Human Power Team haalt 83,2km/u tijdens test van snelle ligfiets

Het Human Power team, dat bestaat uit studenten van de TU Delft en de Vrije Universiteit Amsterdam, heeft zondag een test uitgevoerd met zijn VeloX 7-ligfiets. Daarbij werd een snelheid van 83,2km/u behaald.

De fiets heeft een aerodynamisch ontwerp dat lijkt op het uiterlijk van een kogel. Aan de binnenkant is de cabine voorzien van een scherm waarop de bestuurder kan zien wat er voor haar gebeurt. Daarnaast wordt de hartslag, temperatuur en zuurstofopname van de bestuurder bijgehouden. Op die manier is het mogelijk om de beste timing voor het gebruiken van kracht vast te stellen.

Teamleden Remco Boere en Henry Tang, ook wel bekend als Henryht, leggen tegenover Tweakers uit dat er twee schermen aan de binnenkant van de koolstofvezelcabine zitten, waarvan er één dient als back-up. De schermen zijn aangesloten op twee Raspberry Pi-bordjes die op een Linux-distributie draaien en twee aparte systemen vormen. "Daarop kan de berijder de weg en de snelheid zien. In de toekomst moet het mogelijk worden om ook meer informatie te tonen, zoals de cadans en het moment om meer kracht te zetten", aldus Boere.

De data wordt via wifi naar een volgbusje verzonden, waarin de coach zit. Die geeft nu nog de momenten door waarop versnelling moet plaatsvinden. De camera en antennes van de fiets zitten weggestopt in een 'bubbel'. "Dat heeft ermee te maken dat het carbon voor wat interferentie zorgde", leggen de teamleden uit. "Dit jaar hebben we veel gewerkt aan de user interface en het streamen van data", zegt Tang.

De proef vond plaats op een afgezet stuk van de A270 bij Helmond, zo laat het team weten. Het stuk is ongeveer 5km lang. Uiteindelijk wil het Human Power Team meedoen aan een competitie die in september in de Amerikaanse plaats Battle Mountain in Nevada plaatsvindt. Daar willen de leden het wereldrecord voor vrouwen verbreken dat momenteel op 122km/u staat. Een van de bestuurders van de fiets is voormalig wielrenster Iris Slappendel.

Zij zei na afloop tegen Omroep Brabant: "Ik ben vandaag echt diep gegaan. En dan reed ik nog maar 83. Dat is nog 40 kilometer verschil met het record. Het gaat echt moeilijk worden." Het traject in de VS is twee keer zo lang als het testtraject op de A270, waardoor de aanloop langer is. Bovendien is de lucht er een stuk ijler waardoor er een hogere snelheid mogelijk moet zijn.

Reacties (66)

[arsimo]

Hier zijn ze toch al een tijd mee bezig? Oud-topschaatser en ook niet onverdienstelijk baanwielrenner Jan Bos reed vorig jaar met een vergelijkbare fiets (voorganger van huidig model, v6 dus) van de TU Delft, ruim 124 km/uur. De Canadees Todd Reichert reed die dag zelfs 144,15 km/uur, een (toenmalig?) record.

https://nos.nl/artikel/21...am-voor-wereldrecord.html

[Frits_Stau]

Even appels met appels vergelijken.
Dit is een test baan die korter is dan de echte wedstrijd baan. Hier zullen dus geen records worden gebroken. Een aantal jaar geleden haalden de dames de 74km/h nu dus 10km/h harder.
https://nos.nl/artikel/2051164-test-voor-recordpoging-snelfietsen-74-km-per-uur.html

En Jan Bos reed "maar" 59km/h in de test run op een afgezette weg. (lengte onbenkend)
https://fd.nl/fd4home/ondernemen/1164153/foto-human-power-team-delft-en-amsterdam-presenteren-velox-6-recordfiets

Dat ze nu dus geen record snelheden halen is omdat ze daarvoor de ruimte niet hebben.

[Goron]

Ik vind het ook wel opvallend. Zijn de regels veranderd dat er zo'n groot performance verschil is met eerdere jaren? Jan Bos zal wel sterker zijn dan Slappendel maar dit is wel een heel groot verschil, 124 tov 84

[Crovmon]

Hmmm, toch altijd interessant want dan zwaarder weegt: De luchtdichtheid op hoogte of de flink hogere snelheid benodigd. Heb me niet verdiept in de coefficienten van deze fiets ofzo, maar als je in dit model (https://www.gribble.org/cycling/power_v_speed.html) de begin-assumpties hetzelfde laat en je voert 1.226 als luchtdichtheid (sea level, al zou ik eigenlijk ook nog temperatuur mee moeten nemen) in en als snelheid 83.2 km/h komt er ongeveer 2.6 kW als benodigd vermogen uit.

Bij een luchtdichtheid van (1.1 kg/m^3, gebaseerd op http://www.wolframalpha.c...ir+density+at+1400+meters) en een snelheid van 122 km/h geeft het model een benodigd vermogen van 7.2 kW.

Model klopt vast niet goed voor dit soort fiets, en de temperatuur is vast iets gunstiger in de VS dan in NL, maar qua orde van grootte lijkt dit mij dus een flinke uitdaging...

Maar ik zie vast iets over het hoofd?

[palexander]

Dit lijkt meer de berekening voor het frontaal oppervlak van een stadsfiets. Op een racefiets hoef je echt geen 2600W te trappen om 83 te kunnen sprinten. Op een ligfiets al helemaal niet. 83km/uur is bijzonder traag. Een getrainde fietser kan dit op een normale ligfiets gemakkelijk halen

[Crovmon]

Akkoord, zoals aangegeven heb ik oppervlakte-coefficienten e.d. uberhaupt niet aangepast. Ging mij meer om de orde van grootte schatting in de factor tussen de twee snelheden na correctie voor andere licht. Mijn vermoeden is dat de verhouding (itt de absolute magnitude) wel iets wordt beinvloed door de coefficienten aan te passen, maar niet erdoor gedomineerd wordt. Maar dat zou ik mis kunnen hebben natuurlijk, het staat eenieder vrij de assumpties op de gelinkte pagina wel aan te passen natuurlijk! :-)

[SilverZeven]

De algemeen geaccepteerde luchtweerstands-formule bevat de snelheid in het kwadraat en is evenredig met de weerstandscoëfficiënt. Dat betekent dat er bij steeds hogere snelheden uiteindelijk gigantisch veel energie nodig is, maar het betekent ook dat een half zo grote weerstandscoëfficiënt deze energiebehoefte weer zal halveren.

De weerstandscoëfficiënt van deze fiets is dusdanig laag dat de luchtweerstand pas op een relatief hoge snelheid een rol gaat spelen. Die 2.6 kW is volstrekt onhaalbaar, maar ook onnodig op deze fiets.

[Reactie gewijzigd door SilverZeven op 22 juli 2024 22:18]

[Eldunari]

Het verschil tussen 83 en 122 is echt enorm. De grootste weerstand bij zulke snelheden is de luchtweerstand en die wordt nog (122/83)^2 =~ 2.2 x hoger.
Ze moeten dus iets significant anders doen om dat te halen lijkt me.

[Takenzo]

Nog erger dan dat, het benodigde vermogen dat geleverd moet worden neemt kubisch toe met de snelheid, dus: (122/83)^3 = 3.17x.

[Crovmon]

Huh? Hoezo dat dan? Vermogen integreer je over de tijd, niet over de afgelegde afstand per eenheid tijd. Lijkt me dus gewoon kwadratisch, of zie ik nu eventjes iets super-obvious over het hoofd?

Al is dat natuurlijk een extreme versimpeling van dingen als drag en skin friction. Als ik dit model mag geloven zit het ergens tussen kwadratisch en kubisch in: https://www.gribble.org/cycling/power_v_speed.html

Maar ben nog steeds benieuwd naar de logica van waarom je het je ook kubisch zou kunnen voorstellen.

[Reactie gewijzigd door Crovmon op 22 juli 2024 22:18]

[Takenzo]

De luchtweerstand neemt kwadratisch toe met de snelheid, dus de kracht dat je moet leveren om de luchtweerstand te overwinnen neemt kwadratisch toe. Maar je legt daarnaast ook nog eens meer afstand af per tijdseenheid. Het vermogen neemt daarom toe met v^2 * v = v^3.

Vermogen is namelijk kracht * snelheid. De kracht is in dit geval de luchtweerstand (die kwadratisch toeneemt)

edit: voorbeeldje om dit aannemelijk te maken, een huidige generatie Ford Focus is verkrijgbaar met 100 pk en met 182 pk. De topsnelheid van van de versie van 100 pk is 187 km/u, wat is dan de topsnelheid van de versie met 182pk? Is het kwadratisch dan: 187*(182/100)^(1/2) = 252 km/u, is het kubisch dan 187*(182/100)^(1/3) = 228 km/u.
De werkelijke topsnelheid van de 182 pk versie is 222 km/u.

edit2: "het vermogen veranderd in de kracht", thx Pb Pomper

[Reactie gewijzigd door Takenzo op 22 juli 2024 22:18]

[iceblink]

Even heel simpel geredeneerd:
P = E/t vermogen is energie per tijdseenheid
E = 0,5 * m * v^2 Energie is massa keer snelheid in het kwadraat
Dus P = 0,5 * m/t * v^2
m/t = rho * A * v Massa van de lucht is dichtheid van de lucht maal oppervlak maal snelheid
Dus P = 0,5 * rho * A * v^3
Inderdaad neemt het benodigde vermogen dus tot de derde macht toe met de snelheid, terwijl de ijlere lucht slechts lineair gaat helpen.

Andere redenatie die ook werkt:
P = F * v
F = 0,5 * rho * v^2 * A * Cd waarbij Cd de weerstandscoefficient is (stroomlijn)
Dus P = 0,5 * rho * v^3 * A * Cd

[Crovmon]

Hmmm, je hebt gelijk maar het voelt toch alsof je dubbel telt. Dat luchtweerstand kwadratisch toeneemt met snelheid incorporeert immers al dat je 'meer lucht' tegenkomt. F = dp/dt, de impuls verandering die je elk luchtmolecuul geeft is lineair in de snelheid (1 factor v) en het aantal moleculen dat je tegenkomt is ook lineair in de snelheid (tweede factor v), dus heb je een luchtweerstandskracht die recht evenredig is met het kwadraat van de snelheid. Het voelt gek aan dat je dan met W = F * s nogmaals meeneemt dan je twee keer zoveel luchtdeeltjes tegenkomt (over een langere afstand die kracht uitoefent), maar dat is natuurlijk niet helemaal hetzelfde en moet je dus wel gewoon doen (en dus een derde factor v).

Derhalve mijn verwarring, ik dacht dat het misschien meer door turbulentie kwam ofzo. Thx for forcing me to think it through. ;-)

[Pb Pomper]

De luchtweerstand neemt kwadratisch toe met de snelheid, dus het vermogen dat je moet leveren om de luchtweerstand te overwinnen neemt kwadratisch toe.

Ik denk dat je "de kracht" bedoelt ipv "het vermogen". Dat maakt je verhaal ook wat duidelijker

[borft]

Het vermogen, of de energie?

[Anoniem: 867213]

En nog erger dan dat: degene die fietst zal meer moeite hebben met inademen.

[Frits_Stau]

Heb me laten vertellen dat ze nog niet in de hoogste versnelling zaten omdat de lengte van de baan+ afrem lengte niet voldoende was op het test traject.

[Oilman]

Battle Mountain ligt op 1400 meter hoogte en in dat gebied kan je nog wel een stuk hoger. Op hoogte is de luchtweerstand aanzienlijk kleiner.

[Sammiege]

Op 1400m hoogte is de luchtdruk ongeveer 15% lager. Dus bij gelijke luchtweerstand en gelijk geleverd vermogen zal hij rond de 0.83 / 0.85 =~ 95 km/h moeten halen. Dan moet er inderdaad nog wel wat meer gebeuren om die 122 km/h te halen. Misschien eens Dylan Groenewegen (top sprinter) in dat fietsje stoppen?

[cariolive23]

En dus de hoeveelheid zuurstof voor de fietster ook een aanzienlijk minder... Of zouden ze doping in de vorm van een flesje O2 mogen meenemen?

[Henryht]

Het is inderdaad niet toegestaan om zuurstof mee te nemen. De lucht die wordt ingeademd is dus gewoon de lucht die aanwezig is in de VeloX. Wel maken we gebruik van een masker+buis om alle warme CO2-rijke lucht meteen af te voeren. Hierdoor ontstaat ook een lichte onderdruk in de kap, waardoor via het achterwielgat verse lucht naar binnen kan.

[SinergyX]

Volgens mij zie je in het filmpje 1 van die 2 rijders toch ook zo'n mondkap op hebben? Neem aan dat ze wel extra zuurstof krijgen.

[Ghost Dog]

Ik denk eerder dat dat mondkapje dient om het zuurstofverbruik e.d. te meten van de fietser.

[Oilman]

Het werelduurrecord werd in het verleden altijd op banen boven 2000 meter gereden, rond die hoogte ligt het optimum voor een fietser op een 'gewone' fiets.

De te leveren inspanning is in dit geval echter korter. Bij korte inspanningen weegt het anaerobe stuk zwaarder in de vergelijking en het anaerobe deel heeft geen last van de hoogte. Dit effect zie je sterk in het schaatsen, een 500 meter op hoogte is altijd sneller dan op een laagland baan. Terwijl het effect op de 10 km veel kleiner is omdat de lagere hoeveelheid zuurstof dan een veel grotere weerslag heeft.

[StGermain]

Dat klopt niet echt van die banen boven 2000 meter. https://nl.wikipedia.org/...ord_(wielrennen)#Tot_1984

[TheekAzzaBreek]

En dus de hoeveelheid zuurstof voor de fietster ook een aanzienlijk minder... Of zouden ze doping in de vorm van een flesje O2 mogen meenemen?

Dat kan je compenseren door hoogte stage. Door een paar weken op hoogte te trainen en slapen verhoog je de zuurstofopname capaciteit van je bloed.

[TweakTom92]

Dat ding heeft ongeveer de luchtweerstand van een paperclip, dus keer 2,2 is misschien nog niet zo'n probleem.

Mij lijkt dat de overbreng verhouding naar de wielen een issue kan zijn. Op hogere snelheid moet je sneller trappen, maar misschien is dat een inefficiënt toerental voor de mensenbenen. Zomaar andere tandwielen erin zetten is niet eenvoudig, je moet ook nog weg kunnen komen van 0km/h

[PPie]

Zomaar andere tandwielen erin zetten is niet eenvoudig, je moet ook nog weg kunnen komen van 0km/h

Bij een ouder wereldrecord op de zoutvlaktes achter een auto was het voorblad 144, achter 12 tanden.
De rijder kon pas gaan meetrappen (en moest dus aanhangen) bij ~90 km/h.
Huidig record is 268.831 km/h ( https://en.wikipedia.org/wiki/Fred_Rompelberg ) (F...!) achter een dragster.

[kakanox]

Weg komen van 0 km/h lukt altijd wel, desnoods met een "zetje".
Het probleem is meer dat je kostbare kracht verbrandt aan een moeilijke start.

[koen0s]

Vrij weinig dat je kan doen.
De aerodynamische vormgeving is zo te zien al redelijk optimaal. (of ze moeten met dwergen gaan werken om zo de fiets kleiner te maken) Daarnaast is gewicht geen bepalende factor en is de rolweerstand nauwelijks beïnvloedbaar. De winst zit hem dan evt. nog in het optimaliseren van de reducties, maar daar zullen we al wel over nagedacht hebben neem ik aan.

edit: Of het optimaliseren van de spiermassa natuurlijk

[Reactie gewijzigd door koen0s op 22 juli 2024 22:18]

[LucaGiannini00]

Klopt, wel hoe het artikel zegt de lucht "ijler" dat zou een beetje moeten helpen.
Maar ze inderraatzouder veel moeten verbeteren/veranderen al willen ze het halen.

[Anoniem: 120539]

Vast wel iemand van het team die hier mee gaat lezen, en dus mogelijk een antwoord op deze vraag heeft:
De capsule lijk nu zo glad mogelijk. (Op de noodzakelijke antenne-bubbel na)
Is het niet interessant om op specifieke plekken voor wat meer turbulentie te zorgen, zodat de totale weerstand lager uitvalt? (Bijvoorbeeld achter, of onder?)

[Henryht]

Nou, leuke vraag!
Luchtstroming kent eigenlijk 2 soorten weerstand: Door wrijving (turbulentie) en door loslating, bijvoorbeeld achter het object. De putjes in golfballen maken goed gebruik van dit principe door eerder een turbulente stroming te creëren. Dit zorgt ervoor dat pas op een later moment loslating plaatsvindt, waardoor het turbulente sog-gebied achter de bal kleiner is. De afweging is hierbij simpel gezegd "minder weerstand achter in ruil voor meer weerstand voor het object". Hier kun je echter niet oneindig lang mee doorgaan, want ergens ligt een optimum. De vorm van de VeloX is al dusdanig aerodynamisch dat er vrijwel geen sog is achter de staart. De luchtstromen gaan hier vrij laminair langs af. Het vergroten van de "wrijving" zou in de som alleen maar meer luchtweerstand veroorzaken, omdat het positieve effect van minder loslating nu niet meer opweegt tegen de verhoogde wrijvingsweerstand.

[MisterUnicorn]

Ik ga hier waarschijnlijk een geen punten mee scoren, maar is 83 niet een beetje zielig? Een goede sprinter haalt dat met een gewone fiets, na 200km rijden. Het zou veel interessanter zijn als er ook een wattage vermeld werd, dan weet je pas of het ontwerp efficient is.

[Anoniem: 310408]

Ik ga hier waarschijnlijk een geen punten mee scoren, maar is 83 niet een beetje zielig? Een goede sprinter haalt dat met een gewone fiets, na 200km rijden.

Nee, gewoon nee.

[borft]

mwah, ze halen dan misschien geen 83, maar wel ruim hoger dan 70km/u (tegen de 80) na een 200km etappe in de Tour.

[Universal Creations]

Uhu, vanuit een slipstream, zodat ze die snelheid ook maar heel even zelf kunnen rijden.

[84hannes]

Wattage? Waarom is dat relevanter dan het kilometerperuurage? Als je het kilogramage van de fiets verlaagt kan je wellicht in een veel kleiner secondage dezelfde meterage afleggen, terwijl het wattage afneemt.

edit:
Wattage, zie mij nou... ik bedoel natuurlijk het geleverde vermogen

[Reactie gewijzigd door 84hannes op 22 juli 2024 22:18]

[StGermain]

Een topsprinter haalt 68-72km per uur op het vlakke, gedurende enkele tientallen meters...

[Tweaker1234]

Een gewone (buk)fiets kan vanwege UCI regels niet eens een deuk in een pakje boter slaan.
Een ligfiets/velomobiel is de enige keuze. Zie bv 23jaar oud record van 88 km/u een uur lang in een eerdere post.
De UCI regels leggen de beperkingen. Zoals recent nog het verbod op schijfremmen op een gewone fiets. Door die UCI regels mogen ligfietsen/velomobiels niet met wedstrijden mee doen zoal de Tour de France enz. Stel je voor Dumoulin als enige bij een tijdrit in de Tour op een ligfiets/velomobiel; dan heeft Dumoulin de koffie al op voordat nr2 op een (buk)fiets binnen komt.

[Reactie gewijzigd door Tweaker1234 op 22 juli 2024 22:18]

[Typhone]

Ik verbaas me om de gedachtengang. Goede sprinter + gewone fiets. 83km/h. Hoe kom je er toch bij? En daarna de vraag stellen of het ontwerp efficiënt is. Lijkt me dat een gewone fiets met goede sprinter die 83km/h haalt toch wel ultraefficiënt is samengesteld...

[itcouldbeanyone]

Meah valt mee. Heb zelf op een 15 jaar oude moubtainbike die 82kmh aangetikt, dit was voor een metertje of 300,
Moet er wel bij zeggen het was windkracht 10 met stoten van 11.
Verbaasde me dat het hele stuur gevaarlijk begon te trillen, dus ik daarna met moeite proberen te remmen.
Terugweg ging lopent zelfs moeizaam

Je moet we een erg stabiele fiets hebben met deze snelheden

[Reactie gewijzigd door itcouldbeanyone op 22 juli 2024 22:18]

[zwimmiz]

Het verschil zit hem voornamelijk in de afstand. De sprinters hoeven deze snelheden niet zolang vol te houden. Bovenstaand artikel gaat over 5 km, de uiteindelijke wedstrijd zelfs over 10km.

[Reactie gewijzigd door zwimmiz op 22 juli 2024 22:18]

[borft]

denk maar niet dat ze gemiddeld 83km/u halen over die afstand. Als je dat soort snelheden wilt halen, heb je een flink stuk nodig om te versnellen

Ik vind 83 ook nog niet zo heel hoog eigenlijk, 60-70 op het vlakke haalt een amateur wielrenner ook nog wel op een gewone fiets.

[zwimmiz]

Dank voor de verbetering, het gaat inderdaad om de topsnelheid.

[roha]

knappe prestatie, ben zeer benieuwd naar de resultaten in de verenigde staten. Overigens lijkt me de fiets vrij lastig te fietsen, een ligfiets sowieso is al behoorlijk wiebelig komt daar nog bij dat je alleen door een lcd display mag kijken.

[SuperDre]

kijken door LCD is een keuze die ze zelf hebben gemaakt, ze hadden natuurlijk ook gewoon een raam kunnen verwerken in de body.

[T-!-M]

Het is niet onmogelijk maar wel lastig om dat naadloos te verwerken in je body. Een scherm is wat dat betreft eenvoudiger als je 100% inzet op aerodynamica.

[EliteGhost]

Het is de TU Delft...
Mensen daar lijken me slim genoeg om wat voor elkaar te krijgen als ik zie wat er vandaan komt.

[T-!-M]

Alsnog ga je in dit geval, letterlijk, voor de weg van de minste weerstand.

[Tweaker1234]

Deze poging niet echt. Dat zei ze zelf ook.

Een moderne ligfiets uit de winkel (25 graden ligging) is net zo stabiel als een gewone racefiets.
Helaas staat er niet bij onder welke hoek ze ligt.

[Tweaker1234]

Ligfiets uurrecord Bram Moens 88 km/uur, 1-10-1994. VTS 01 3
Video 23 jaar geleden! Je zou verwachten we een stuk verder waren. Wel leuk uiteraard dat het gedaan wordt.
https://youtu.be/aVN7CfbKK9Q?t=438

[mavamal]

Op een ligfiets is veel minder aerodynamische vooruitgang mogelijk dan bij een normale, omdat de bestuurder ook al helemaal verborgen (kan) zijn.

Als je het werelduurrecord of de 4k pursuit pakt, dan zijn die redelijk recent verbeterd vanwege minder strenge regelgeving omtrent positie op de fiets en de fiets zelf (dichte wielen, triatlonstuur, etc)

[Tweaker1234]

Misschien Bram Moens van M5 erbij betrekken.
Die reed bijna deze snelheid een uur lang..
http://www.m5-ligfietsen....ijden_en_records/Records/

[Tweaker1234]

Nog mooier zou zijn dat er ook een praktische uitvoering zou zijn. Zoals met een velomobiel.
Elektrisch trapondersteuning tot 25km/u, cruisen met 50km/u (tot honderden kilometers) en menig auto kan de deur uit. Pak deze bijvoorbeeld http://www.velomobiel.nl/quattrovelo/ of http://www.velomobiel.nl/quest/ Beide 100% powered by Human.

[Reactie gewijzigd door Tweaker1234 op 22 juli 2024 22:18]

[Anoniem: 167912]

Waarom niet gewoon een doorzichtige voorkant?
Dan kan dat scherm er ook uit wat weer wat gewicht spaart.