HollowGram Laufräder D.R.A.F.T. Technology D.R.A.F.T. Technology D.R.A.F.T. Technology
D.R.A.F.T. und HollowGram Laufräder
Die aerodynamische Performance hat beim HollowGram Laufradsortiment absolute Priorität. Angefangen mit dem HollowGram R64 Laufrad, das mit seinem hohen Felgenprofil die Luft regelrecht durchschneidet und Kilometer für Kilometer abspult. Die Modellserie R50 vereint die aerodynamischen Qualitäten des R64 in einem leichteren Paket und glänzt als hervorragende Allrounder-Rennradlaufräder. R45 bietet aerodynamische Expertise zu einem niedrigeren Preis, damit Fahrer schneller als je zuvor auf Speed kommen.
Die Aerodynamik von Rennradlaufrädern ist komplex und erfordert ein differenziertes Verständnis der verschiedenen strömungsmechanischen Grundsätze. Daher setzen wir bei allen HollowGram Rennradlaufrädern auf D.R.A.F.T. (Drag Reducing Aerodynamic Flow Technology). D.R.A.F.T. steht für unseren Ansatz beim aerodynamischen HollowGram-Design und liefert optimale Aero-Performance über die gesamte Bandbreite der Straßenbedingungen, die Fahrer unterwegs erleben. Durch die Analyse der Veränderungen im Luftwiderstand als Folge von Gierwinkel und Umgebungswinddaten stellen wir sicher, dass jedes Laufrad der HollowGram Rennradserie bei jeder Ausfahrt maximale Leistung erbringt.
Felgen und Reifen
Die Laufradmodelle HollowGram R64, 50 und 45 verfügen über eine Innenweite von 21 mm und eine Außenweite von 32 mm, um in Verbindung mit den geläufigsten Reifengrößen eine bestmögliche Leistung zu erzielen. Dies ist entscheidend, da der Reifen ein Schlüsselelement für die Aerodynamik des Laufrads darstellt. Insbesondere beim Vorderrad ist der Reifen der erste Teil des Fahrrads, der mit der Luft in Kontakt kommt. Die Schnittstelle zwischen Reifen und Felge bestimmt die Bewegung der Luft über die Felge, was sich wiederum auf den Luftwiderstand des Laufrads auswirkt. Aus aerodynamischer Sicht hat ein Fahrradreifen in der Regel keine effiziente Form, weshalb die Felge mit dem Reifen harmonieren muss, um Verwirbelungen zu minimieren und die Strömungsanbindung zu erhalten. Damit eine Felge den Luftwiderstand verringert, muss sie die Luft dazu anregen, sich nach der Trennung vom Reifen wieder an der Felge anzulegen und dann ihre Bewegung über die Oberfläche zu lenken. Die Kombination aus Breite und Form macht die HollowGram Felgen weniger empfindlich gegenüber Konstruktion und Größe der Reifen; wobei die aerodynamischen Nachteile bei der Verwendung breiterer Rennradreifen minimal sind.
Was ist D.R.A.F.T.?
D.R.A.F.T. ist die Bezeichnung für die umfassende aerodynamische Entwicklungsphilosophie bei HollowGram Laufrädern. Grundlage der Arbeit ist ein intern entwickeltes und von Fachleuten geprüftes Verfahren zur Bewertung der aerodynamischen Performance unter straßentypischen Windbedingungen, der so genannte giergewichtete Luftwiderstand. So wird gewährleistet, dass die Konstruktionen entsprechend optimiert sind, um die Geschwindigkeit des Fahrers unter realen Windbedingungen zu maximieren.
Was ist der giergewichtete Luftwiderstand und warum ist dieser entscheidend?
Bei der Entwicklung und Erprobung von Produkten bewerten wir den Luftwiderstand bei bestimmten Gierwinkeln (dem Winkel zwischen der Fahrtrichtung und dem effektiven Windvektor). Abb. 1 (unten) zeigt eine Darstellung des Luftwiderstands in Abhängigkeit vom Gierwinkel. Dies ist ein typisches Ergebnis von Tests im Windkanal. . Man beachte die erhebliche Veränderung des Luftwiderstands in Abhängigkeit vom Gierwinkel. In diesem Diagramm nimmt der Luftwiderstand des Laufrads mit zunehmendem Gierwinkel ab, bis er bei einem bestimmten Punkt plötzlich stark ansteigt. Dieses Verhalten ist typisch für ein High-Performance-Laufrad.
Die Veränderung des Luftwiderstands in Abhängigkeit zum Gierwinkel wirft die Frage auf: Welche(r) Gierwinkel sollte(n) zur Bewertung der Performance auf der Straße verwendet werden? Dies ist besonders wichtig, wenn zwei Konfigurationen mit sich überschneidenden Kurven verglichen werden. (z. B. Abb. 2 unten)
Nehmen wir als Beispiel das HollowGram R50 im Vergleich mit dem Roval Rapide CLX, getestet mit den gleichen Reifen. In diesem Fall weisen beide Laufräder den geringsten Luftwiderstand an verschiedenen Punkten des Gierbereichs auf.
Welche Gierwinkel sind besonders wichtig?
Wären die auftretenden Gierwinkel gleichmäßig verteilt, würde ein einfacher numerischer Durchschnitt dieser Ergebnisse einen angemessenen durchschnittlichen Luftwiderstandswert ergeben. In der Praxis sind die Gierwinkel jedoch nicht gleichmäßig verteilt, weshalb wir diesen Effekt berücksichtigen müssen.
Dabei ist zu beachten, dass Gierwinkel und Windwinkel nicht dasselbe sind. In der Bewegung hat der Fahrer eine nach vorne gerichtete Geschwindigkeitskomponente, die in Verbindung mit dem atmosphärischen Wind den resultierenden Gierwinkel erzeugt. Der Gierwinkel ist also eine Kombination aus Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Fahrgeschwindigkeit. Wir verwendeten statistische Faktoren für Windgeschwindigkeit und -richtung in Verbindung mit dem geometrischen Effekt der Vorwärtsbewegung, um ein Analysemodell für die Gierwinkelverteilung zu erstellen. Das Ergebnis ist eine glockenförmige Kurve, die auf einem Gierwinkel von 0 Grad zentriert ist (siehe Abb. 3 unten).
Mithilfe dieser Gewichtungsmethode übertragen wir die Ergebnisse aus dem Windkanal in ein Diagramm, bei dem die Größe des Luftwiderstands proportional zur Wahrscheinlichkeit skaliert wird, dass ein Fahrer diesen Gierwinkel auf der Straße erlebt. Der giergewichtete Luftwiderstand wird dann durch Bildung eines gewichteten Durchschnitts der gewichteten Luftwiderstandskurve berechnet.
Bei Betrachtung des giergewichteten Luftwiderstands zeigt sich, dass die aerodynamische Performance dieser beiden Laufräder kaum voneinander zu unterscheiden ist. Dieses Verfahren bietet zwei klare Vorteile für die Analyse. Erstens wird der Analyseprozess vereinfacht, indem für jede Konfiguration große Teilmengen von Daten zu einem einzigen Wert zusammengefasst werden, der sowohl den Luftwiderstand als Funktion des Gierwinkels als auch die Wahrscheinlichkeit dieser Gierwinkel auf der Straße umfasst. Zweitens erleichtert es den objektiven Vergleich der Leistung auf der Straße, ohne Daten aus Windkanalergebnissen herauszusuchen.
Wir entwickeln alle unsere Performance-Produkte auf Basis des giergewichteten Luftwiderstands. Denn so wird sichergestellt, dass sie für alle Fahrbedingungen optimiert sind, denen unsere Fahrer ausgesetzt sind.
Ausführliche Informationen zur Bestimmung des giergewichteten Luftwiderstands findest du in diesem Dokument:
doi:10.3390/proceedings2060211
Wie wirken sich Fahrgeschwindigkeit und Windgeschwindigkeit auf diesen Ansatz aus?
Für diese Fallstudie wurden 40 km/h für die Fahrgeschwindigkeit und 11 km/h für die Windgeschwindigkeit zugrunde gelegt. Allerdings ist das Modell relativ flexibel und kann auf verschiedene Fahr- und Windgeschwindigkeiten angewandt werden. Eine Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit oder Verringerung der Windgeschwindigkeit führt zu einer engeren Gierverteilung, wodurch die kleinen Gierwinkel stärker betont werden. Eine Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit oder Erhöhung der Windgeschwindigkeit führt zu einer flachen Gierverteilung und damit zu einer geringeren Gewichtung der kleinen Gierwinkel. Wir nehmen eine Fahrgeschwindigkeit von 40 km/h an, da diese eine repräsentative durchschnittliche Renngeschwindigkeit ist und auch von Amateuren in kürzeren Intervallen erreicht werden kann. Daher ist es eine großartige Abbildung für schnelles Fahren auf der Straße. Der Wert von 11 km/h für die durchschnittliche Windgeschwindigkeit wurde aus experimentellen Daten abgeleitet und entspricht einem ähnlichen Ansatz der SAE für die Messung von Straßenfahrzeugen.