HollowGram Wielen D.R.A.F.T Technologie D.R.A.F.T Technologie D.R.A.F.T Technologie
D.R.A.F.T. en HollowGram
Bij alle wielen uit de HollowGram racefiets-lijn staat aerodynamica centraal. De HollowGram R64-wielen om te beginnen zijn hoog, snel en doen niets liever dan met de wind spelen – in jouw voordeel uiteraard. De R50-serie combineert de aerodynamische topvorm van de R64 met een lager gewicht, wat een ultra-allround racewiel oplevert. De R45 biedt aerodynamische expertise voor een lagere prijs, waardoor meer wielrenners topsnelheid kunnen bereiken.
De aerodynamica van racefietswielen is complex en vereist een gedegen begrip van de beginselen van de stromingsleer. Om deze kennis in de praktijk te brengen hebben we ons D.R.A.F.T. (Drag Reducing Aerodynamic Flow Technology) ontwikkeld. D.R.A.F.T. vormt de basis van het aero-ontwerp van alle HollowGram-racefietswielen en leidt tot optimale aerodynamische prestaties in alle omstandigheden waar fietsers onderweg mee te maken krijgen. Door verschillen in luchtweerstand bij verschillende yaw-hoeken te combineren met winddata, zorgen we ervoor dat elk wiel uit de Hollowgram-racefietslijn maximaal presteert tijdens elke rit.
Velgen en banden
De HollowGram R64, 50 en 45 racewielen hebben een binnenbreedte van 21mm en buitenbreedte van 32mm, zodat ze optimaal presteren met de meest gangbare bandenmaten voor de racefiets. Dit is cruciaal omdat de band een sleutelrol speelt wat betreft de luchtweerstand van een wiel, zeker bij het voorwiel. De band is het eerste onderdeel van de fiets dat contact maakt met de lucht, dus de interactie tussen band en velg heeft grote invloed op de luchtstroom over de velg, wat weer invloed heeft op de hoeveelheid weerstand die het wiel creëert. Aerodynamisch gezien heeft een fietsband bepaald geen efficiënte vorm, dus de velg moet zo goed mogelijk aansluiten op de band om de ruimte tussen velg en band te minimaliseren en de lucht zoveel mogelijk aan de velg te laten hechten. Voor een minimale luchtweerstand moet de velg de lucht stimuleren om na het verlaten van de band aan de velg te hechten, en vervolgens de lucht over het velgoppervlak geleiden. Door hun breedte en vorm zijn HollowGram-velgen minder gevoelig voor zowel de bandenconstructie als -maat, waardoor het aerodynamische nadeel bij het gebruik van bredere banden minimaal is.
Wat is D.R.A.F.T?
D.R.A.F.T is de naam van het aerodynamica-model dat aan de basis staat van onze HollowGram-wielen. Kort gezegd is dit een intern ontwikkelde, peer-reviewed methode voor het evalueren van aerodynamische prestaties in reële rij- en windomstandigheden, 'yaw-gewogen weerstand' geheten. Met dit model kunnen we onze wieldesigns optimaal vormgeven voor maximale snelheid in reële rij- en windomstandigheden.
Wat is yaw-gewogen weerstand en waarom is dat belangrijk?
Bij het ontwikkelen en testen van producten analyseren we de weerstand bij verschillende yaw-hoeken (de hoek tussen de beweegrichting en de effectieve windvector). Op figuur 1 (onder) zie je de luchtweerstand bij een bepaalde yaw-hoek. Dit is een typisch resultaat uit een windtunneltest. Let op het aanzienlijke weerstandsverschil bij de verschillende yaw-hoeken. De weerstand van het wiel wordt kleiner naarmate de yaw-hoek groter wordt, tot het kantelpunt waar de weerstand groter wordt. Dit verloop is typisch voor een high-performance wiel.
Het verschil in weerstand per yaw-hoek werpt de vraag op: naar welke yaw-hoek(en) moet je (vooral) kijken om de prestaties van een wiel te beoordelen? Dit is vooral belangrijk wanneer je twee settings met kruisende curves vergelijkt (zoals bij Figuur 2 hieronder).
Neem bijvoorbeeld de HollowGram R50 en Roval Rapide CLX, getest met dezelfde banden. In dit geval kunnen beide wielen claimen dat ze de laagste weerstand hebben op verschillende punten in het yaw-spectrum.
Welke yaw-hoeken zijn het belangrijkst?
Als de yaw-hoeken waar een fietser mee te maken krijgt gelijk verdeeld zouden zijn, dan zou een simpel numeriek gemiddelde van de weerstand bij die hoeken een goed gemiddeld weerstandscijfer geven. In realiteit zijn de yaw-hoeken echter niet gelijk verdeeld en dus moeten we daar rekening mee houden.
Onthoud dat de yaw-hoek niet hetzelfde is als de windhoek. Een bewegende fietser heeft voorwaartse snelheid, die in combinatie met de atmosferische wind leidt tot een bepaalde yaw-hoek. De yaw-hoek hangt dus af van de windsnelheid, windrichting en snelheid van de fietser. Zodoende gebruikten we statistische functies van windsnelheid en -richting plus het geometrische effect van voorwaartse beweging om een analytisch model voor de yaw-hoekverdeling te ontwikkelen. Het resultaat is een klokcurve die gecentreerd is rond een yaw-hoek van 0 graden (zie figuur 3 hieronder).
Met deze weegfunctie kunnen we windtunnelresultaten bijstellen zodat we een grafiek krijgen waarin de hoeveel weerstand proportioneel geschaald is naar de kans dat een fietser in realiteit te maken krijgt met die yaw-hoek. Vervolgens wordt de yaw-gewogen weerstand berekend door een gewogen gemiddelde te nemen van de gewogen weerstand-grafiek.
Als we vanuit dit (yaw-gewogen weerstand) perspectief naar de twee wielen kijken, zien we dat de aerodynamische prestaties dicht bij elkaar liggen. Deze methode biedt twee grote voordelen voor analyse. Ten eerste versimpelt hij het analyseproces door grote data-subsets samen te voegen tot één waarde voor elke setting die zowel de weerstand bij een bepaalde yaw-hoek omvat als de kans dat deze yaw-hoek zich in realiteit voordoet. Ten tweede maakt hij het mogelijk om 'on road' prestaties objectief te vergelijken, zonder dat er sprake is van 'cherry-picking’ uit de resultaten van windtunneltests.
Zo gebruiken we yaw-gewogen weerstand bij de ontwikkeling van al onze performance-producten om ervoor te zorgen dat ze optimaal presteren in alle omstandigheden die onze renners onderweg tegenkomen.
Meer weten over de theorie achter yaw-gewogen weerstand? Lees dan dit paper:
doi:10.3390/proceedings2060211
Wat is de invloed van de fiets- en windsnelheid op dit model?
Deze casestudy is uitgevoerd met een fietssnelheid van 40 km/u en een windsnelheid van 11 km/u. Het model is echter flexibel en kan worden toegepast op verschillende fiets- en windsnelheden. Een hogere fietssnelheid of lagere windsnelheid zal de yaw-verdeling versterken, waardoor de nadruk op de lage yaw-hoeken toeneemt. Een lagere fietssnelheid of hogere windsnelheid zal de yaw-verdeling afvlakken, waardoor de nadruk op de lage yaw-hoeken afneemt. We hanteren een fietssnelheid van 40 km/u omdat dit een representatieve gemiddelde koerssnelheid is die ook (kortere tijd) haalbaar is voor amateurfietsers. Als zodanig is dit een goede afspiegeling van competitief wielrennen. De gemiddelde windsnelheid van 11 km/u is afgeleid van experimentele data en volgt de insteek van de SAE (Society of Automotive Engineers) voor het evalueren van wegvoertuigen.
