträgt in diesem Fall 1/2 * A Cd (3 * V * v ^ 2 + 3 * v ^ 2 * V + v ^ 3). Es ist offensichtlich größer als im Fall von Gegenwind, und zwar um 1/2 * A Cd (V * v ^ 2 + v ^ 2 * V + v ^ 3).

Dies ist ein Faktor, der erklärt, warum Winde die Durchschnittsgeschwindigkeit nicht so stark beeinflussen, wie Sie es erwartet haben.

Gegenwind kann nur den Kopf des Pelotons beeinflussen, während der Körper nicht betroffen ist. Eine konstante Drehung der Position macht die Anstrengung erträglich und hilft, die Durchschnittsgeschwindigkeit hoch zu halten.

Sehen Sie, was passiert, wenn ein einzelner Radfahrer mit Gegenwind einen einsamen Lauf gegen das Hauptfeld unternimmt: Er wird kaum in der Lage sein, einen anständigen Vorsprung zu halten, und wird zurückgenommen.