Terug naar bike

'Ook op de baan is aerodynamica pure winst'

gepubliceerd op 17 december 2017

Twee tiende winst op één rondje, belooft de ontwerper van de nieuwe baanfiets voor Tokyo. ‘Dat kan precies het verschil zijn tussen brons en goud.

Of de nieuwe baanfiets van de Nederlandse sprintploeg al een naam heeft? De stilte die Oskar van Dijk laat vallen is veelbetekenend. “Ik heb er nog niets over gehoord”, zegt de ontwerper. “Maar bij mij heet-ie Concept 3.5. En elke week komt daar een nummertje bij.” Oskar is als design engineer bij Actiflow verantwoordelijk voor het aerodynamische ontwerp van de nieuw te bouwen fiets. De vormen die Oskar nu aanbrengt in frame, zadelpen en stuurcombinatie, kunnen straks tijdens de Olympische Spelen van Tokyo zomaar de kleur van de medaille bepalen. Want: “Aerodynamica bij een baanfiets is belangrijker dan tot nu toe is aangenomen.” Om duidelijk te krijgen wat de rol is van aerodynamica, leggen we Oskar een aantal stellingen voor. Aan hem de taak deze te bevestigen of te ontkrachten.

Stelling 1: een fiets ontwerpen is moeilijk dan een auto.

“Wat wij bij Actiflow doen is het verlagen van de weerstand. Of je nu een auto, een fiets of een driewieler ontwerpt, dat trucje is altijd hetzelfde. Het verschil zit ’m in de vorm. Een auto is coconachtig, aan een fiets zitten buizen, een stuur, trappers. Dat is inderdaad moeilijker vormgeven dan een auto. En dan maken wij ook nog een fiets voor sprinters: mensen van 90 kilo die proberen dat ding in tweeën te breken. Dat betekent dikke, lompe buizen. De truc is om die stapsgewijs zo te vervormen dat de weerstand telkens minder wordt.”

“Wat ik nu probeer, is alles wat een cirkelvorm heeft, omkneden naar een vleugelvorm. Als je dat doet, zie je de weerstand heel hard naar beneden gaan”

Oskar van Dijk, design engineer

Stelling 2: hoe platter, hoe beter

“Voorwerpen die met zo weinig mogelijk weerstand door de lucht moeten bewegen, krijgen een druppelvorm. Die kom je overal tegen: bij vliegtuigvleugels, de rotors van windturbines... Een fiets bestaat grotendeels uit ronde buizen en aerodynamisch gezien is er weinig slechter. Wat ik nu probeer, is alles wat een cirkelvorm heeft omkneden naar een vleugelvorm. Als je dat doet, zie je de weerstand heel hard naar beneden gaan.”

Stelling 3: aerodynamica is belangrijker dan stijfheid of gewicht.

“Als uitgangspunt gebruiken we de huidige baanfiets: de Koga Kimera. Die is nu tien jaar oud. De opdracht voor de ontwerpers was destijds: maak de stijfste fiets met het laagst mogelijke gewicht. Het is nog altijd een van de stijfste fietsen op de baan, dus in die zin is de missie geslaagd. Met luchtweerstand is alleen nooit rekening gehouden. De gedachte was: je fietst maar één rondje, wat maakt aerodynamica uit? Dankzij computersimulaties weten we nu dat het de moeite waard is om een fiets iets zwaarder te maken om zo de weerstand te kunnen verlagen. Volgens onze berekeningen is de nieuwe fiets twee tiende seconde op een rondje sneller dan de Kimera. In Tokyo kan dat precies het verschil zijn tussen brons en goud.”

Stelling 4: een ontwerp is nooit af.

“Het eerste frame tekende ik in een dag. Maar dan ga je deelproblemen oplossen. Hoe zet ik het stuur vast aan het frame? Ben je zo twee dagen verder. Na een simulatie moet je het ontwerp vaak weer opnieuw maken, omdat er andere inzichten zijn. Uiteindelijk hopen we zo’n tien verschillende frames te ontwerpen, waarbij iedere versie hopelijk weer een procent beter is dan de vorige. De eerste was een probeersel, nu zitten we tegen de beste fiets ter wereld aan. Vooral tijdens deze laatste stappen ga je nadenken over ieder schroefje. Hoe zorg je ervoor dat de zadelpen zo stijf en licht mogelijk vast zit? Hoe sluit het frame aan op de ketting?”

Stelling 5: de beste fiets is iets anders dan het beste frame.

“We kwamen er al snel achter dat een frame ontwerpen zonder stuur zonde was. Het stuur bepaalt namelijk precies hoe de lucht op het frame aankomt. De zadelpen is een integraal deel van het frame, dus die ontwerpen we ook. Als we die onderdelen niet meenemen, zouden we maar een fractie van de winst kunnen halen. Het stuur ligt nu heel mooi in lijn met het frame. Dat geeft 10 procent minder weerstand.”

Stelling 6: de houding van de renner is belangrijker dan de vorm van de fiets.

“Qua luchtweerstand is de verhouding tussen renner en fiets 80/20. Dus als er 800 watt nodig is om een renner een bepaalde snelheid te laten rijden, heb je 200 watt nodig voor de fiets. In vergelijking met de Kimera hebben we van die 200 watt bijna een kwart afgesnoept. Over het geheel, dus renner en fiets, blijft er 5 procent over. Dat is heel veel. Als een renner iets dieper gaat zitten, haalt hij of zij een procent winst. Als je een goede nieuwe fiets maakt, heb je twintig renners die allemaal vijf procent winst halen.”

Stelling 7: een perfecte fiets voor twintig renners is een utopie.

“Bij het ontwerp hebben we ons gericht op Jeffrey Hoogland. Omdat hij kanshebber is, maar ook omdat hij een gemiddelde lengte heeft. Hij is letterlijk ons prototype renner, de fiets is op zijn lijf geschreven. Maar er komen verschillende framematen, en ook qua zadelpen en stuur zijn er aanpassingen mogelijk. We hebben het ons wel extra moeilijk gemaakt door een geïntegreerd stuur te ontwerpen. Voor iedere stuurpenlengte moet nu een compleet nieuw stuur worden gemaakt. Het wordt even puzzelen, maar dat krijg je, als je met zo weinig mogelijk vormdelen een zo snel mogelijke fiets wilt bouwen.”

“We voorspellen met verlaging van de weerstand een winst die de renners niet voor mogelijk hadden gehouden. Dat zijn de marges waar zij op trainen.”

Oskar van Dijk, design engineer

Stelling 8: de renners staan op 1.

“Als je nooit de deur uitkomt en in je studio blijft, ontwerp je straks iets waar een renner niets mee kan. Ik geef maandelijks een ontwerppresentatie, waarbij telkens een deel van de selectie aanwezig is. Zo kunnen renners aangeven als iets niet goed is. En ze kunnen zorgen delen, want natuurlijk zijn die er. De renners zijn vertrouwd met hun huidige fiets en hebben die volledig op zichzelf afgestemd. Er is een risico dat er straks dingen zijn die ze niet fijn vinden. Maar vooralsnog zijn de reacties enthousiast. We voorspellen met verlaging van de weerstand een winst die de renners niet voor mogelijk hadden gehouden. Dat zijn de marges waar zij op trainen.”