Die Wissenschaft hinter dem aerodynamischen Felgendesign enthüllen: Ein tiefer Einblick in Felgenformen und Technologien

Die Wissenschaft hinter dem aerodynamischen Felgendesign enthüllen: Ein tiefer Einblick in Felgenformen und Technologien

Die Aerodynamik war in den letzten Jahren die wichtigste Innovation bei Rennrädern, vom Rahmen bis zum Laufradsatz. Wir sind mit der Pneumatik des Rahmens vertraut, aber wir verwenden immer noch die Rahmenhöhe, um die Pneumatik des Laufradsatzes zu beurteilen, was in Wirklichkeit nicht der Fall ist. Aerodynamische Laufräder haben sich über drei Generationen entwickelt, von der ursprünglichen V-Form über die U-Form bis hin zur UV-Form; die V-Form wurde wegen ihres geringeren Widerstands gegen Frontalwinde abgeschafft, und die U-Form ist die so genannte "fette Felge", die im Vergleich zur V-Form stabiler in Bezug auf Segeleffekt und Seitenwindstabilität ist. Im Vergleich zum V-förmigen Rad ist das U-förmige Rad ein Fortschritt in Bezug auf den "Segeleffekt" und die Seitenwindstabilität. Das Streben nach Aerodynamik ist jedoch endlos, die Radform hat sich zur UV-Form entwickelt, wobei die UV-Form natürlich nur eine Metapher ist, die Querschnittsform der Räder der einzelnen großen Marken ist nicht ganz gleich und steht für unterschiedliche Designkonzepte. Alle Konzepte basieren jedoch auf umfangreichen CFD-Berechnungen und werden in Windkanaltests überprüft. Die aerodynamische Leistung der neuen UV-förmigen Räder kann sogar die der U-förmigen Räder mit größerer Rahmenhöhe übertreffen, so dass es nicht mehr richtig ist, die Aerodynamik anhand der Rahmenhöhe zu beurteilen.

ICAN AERO 52 WD Scheibe

 

AERO 52 WD Scheibe

Die ICAN Aero Disc Serie ist die kostengünstigste und leistungsfähigste Laufradserie von ICAN. Die Aero-Laufräder bauen auf dem Erfolg der früheren Fast- und Light-Serien auf und nutzen ein fortschrittliches Carbonfaser-Layup und aerodynamisches Design, um eine unübertroffene Leistung zu liefern. Mit einer Außenbreite von 30 mm und einer Innenbreite von 21 mm sind die Felgen auf minimalen Luftwiderstand ausgelegt. Ihre Tubeless-Kompatibilität von 25-40 mm unterstützt auch die schnellsten Reifen.

 

Shimano Dura-Ace Laufradsatz

Die neueste Generation von Shimano-Laufradsätzen ist kein kleiner Schritt nach vorn. Um für jedes Modell die Felgenform zu finden, die den Luftwiderstand minimiert und weniger anfällig für Seitenwind ist, nutzt Shimano CFD für die Analyse und KI für das Felgendesign. Die KI sucht nach Radformen, um sie in großem Maßstab zu analysieren, einschließlich Formen, auf die ein menschlicher Designer nie kommen würde. Das erinnert uns an das kürzlich populäre ChatGPT: Wäre es nicht möglich, mit Deep Learning und Training einen super aerodynamischen Laufradsatz zu entwerfen?

Das C36, das C50 und das C60 haben alle die gleiche innere (21 mm) und äußere (28 mm) Felgenbreite, so dass die gleichen Reifen auf die gleiche Weise passen. Der Querschnitt der Felgen sieht aus wie eine normale "UV"-Form, aber dies wurde durch KI-gestütztes Design erreicht, das sowohl die Aerodynamik als auch die Stabilität berücksichtigt.

Bontrager Aeolus RSL-Laufradsatz

 

Die neue Generation der Bontrager Aeolus RSL-Laufradsätze ist auf einem sehr hohen Niveau entwickelt worden. Bisher wurde der Optimierungsprozess bei Bontrager im 2D-Modus durchgeführt. Die 3D-CFD-Methode, die bei der Entwicklung des Aeolus RSL zum Einsatz kam, ermöglicht die präzise Berechnung der subtilen Zugkräfte, die der Laufradsatz in verschiedenen Richtungen, auf verschiedenen Ebenen und in verschiedenen Teilen des Laufradsatzes erzeugt. Mit diesem neuen Ansatz war Bontrager in der Lage, die realen Bedingungen besser nachzubilden, das Design entsprechend anzupassen und Aerodynamik und Rollwiderstand zu optimieren. Das Ergebnis ist der Aeolus RSL, der schnellste Laufradsatz, den Bontrager je gebaut hat.

Die Aeolus RSL 51, 62 und 75 haben dieselbe innere (23 mm) und äußere (31 mm) Felgenbreite, wobei die größere innere Breite eine rundere Ausdehnung des Reifens ermöglicht, was eine bessere aerodynamische Verbindung zum Reifen und einen höheren Komfort bietet.Das Aeolus RSL 37 hat eine andere innere (21 mm) und äußere (28 mm) Felgenbreite, die für eine niedrigere Rahmenhöhe optimiert ist. Die Aeolus RSL-Laufräder haben einen "spitzer" aussehenden Querschnitt, was mit der größeren Außenbreite zusammenhängt.

Zipp Hookless Tubeless-Reifen Laufradsatz

 

Anders als andere Marken setzt Zipp auf TSE (Total System Efficiency), bei dem nicht nur der Windwiderstand, sondern auch die Schwerkraft, der Rollwiderstand und die Vibrationsverluste berücksichtigt werden. Deshalb setzt Zipp auf Niederdruckreifen, hakenlose Tubeless-Reifen und eine breitere innere Felgenbreite. Außerdem verfügt Zipp über eine "einzigartige" Technologie, die Bionic Wave-Felge, die die Aerodynamik eines Laufradsatzes mit hohem Rahmen mit der Stabilität eines Laufradsatzes mit niedrigem Rahmen kombiniert (das 454 NSW mit der Wave-Felge spart im Vergleich zum 404 Firecrest etwa 6 Watt Leistung). Die Schlaglöcher des Golfballs sorgen für einen aerodynamischen Randeffekt, indem sie die Wirbelablösung von der Felgenoberfläche verzögern.

Die 454 NSW- und 404 Firecrest-Felgen sind innen 23 mm und außen 28 mm breit (ohne Lippenhaken), also deutlich schmaler als die Bontrager Aeolus RSL-Felgen mit derselben Innenbreite, so dass die 454 NSW- und 404 Firecrest-Felgen im Querschnitt nicht ganz so spitz" aussehen. Der Querschnitt der 454 NSW- und 404 Firecrest-Laufräder sieht weniger "spitz" aus.

ENVE 4. Generation SES-Laufradsatz

ENVE setzt auch auf hakenlose Tubeless-Reifen. Das Markenzeichen von ENVE ist die Smart ENVE System (SES)-Serie, die auf der ENVE-Philosophie eines praxisnahen, schnellen Designs basiert. Die Luftströmung an der Vorderseite des Fahrrads unterscheidet sich von der Luftströmung an der Rückseite des Fahrrads, und alle Laufradsätze der SES-Serie haben Rahmenhöhen und -formen, die speziell für das Strömungsfeld ausgelegt sind, in dem sie fahren. Die vordere Rahmenhöhe ist kleiner als die hintere und hat ein abgerundetes Profil, um die Seitenwindstabilität und -kontrolle zu maximieren, während die hintere Rahmenhöhe höher und stromlinienförmiger ist, um die Kraftübertragung zu maximieren und den Luftwiderstand zu minimieren. Die SES-Laufradsätze wurden für Geschwindigkeiten von 48km/h bzw. 32km/h entwickelt und getestet, was zu Felgenformen führte, die bei beiden realen Geschwindigkeiten die beste Leistung ihrer Klasse bieten.

Am Beispiel der SES 4.5: Obwohl die Rahmenhöhen von Vorder- und Hinterrad unterschiedlich sind, haben sie die gleiche innere Breite (25 mm) und äußere Breite (32 mm), so dass man sagen kann, dass die innere Breite sehr aggressiv ist und nur mit Reifen über 28c verwendet werden kann, die natürlich leicht den maximalen Reifendruck von 73 psi für hakenlose Tubeless-Reifen erreichen können.Die Felgen von ENVE haben dickere Seitenwände, die stabiler und widerstandsfähiger gegen Schlangenbisse sind, so dass die äußere Breite 32 mm erreichen kann, ohne dass die Reifenlippe hakt. Die ENVE-Felgen sind an den Seitenwänden dicker, stabiler und widerstandsfähiger gegen Schlangenbisse, so dass die Außenbreite ohne die Reifenlippenhaken immer noch 32 mm erreichen kann, wodurch die Vorderräder dicker und die Hinterräder dünner aussehen.

DT Swiss ARC 1100 DICUT Laufradsatz

Der ARC 1100 DICUT ist der aerodynamische Top-Laufradsatz von DT Swiss auf höchstem technologischem Niveau. ARC steht für Aerodynamic, Race, Carbon und 1100 für die Verwendung von 180 DICUT Naben, SINC Keramiklagern und dem Ratchet EXP Ratschensystem. Das DICUT ist das leichteste, steifste und aerodynamischste Naben- und Speichensystem von DT Swiss und richtet sich an Straßen- und Bahnfahrer. Straßen- und Bahnrennen, bei denen es in erster Linie auf Geschwindigkeit ankommt und sehr hohe Spannungen mit speziellen Speichenköpfen aufrechterhalten werden können.

Seit 2016 entwickelt DT gemeinsam mit dem Aerodynamik-Spezialisten Swiss Side Laufradsätze, die sich sowohl durch ihre Aerodynamik als auch durch ihre Stabilität auszeichnen.Die Felgen der ARC 1100 DICUT DB 80, 62 und 50 sind sehr unterschiedlich gestaltet, mit einer Innenbreite von 20mm, aber Außenbreiten von 32mm, 27mm und 26. Die Felgen der ARC 1100 DICUT DB 80, 62 und 50 sind sehr unterschiedlich gestaltet, mit einer Innenbreite von 20 mm, aber einer Außenbreite von 32 mm, 27 mm und 26,5 mm.

Roval Rapide CLX Laufradsatz 

Der Roval Rapide CLX ist ein Laufradsatz der etwas anderen Art. Die Blitzingenieure haben ein Out-of-the-Box-Design verwendet, mit dem Ziel, Stabilität und Geschwindigkeit in einem aerodynamischen Laufradsatz mit hohem Rahmen zu gewährleisten. Der Rapide CLX hat eine "erstaunliche" Vorderrad-Außenbreite von 35 mm und eine Rahmenhöhe von 51 mm, mit einem deutlich verkürzten (und abgestumpften) Profil und 25% mehr Stabilität bei Seitenwind als der CLX50, der stabilste Laufradsatz auf dem Markt über 50 mm Rahmenhöhe. Das Rapide CLX-Vorderrad ist erstaunliche" 35 mm breit und 51 mm hoch, mit einem deutlich kürzeren (und stumpferen) Profil, das bei Seitenwind 25 % stabiler ist als das CLX50, und ist der stabilste Laufradsatz auf dem Markt mit einer Rahmenhöhe von über 50 mm. Das Hinterrad ist 60 mm höher und hat ein "spitzeres" Profil, das für den Windwiderstand optimiert ist. Das Rapide CLX ist die beste Interpretation des aerodynamischen Konzepts und tut alles, um das Design zu optimieren. Das Vorderrad ist 35 mm breit, die Seitenwände der Felge sind dicker, und sie ist ausgehöhlt, um leichter zu sein. Bei der ersten Generation des Rapide CLX wurde die Verwendung von Tubeless-Reifen nicht empfohlen, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die Rapide CLX II wurde mit einem Carbonfaser-Stack-Design überarbeitet, das die Teststandards drastisch verbessert, und obwohl das Gewicht etwas gestiegen ist, ist sie mit 1500 Gramm immer noch sehr leicht.

Trotz der großen Außenbreite sind die Roval Rapide CLX-Laufräder innen nur 21 mm breit, so dass 25- oder 26-mm-Reifen passen. Das Vorderrad ist offensichtlich dicker, aber wenn man es verkleinert, beträgt die Rahmenhöhe etwa 37,5 mm, wenn die Außenbreite 28 mm beträgt, denken Sie an das Bontrager Aeolus RSL 37, vielleicht ist dessen Seitenwindstabilität ähnlich.BX Jun hat das Roval Rapide CLX lange Zeit benutzt, und es wird auch an einem böigen Tag gefahren, und die Stabilität ist wirklich beeindruckend.

Heute wissen wir alle besser, dass der technischste Teil eines Laufradsatzes die Felge ist, und die großen Marken investieren eine Menge Ressourcen und Zeit in Forschung und Entwicklung, und jede hat ihren eigenen Fokus. Es ist an der Zeit, den Schwerpunkt des Laufradsatzes vom Gewicht auf die Aerodynamik zu verlagern, denn hundert Gramm weniger sind bei weitem nicht so gut wie ein aerodynamischeres und stabileres Erlebnis.

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