De frontale oppervlakte van een koerswiel
met een bandje van 23 mm breedte is 0.016 m2 , hetgeen ongeveer 3 tot
4% is van het totale frontale oppervlakte van de fietser. Het achterwiel zit
gedeeltelijk verborgen achter het frame zodat dit minder invloed heeft dan het
voorwiel. We kunnen gerust stellen dat de luchtweerstand van de wielen ongeveer
5% van de totale luchtweerstand bedraagt. De aërodynamische eigenschappen van de
wielen spelen dus een belangrijke rol. De luchtweerstand van een wiel wordt in
grote mate bepaald door de vorm van de velg, en het aantal en de vorm van de
spaken. Aangezien over dit onderwerp bijzonder weinig gegevens gepubliceerd
werden, hebben we de luchtweerstand voor een aantal typische wielen getest in
een windtunnel. (Met dank aan Prof. Dr. D. Gabriels, Faculteit
Landbouwwetenschappen, Ugent). Hierbij werd de kracht gemeten die op een
wiel wordt uitgeoefend door een frontale wind bij verschillende snelheden. Zoals
door het principe van Bernouilli wordt voorspeld is deze kracht inderdaad
evenredig met de tweede macht van de windsnelheid, namelijk
Fw = Cw v2
waardoor het afremmend
vermogen gelijk is aan
Pw = Cw v3
waarin de coëfficiënt Cw voor ieder wiel moet bepaald worden, en
v de snelheid
is in meter per seconde.
Hiernaast zien we enkele van deze geteste wielen. Links-boven het zeer klasieke
en goedkope Strada G25 wiel met platte velg en 36 gewone spaken.
Rechtsonder het beroemde Corima volle wiel, en tussen deze twee uitersten vinden
we het Spinergy wiel, volledig in carbon en met 4 messcherpe brede spaken
(ondertussen verboden door de UCI), en
een Mavic CXP30 met hoge aërodynamische velg en 36 gewone spaken. In
de tabel hieronder zien we het vermogen Pw in
Watt dat voor elk wiel nodig is voor twee referentie snelheden 36 km/h en 45 km/h.
De wielen van het type Corima en Spinergy zijn uiteraard alleen maar nuttig voor
tijdrijders. De ernstige wielertoerist kan zich echter wel wielen van het type
'middelhoge aërodynamische velg met 24 of 18 spaken veroorloven. Aan 45
km/h zal hij dan tegenover het klassieke wiel ongeveer 5 Watt efficiënter
rijden.
|
Luchtweerstand van enkele wielen, in Watt |
||
| Wiel | Pw aan 36 km/h | Pw aan 45 km/h |
| Corima Spinergy Vector Pro Mavic CXP22 Mavic CXP30 Strada G25 |
3.21 |
6.27 |