Aerodynamik beim Ironman: Wo liegen wirklich die größten Watt-Gewinne?

Im letzten Teil haben wir uns mit der Frage beschäftigt, ob Rennrad oder Zeitfahrrad die bessere Wahl für Deinen Ironman ist. Dabei endete der Beitrag mit einem entscheidenden Satz: Das größte aerodynamische Potenzial sitzt meistens nicht am Fahrrad. Es sitzt darauf. Denn der größte Windfänger bist Du selbst.

Das ist eine wichtige Erkenntnis, bevor Du anfängst, mehrere Tausend Euro in einen neuen Rahmen, Carbonlaufräder oder andere Aero-Upgrades zu investieren. Untersuchungen kommen je nach Position und Testaufbau darauf, dass der Fahrer einschließlich seiner Bekleidung und seines Helms ungefähr 60 bis 80 Prozent des gesamten aerodynamischen Widerstands des Systems aus Fahrer und Fahrrad verursachen kann.

Die wichtigste Frage lautet deshalb nicht:

Welches Fahrrad ist am aerodynamischsten?

Sondern:

Wo bekommst Du für Dein Geld tatsächlich den größten Geschwindigkeitsgewinn?

Und genau da wird es interessant.

Warum Aerodynamik beim Ironman so wichtig ist

Wenn Du mit dem Fahrrad fährst, musst Du verschiedene Widerstände überwinden. Auf flacher Strecke ist bei höheren Geschwindigkeiten der Luftwiderstand der entscheidende Faktor. Bei etwa 40 km/h und darüber kann er rund 90 Prozent des gesamten Fahrwiderstands ausmachen.

Vereinfacht lässt sich die aerodynamische Widerstandskraft so beschreiben:

F = ½ × ρ × CdA × v²

Dabei steht ρ für die Luftdichte, v für die Geschwindigkeit und CdA für Deine aerodynamische Widerstandsfläche.

CdA kombiniert zwei Dinge: Wie groß Deine Stirnfläche ist und wie aerodynamisch günstig Luft um Deinen Körper und Dein Fahrrad strömt.

Besonders wichtig: Die zur Überwindung des Luftwiderstands notwendige Leistung steigt ungefähr mit der dritten Potenz der Geschwindigkeit.

Deshalb kostet es nicht einfach doppelt so viel aerodynamische Leistung, wenn Du schneller wirst. Und deshalb werden Aero-Gains mit zunehmender Geschwindigkeit in Watt immer größer.

Was bringen 1, 5 oder 10 Watt überhaupt?

Hier begegnen Dir häufig Aussagen wie:

„Dieses Laufrad spart 7 Watt.“

Das klingt zunächst abstrakt. Sind 7 Watt viel? Oder wenig?

Eine allgemeingültige Umrechnung wie „1 Watt entspricht X Sekunden pro Kilometer“ gibt es nicht. Der Zeitgewinn hängt unter anderem von Geschwindigkeit, CdA, Rollwiderstand, Strecke, Wind und Ausgangsleistung ab.

Um ein Gefühl für die Größenordnung zu bekommen, können wir trotzdem ein vereinfachtes Rechenmodell verwenden.

Nehmen wir einen Fahrer mit ungefähr 0,25 m² CdA, 85 kg Systemgewicht, einem Rollwiderstandskoeffizienten von 0,004, flacher Strecke und Windstille. Wir verändern ausschließlich den aerodynamischen Widerstand und lassen die verfügbare Leistung gleich.

Wichtig: Das sind keine Versprechen für Deine nächste Langdistanz, sondern Modellrechnungen zur Einordnung der Größenordnung. Berge, Wind, Kurven, Beschleunigungen und reale Fahrbedingungen verändern das Ergebnis.

Interessant ist aber etwas anderes: Der langsamere Fahrer spart pro Watt zwar weniger aerodynamische Leistung bei gleicher relativer Verbesserung, verbringt aber wesentlich länger auf der Strecke. Aero ist deshalb keineswegs nur für Profis interessant.

Aero-Gain Nr. 1: Du selbst

Bevor wir über Helme, Laufräder und Rahmen sprechen, sollten wir über Deine Position sprechen.

Denn wenn Dein Körper den größten Teil des Luftwiderstands verursacht, steckt hier normalerweise auch das größte Optimierungspotenzial. Die Fahrerposition gehört zu den effektivsten Möglichkeiten, den Gesamtwiderstand zu reduzieren.

Das bedeutet allerdings nicht:

Je tiefer, desto schneller.

Eine aggressive Position kann einen hervorragenden CdA liefern und trotzdem eine schlechte Ironman-Position sein.

Denn entscheidend ist nicht nur der Luftwiderstand. Du musst in dieser Position weiterhin Leistung produzieren können. Du musst sie über viele Stunden halten können. Du musst nach 180 Kilometern noch laufen können. Und Du musst Dein Fahrrad sicher kontrollieren können.

Wenn Du durch eine extreme Position aerodynamisch einige Watt gewinnst, gleichzeitig aber deutlich weniger Leistung produzieren kannst oder nach zwei Stunden ständig aus den Extensions herauskommst, hast Du wenig gewonnen.

Deshalb gehört vor das Aero-Tuning zunächst ein vernünftiges Bike Fitting.

Danach kann daraus ein Aero Fitting werden.

Dabei können unter anderem Extension-Winkel, Pad Width, Armhaltung, Kopfposition, Schulterposition und Oberkörperwinkel verändert und aerodynamisch überprüft werden.

Die schnellste Position ist nicht unbedingt diejenige, die auf Instagram am schnellsten aussieht.

Aerohelm: vergleichsweise wenig Geld für viel Potenzial

Ein Aerohelm gehört zu den interessantesten Aero-Investitionen.

In Windkanaltests wurden zwischen klassischen Straßenhelmen und aerodynamisch optimierten Helmen Unterschiede im Bereich mehrerer Watt gemessen. Einzelne Vergleichstests kamen bei entsprechenden Testgeschwindigkeiten sogar auf Unterschiede in der Größenordnung von knapp 10 Watt.

Aber daraus folgt ausdrücklich nicht:

Kaufe Helm X und spare 9 Watt.

Denn der Helm interagiert mit Deinem Kopf, Deinen Schultern, Deinem Rücken und vor allem Deiner Kopfhaltung.

Ein langer TT-Helm kann bei einem Athleten hervorragend funktionieren. Wenn ein anderer ständig nach unten schaut und dadurch der Helm weit vom Rücken absteht, kann das Ergebnis völlig anders aussehen.

Deshalb gibt es streng genommen nicht den schnellsten Aerohelm.

Es gibt nur einen Helm, der an Dir in Deiner Position besonders gut funktioniert.

Trotzdem ist das Preis-Leistungs-Verhältnis interessant. Ein Aerohelm kostet vielleicht einige Hundert Euro. Ein neuer High-End-Rahmen mehrere Tausend.

Und beide können im individuellen Vergleich durchaus Aero-Gains derselben Größenordnung liefern.

Trisuit: Deine Kleidung gehört zur Aerodynamik

Auch Dein Einteiler ist ein Teil des aerodynamischen Systems.

Das klingt zunächst nach marginal gains. Die Unterschiede können aber größer sein, als viele Athleten erwarten.

Windkanaltests verschiedener Bekleidungskonzepte haben Unterschiede von mehreren Watt bis hin zu zweistelligen Wattwerten gezeigt. Gleichzeitig zeigte sich dabei auch, dass ein als besonders aerodynamisch vermarktetes Kleidungsstück nicht zwangsläufig das schnellste im jeweiligen Test war.

Entscheidend sind unter anderem Passform, Faltenbildung, Material und Oberflächenstruktur.

Besonders interessant sind strukturierte Materialien an Armen und Schultern. Sie sollen die Strömung um den Körper günstig beeinflussen.

Aber auch hier gilt:

Ein schneller Anzug an Athlet A muss nicht der schnellste Anzug an Athlet B sein.

Ein 400-Euro-Trisuit ist nicht automatisch schneller als ein 200-Euro-Modell.

Aero-Sleeves, Socken und Überschuhe: die letzten Watt

Noch weiter ins Detail geht es bei Aero-Sleeves, Socken und Überschuhen.

Auch hier lässt sich der Luftwiderstand beeinflussen. Allerdings bewegen wir uns zunehmend im Bereich der marginal gains.

Aktuelle Windkanalvergleiche zeigen beispielsweise, dass sich die Unterschiede zwischen bereits aerodynamisch optimierten Produkten teilweise nur noch im niedrigen einstelligen Wattbereich bewegen. Preis und aerodynamische Performance müssen dabei keineswegs miteinander korrelieren.

Solche Maßnahmen können für einen ausoptimierten Athleten sinnvoll sein.

Bevor Du aber über Deine Aero-Socken nachdenkst, sollte Deine Position stimmen.

Laufräder: sichtbar, teuer – aber nicht automatisch der größte Hebel

Hohe Carbonfelgen gehören inzwischen fast zum Standard im Triathlon.

Und ja: Aerodynamische Laufräder können gegenüber klassischen flachen Laufrädern Widerstand reduzieren.

Aber auch hier hängt das Ergebnis stark vom Vergleich ab.

Der Sprung von einem klassischen flachen Laufrad zu einem modernen Aero-Laufrad kann relevant sein. Der Unterschied zwischen zwei bereits sehr guten Aero-Laufrädern kann dagegen erheblich kleiner ausfallen.

Hinzu kommt der Yaw-Winkel.

Damit bezeichnet man vereinfacht den Winkel, unter dem die Luft auf Fahrrad und Laufrad trifft.

Im Windkanal kann man ein Laufrad beispielsweise bei unterschiedlichen Anströmwinkeln testen. Und genau dabei zeigt sich: Die aerodynamischen Eigenschaften eines Laufrades verändern sich mit dem Winkel.

Und draußen?

Dort kommt der Wind nicht permanent perfekt von vorne.

Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Deine Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung verändern ständig die effektive Anströmung.

Deshalb kann Laufrad A bei einem bestimmten Winkel schneller sein als Laufrad B – bei einem anderen Winkel aber nicht.

Und was ist mit dem Scheibenrad?

Das Scheibenrad ist aerodynamisch besonders interessant.

Auch hier können Tests Vorteile gegenüber Speichenlaufrädern zeigen. Gleichzeitig verändern Anströmwinkel, Laufradkonstruktion und das restliche System das Ergebnis.

Die entscheidende Frage lautet deshalb wieder:

Womit vergleichst Du?

Gegen ein klassisches flaches Hinterrad kann der Vorteil erheblich sein.

Gegen ein modernes tiefes Aero-Hinterrad wird der zusätzliche Gewinn kleiner.

Damit wird das Scheibenrad zu einem guten Beispiel für das Prinzip des abnehmenden Grenznutzens:

Die ersten Aero-Watt sind häufig relativ günstig. Die letzten werden teuer.

Trinkflaschen können Dein schnelles Fahrrad langsam machen

Einer der praktisch interessantesten Bereiche ist die Verpflegung am Fahrrad.

Du kannst einen aerodynamisch optimierten Rahmen kaufen und anschließend zwei normale Rundflaschen ungünstig im Rahmendreieck montieren.

Dann hast Du einen Teil Deines teuer bezahlten Aero-Vorteils möglicherweise wieder verschenkt.

Bei einem Triathlonrad kommen deshalb mehrere Positionen infrage:

• BTA – Between the Arms: eine Flasche zwischen den Unterarmen.
• BTS – Behind the Saddle: eine oder mehrere Flaschen hinter dem Sattel.
• Rahmenintegrierte Systeme: speziell geformte Trink- oder Storage-Systeme.
• Rahmendreieck: klassische oder aerodynamisch angepasste Flaschen.

Normale Rundflaschen im Rahmendreieck können aerodynamisch ungünstig sein. Das bedeutet allerdings nicht, dass jede Flasche dort grundsätzlich langsam ist.

Ein moderner Triathlonrahmen kann beispielsweise ausdrücklich für ein bestimmtes integriertes Trinksystem entwickelt worden sein.

Wieder geht es also um das Gesamtsystem.

Für den Ironman kommt noch ein zweiter Faktor hinzu: Du musst trinken können.

Ein theoretisch extrem schnelles System ist nutzlos, wenn Du jedes Mal Deine Aero-Position verlassen musst, um an Deine Flasche zu kommen.

Das schnellste Trinksystem ist eines, das wenig Drag erzeugt und das Du benutzen kannst, ohne Deine Aero-Position ständig zu verlassen.

Und jetzt der 8.000-Euro-Rahmen

Damit kommen wir zum Lieblingsthema der Fahrradindustrie.

Praktisch jeder neue High-End-Rahmen ist laut Hersteller schneller als sein Vorgänger.

Das muss nicht einmal falsch sein.

Die entscheidende Frage lautet vielmehr:

Unter welchen Bedingungen?

Windkanaltests benötigen definierte Geschwindigkeiten, Anströmwinkel, Laufräder, Reifen, Flaschen, Cockpits und Testprotokolle. Schon Veränderungen des Testaufbaus können das Ergebnis beeinflussen.

Deshalb ist es schwierig, aus unterschiedlichen Herstellertests eine objektive Weltrangliste der schnellsten Triathlonrahmen zu erstellen.

Rahmen A kann bei einem bestimmten Yaw-Winkel besonders schnell sein, Rahmen B bei einem anderen.

Auf der Straße bekommst Du beides – und sehr viel dazwischen.

Meine Konsequenz daraus wäre deshalb nicht:

Die Aerodynamik des Rahmens ist egal.

Sondern:

Du brauchst nicht zwingend den aerodynamischsten Rahmen im Windkanal. Du brauchst einen aerodynamisch guten Rahmen, auf dem Du Deine individuell schnellste Position einstellen und 180 Kilometer halten kannst.

Vor allem muss der Rahmen ausreichend Einstellmöglichkeiten bieten.

Denn wenn Du auf dem theoretisch schnellsten Rahmen nicht in Deine optimale Position kommst, hast Du wenig gewonnen.

Der entscheidende Unterschied: Watt kaufen oder Watt finden

Jetzt wird es wirtschaftlich interessant.

Angenommen, Du möchtest Dein Ironman-Rad schneller machen.

Du könntest mehrere Tausend Euro für einen neuen Rahmen ausgeben.

Oder Du investierst zunächst in Deine Position.

Danach vielleicht in einen passenden Aerohelm.

Dann in einen gut sitzenden Trisuit.

Dann optimierst Du Flaschen und Storage.

Und erst anschließend beschäftigst Du Dich mit den sehr teuren marginal gains.

Denn ein Helm für wenige Hundert Euro kann in Tests gegenüber einem ungünstigen Straßenhelm einen Unterschied in derselben Größenordnung erreichen, für den Du an anderer Stelle mehrere Tausend Euro ausgeben müsstest.

Das führt zu einer interessanteren Kennzahl als dem reinen Wattgewinn:

Euro pro Watt: Wo lohnt sich Dein Geld?

Eine exakte Tabelle können wir nicht erstellen, weil wir Deine individuellen Aero-Gains nicht kennen. Aber wir können die Maßnahmen sinnvoll priorisieren:

*Der zusätzliche Nutzen hängt besonders stark davon ab, welches Hinterrad Du bereits fährst.

Das ist natürlich keine universelle Rangliste. Wenn Du noch auf einem 20 Jahre alten Rennrad sitzt, sieht die Rechnung anders aus als bei einem aktuellen Triathlonrad mit tiefen Carbonlaufrädern.

Aber das Prinzip bleibt:

Je besser Dein Ausgangsmaterial bereits ist, desto teurer werden die nächsten Watt.

Warum Du Deine Aerodynamik testen solltest

Damit kommen wir zum wichtigsten Punkt des ganzen Beitrags.

Wir können Dir sagen, welche Maßnahmen wahrscheinlich funktionieren.

Wir können Dir zeigen, welche Unterschiede in Windkanaltests gemessen wurden.

Wir können aber nicht wissen, welcher Helm, welcher Anzug oder welche Armposition bei Dir am schnellsten ist.

Dafür musst Du testen.

Die professionelle Variante ist ein Aero-Fitting im Windkanal oder auf einer Radbahn.

Dabei können Positionen und Equipment systematisch gegeneinander getestet werden: Kopf tiefer oder höher, Extensions verändern, Arme enger oder breiter, anderer Helm, anderer Anzug oder eine andere Flaschenposition.

Dabei sollte aber nicht nur der CdA betrachtet werden.

Aerodynamik und Leistungsabgabe gehören zusammen.

Eine Position mit niedrigerem CdA ist nicht automatisch schneller, wenn Du darin deutlich weniger Leistung produzieren kannst.

Und selbst wenn CdA und Leistung stimmen, bleibt die Frage:

Kannst Du diese Position vier, fünf oder sechs Stunden fahren?

Aerodynamik selbst testen mit AeroTune

Wer nicht gleich in den Windkanal möchte, kann inzwischen auch selbst testen.

Eine interessante Möglichkeit dafür ist AeroTune.

Das Prinzip: Mit Leistungsdaten und GPS beziehungsweise Geschwindigkeitsdaten werden Testfahrten ausgewertet und daraus aerodynamische Parameter abgeschätzt.

Damit kannst Du beispielsweise A/B-Tests durchführen:

• Helm A gegen Helm B
• Flasche am Rahmen gegen Flasche hinter dem Sattel
• andere Armposition
• anderer Trisuit
• Kopf höher oder tiefer

Der Vorteil liegt auf der Hand: Du testest auf Deinem Fahrrad in Deiner Position.

Der Nachteil ebenfalls: Draußen sind die Bedingungen weniger kontrollierbar. Wind, Straßenoberfläche, Verkehr, Temperatur, Leistungsmessung und Deine Fähigkeit, exakt dieselbe Position zu halten, beeinflussen die Daten.

Deshalb würde ich mit solchen Tests nicht versuchen herauszufinden, ob eine Variante vielleicht 0,5 Watt schneller ist.

Aber größere Unterschiede lassen sich damit durchaus untersuchen.

Erst die großen Watt. Dann die kleinen.

Wenn Du gerade Deinen ersten Ironman vorbereitest, brauchst Du keinen eigenen Windkanal.

Beginne mit den großen Dingen.

1. Finde eine schnelle Position, die Du 180 Kilometer fahren kannst.
2. Lass Dein Fahrrad vernünftig auf diese Position einstellen.
3. Optimiere Helm und Bekleidung.
4. Überlege, wo Flaschen, Verpflegung und Werkzeug sinnvoll untergebracht werden.
5. Kümmere Dich um Laufräder und gegebenenfalls eine Scheibe.
6. Erst dann würde ich darüber nachdenken, für die letzten Watt einen neuen High-End-Rahmen zu kaufen.

Und wenn Du wirklich ambitioniert bist, hör irgendwann auf zu raten und beginne zu messen.

Denn die entscheidende Frage lautet nicht:

Welcher Helm ist am schnellsten?

Oder:

Welcher Rahmen hat im Windkanal den niedrigsten Widerstand?

Sondern:

Welches Setup macht Dich am schnellsten?

Genau deshalb ist Aerodynamik so spannend.

Speed kannst Du kaufen. Aber die günstigsten Watt findest Du häufig zuerst an Dir selbst.