Eine geniale Quelle gibt es doch, nämlich einen Artikel im Journal of Applied PhysiologyJAP. Das ist überhaupt eine
tolle Sache für alle Hobby-Sportmediziner! Da ist nämlich eine Arbeit veröffentlicht, die haarklein die Vorbereitung
und Durchführung Indurains's Stundenweltrekord vom 2.9.1994 schildert:
"Scientific approach to the 1-h cycling world record: a case study" .
:: Die Vorbereitung
Zunächst wurde der gute Miguel (1.88m, 81kg) auf ein Ergometer gesetzt und einem Stufentest unterzogen.
Es ging los bei einer Leistung von 110 Watt, die Wattzahl wurde 4 Minuten bei 75 U/min gehalten, dann durfte
er sich 1 Minute strampelnd erholen, bevor dann jeweils 35 Watt drauf gepackt wurden und die
nächste Stufe 4 Minuten gehalten werden musste. Die letzte Stufe, die er volle 4 Minuten halten konnte,
lag bei korrigierten 572 Watt! Bei dieser Stufe lag sein Puls bei 195, die
Lactat-Konzentration bei 7.4 mmol/l. Bei 4 mmol/l Lactat war die Leistung
505 Watt bei Puls 183. Die Wissenschaftler setzten nämlich die Lactat-Konzentration
von 4 mmol/l als die höchste dauerhaft haltbare an, eben bei diesem Werte sollte dann der spätere
Rekord gefahren werden. Der Zusammenhang zwischen Lactat-Konzentration, Dauerleistung und Gleichgewicht
des muskulären Stoffwechsels wird in der Literatur umfangreich und kontrovers diskutiert und soll
uns hier mal nicht weiter beschäftigen. Logisch, hier gehts natürlich auch um den berühmten
aerob-anaeroben Übergang, um den man sich bei einstündiger Dauerleistung herum bewegt. Jedenfalls sagten die Wissenschaftler: 4 mmol/l Lactat
kann Miguel eine Stunde aushalten, dabei tritt er 505 Watt: Kann er damit den damals bestehenden Rekord
von Graeme Obree von 52.713 km brechen? Dazu musste man unsere Formel
P = 1/2 ρ cWA v3 + k2Mg v
bemühen, um bei gegebenen P=505 Watt die mögliche Geschwindigkeit zu brechnen
Die Rollreibungskonstante wurde zu k2=0.0025 bestimmt, was bei bekanntem Gewicht von M=81kg
die Reibung ergab. Im Windkanal wurde Indurain dann mit dem vorgesehen 9kg-Pinarello-Rad (siehe Bild) und
heutzutage für den Stundenrekord UCI-verbotenem Triathlon-Aufbau vermessen.
Ergebnis: cWA=0.244 . Damit konnte die Konstanten in die Gleichung eingesetzt werden
(ρ=1,225 kg/m3)
und es wurde ein neuer Rekord von 52.88 km prognostiziert, knapp, aber reicht. Es folgten dann
noch ein paar weitere Testfahrten auf der Bahn, die die Ergometer-Ergebnisse untermauerten.
:: Die Durchführung
Am 2.9.1994 wars dann in Bordeaux soweit. Bei 20° Temperatur, 101 U/min bei Übersetzung 59x14
schaffte er bei durchschnittlich 509 Watt eine fast konstante Durchschnitts-geschwindigkeit von 53.040 km/h
und hatte Obree um 327m geschlagen. Zwei Minuten nach dem Lauf lag sein Lactat bei 5.1 mmol/l. Venga!Venga!
:: Zwerge nach vorn!
Allerdings war das kein Rekord für die Ewigkeit. Schon am 5.11.1994 fuhr Tony Rominger 55.29 km,
und das bei einer mittleren Wattzahl von 456 W. Die Analyse ergab: Haltung und Material von Rominger
waren nicht besser, er war nur kleiner und leichter (1.75m, 65kg) und gab deshalb dem Wind weniger
Angriffsfläche: cWA=0.193!. Also doch eine Chance für Marco?!
Dank youtube kann man sich das Spektakel auch im Video ansehen:
:: Jens Voigt bei der Tour de France 2004
Einen weiteren Einblick in das Leistungsvermögen eines Profis liefern SRM-Daten von Jens Voigt von der 13.Etappe der Tour de France 2004.
:: Zum Nachlesen
Hier noch ein paar Quellen zum Thema:
- Michael Gressmann, Fahrradphysik und Biomechanik, Delius Klasing-Verlag,
Das ist wohl das Standardwerk zum Thema, steht eine Menge Holz drin.
-
Jim Martin über Aerodynamik, der geistert überall durchs Netz
- kreuzotter.de, Liegerad-Freak
mit P(v)-Berechnung
- SRM, ein Beispiel
einer SRM-Untersuchung zum Zeitfahren
- wolfgang-menn.de, schöne Seiten
zum Stundenweltrekord
Das Netz ist voll davon, sucht selber!
:: Und was heisst das für den Hobby-Fahrer?
Zunächst bleibt die unbekannte Grösse cWA, da keiner
von ins in den Windkanal gehen wird. Allerdings gibt es eine Methode, den Windkanal
in einem Ausrollversuch von hoher Geschwindigkeit nachzuahmen: Beschleunige auf 50km/h,
hör auf zu treten und lass ausrollen. Dabei bremst Dich der Luftwiderstand mit der selben
Kraft, die Du zum beschleunigen hast aufbringen müssen, und Dein Energieverlust ist auch
derselbe, den Du als Energie zum beschleunigen hast aufbringen müssen. Aus einem E(t)-Diagramm
kannst Du dann die Geschwindigkeits-abhängige Leistung und damit cWA berechnen.
Diese Methode wird
hier im Detail dargestellt. Ich probiers im Sommer mal aus, jetzt ist es zu windig, und berichte dann.
:: Was "leistet" man denn nun bei 30 oder 40 km/h?
Orientieren wir uns am Indurain-Beispiel und schätzen ein bisschen.
Sein k2 war 0.0025, auf der Holzbahn, mit optimalen Reifen und Reifendruck. Unsereins
fährt auf der Strasse mit allerwelts Mänteln...weniger als 0.004 wird für k2 nicht
drin sein. Indurain ist relativ gross, hat aber Zeitfahr-Spezialmaterial, zwei Scheibenräder
und eine optimale Sitzposition. Wir fahren mit dem normalen Renner, bestenfalls mit Tria-Aufbau
und sitzen bestimmt nicht optimal, cWA mindestens 0.35. Okay, ist auch nur geschätzt,
rechnen wir es auch für 0,3! Setzen wir noch 1.80m bei 70kg an,
dazu ein 8kg-Rad, dann ergibt sich auch bei 1.225 kg/m3 Luftdichte folgendes (I.P.
sind nochmal die Werte für die Parameter von Indurain):
v [km/h]
P [W], cWA=0,35
P [W], cWA=0,30
P [W], I. P.
30
150
132
105
32
178
156
124
34
210
184
147
36
245
214
171
38
284
248
199
40
328
286
229
42
376
327
263
44
429
373
300
46
486
422
340
48
549
476
383
50
617
534
430
53
729
631
509
(so eine Tabelle könnt Ihr Euch mit dem WattrechnerPlus! erstellen.)
Tja, dann also auf der Strasse und bei Temp 40 aufs SRM-Gerät sehen oder doch der Watt-Anzeige
vom Tacho trauen und schon weiss man sein cWA! Wer im Schnitt 40 km/h fahren will,
muss schon um die 300 Watt vorlegen..oder lutschen! Und noch was zur Einsortierung der eigenen
Leistung: Lychatz teilt die Leistungsklassen nach der gewichtsbezogenen Endleistung
im Stufentest wie folgt ein:
> 6.5 W/kg
absolut Weltspitze
> 5.9 W/kg
Weltspitze
5.5-5.9 W/kg
Elitefahrer
> 5.4 W/kg
Weltspitzenfahrerin
5.0-5.4 W/kg
qualifizierter Rennfahrer/guter Nachwuchs
> 4.9 W/kg
qualifizierte Rennfahrerin
> 4.4 - 4.9 W/kg
Rennfahrerin - Rennfahrer
4.0-4.4 W/kg
Hobbyfahrer
3.0-3.9 W/kg
Gelegenheitsfahrer
< 3
"meist übergewichtige, wenig ausdauergeübte"
Naja, das ist ja auch tröstlich...
:: Kommentar vom Radpanther
Na dann mal Butter bei die Fische. Mein Mensch hat auf dem Land eine ultraflache 22km-Runde ohne Ampeln, auf der er manchmal Zeitfahren
übt. Hab gesehen, er kann das mit knapp einem wahnsinnigen 37er-Schnitt fahren. Ok, da ists immer windig, aber das gehört nun mal dazu.
Nehmen wir mal genau die Mitte für diesen komischen Wert da, also cWA=0.325 und sein Gewicht von 65kg, dann rechne ich aber aus:
Pmittel=246 Watt. Also die Hälfte vom Miguel, boah, was fürne Flasche! Was ist wohl sein Endwert im Stufentest?
Hab ihm auf seiner Rolle zugesehen, da hat er jetzt mal bis Stufe 280 Watt getreten..280 Watt/ 65kg = 4.3 Watt/kg...hihi, eine kleine
Operation und fast geht er als Rennfahrerin durch! Und sein grosses Vorbild Lancy-Boy tritt laut
Carmichael
im Grundlagentraining bei Puls 125 etwa 245-280 Watt, da muss er aber noch viel üben!
:: Gegenkommentar vom Mensch
Wart erstmal ab, was ich im Sommer trete, wenn die Form da ist, oder was beim offiziellen Leistungstest rauskommt!
