Deelnemers aan Para-cycling races – fietsen met een beperking – doen er goed aan om Paul Mannion's Ph.D. Onderzoek. Aan de Technische Universiteit Eindhoven en de National University of Ireland Galway deed hij onderzoek naar de aerodynamische weerstand van tandem- en handwielrenners. De optimale houding blijkt tandemfietsers een voordeel van 8,1 seconden per 10 kilometer te geven, terwijl de juiste wielkeuze handfietsers een winst van 1,6 seconden per kilometer kan opleveren. Dit kan het verschil maken tussen winnen of verliezen.

Het onderzoeksproject werd geleid door de National University of Ireland Galway en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) in samenwerking met de KU Leuven in België en softwarebedrijf ANSYS. Het experimentele werk werd uitgevoerd in de windtunnels van de TU/e ​​en de Universiteit van Luik en werd geleid door professor burgerlijk ingenieurs Bert Blocken van de TU/e ​​en KU Leuven en dr. Eoghan Clifford van NUI Galway. Clifford is viervoudig wereldkampioen en huidig ​​kampioen paracycling en startte het onderzoek samen met Blocken. Blocken:“De aerodynamica van para-fietsen is nooit eerder uitgebreid en wetenschappelijk onderzocht met windtunneltesten en computersimulaties. Omdat de renners snelheden kunnen halen tot 54 kilometer per uur en meer, luchtweerstand is een belangrijke prestatiefactor. Er is dus veel te winnen bij aerodynamisch onderzoek."

Tot 8,1 seconden voordeel voor tandemfietsers

Sommige resultaten waren onverwacht, vooral die voor tandem fietsen. Hier, een ziende rijder – de piloot – zit vooraan, terwijl de achterrijder - de stoker - een visuele beperking heeft. "Je zou verwachten dat atleten in een race de minste weerstand ervaren als ze zoveel mogelijk over de fiets buigen. Maar uit ons onderzoek blijkt dat de aerodynamica beter is als de piloot meer rechtop gaat zitten. Dit helpt de stoker af te schermen van de wind , het verminderen van de totale weerstand van de twee renners, ", legt Paul Mannion uit.

Van de 23 combinaties van racehoudingen die zijn onderzocht, de optimale romphoek – de hoek tussen de horizontale stang en de romp van stuitje tot hoofd – bleek 25 graden te zijn voor de piloot en 20 graden voor de stoker. Blocken:"Dit resulteert in een 6,5 seconden snellere tijd over een afstand van 10 kilometer, vergeleken met de houding waarbij beide atleten zo laag mogelijk over het stuur buigen."

Er valt nog meer te winnen in tijdritten. De meeste tandemfietsers nemen de zogenaamde tijdritpositie in, terwijl de onderzoekers aantonen dat de frame-balde houding, waarbij de stoker de zadelpen van de piloot vastpakt, is sneller. "Vergeleken met deze standaardpositie, er is een tijdwinst van maar liefst 8,1 seconden over een afstand van tien kilometer, ’, legt Blokken uit.

Een winst van 1,6 seconden per kilometer voor handfietsers

De onderzoekers testten ook handwielrenners, met behulp van zowel windtunnels als computersimulaties. Hier, het wieltype had een zeer grote invloed op de aerodynamische weerstand, vooral bij zijwind. Para-handbikes hebben drie wielen; één aan de voorkant en twee aan de achterkant van de fiets. Mannion:"Fietsers hebben de neiging om drie schijfwielen te kiezen, maar we hebben aangetoond dat dit de algehele weerstand verhoogt. Een schijfwiel vooraan en twee spaakwielen achteraan de fiets zorgen voor een veel lagere weerstand. Dit effect is het duidelijkst bij zijwind, maar geldt ook voor winden uit andere hoeken. Blocken:"Met 10 graden zijwind, een voordeel van maximaal 1,6 seconden kan worden bereikt over 1000 meter."

Nog grotere aerodynamische voordelen zijn mogelijk tijdens heuvelafdalingen, wanneer handfietsers niet trappen en snelheden halen tot 60 kilometer per uur. Hier, de positie van de armen bleek de beslissende factor te zijn. Mannion zag dat de meeste renners tijdens de afdaling hun armen tegen hun lichaam drukten – de zogenaamde 6 uur-positie – in de veronderstelling dat dit de aerodynamische weerstand het meest zou verminderen. Maar de windtunnel en computersimulaties lieten anders zien:een houding met gestrekte armen – de 9 uur positie – bleek veel effectiever. Mannion:"Deze optimale houding leidt tot 4,3 procent minder weerstand in vergelijking met de 6-uur-positie."