Een val of lekke band kan een klassementsrenner in de Tour de France ver achterop doen raken. Professor aerodynamica Bert Blocken (Heriot-Watt University) onderzocht, samen met Ansys (Synopsys), wereldleider in computersimulaties, hoe teamgenoten hun kopman zo efficiënt mogelijk kunnen terugbrengen naar het peloton. Welke formatie kost de kopman het minste energie?
Wanneer een kopman achterop raakt door pech, zoals een val, een lekke band of medische hulp, is het aan de teamgenoten om hem terug te brengen naar het peloton. Dat vraagt een enorme inspanning, zeker als de renners niet kunnen profiteren van de slipstream van de colonne ploegwagens. Hetzelfde geldt wanneer ze op kop rijden van het peloton, met de leider in hun spoor.
Om de kopman te beschermen tegen luchtweerstand en hem zo min mogelijk energie te laten verspelen, vormen ploeggenoten meestal een ‘paceline’: een formatie in een rechte lijn. Maar is dat wel de snelste manier?
Professor aerodynamica Bert Blocken en zijn team gebruikten CFD-computersimulaties, met software ontwikkeld door Ansys (Synopsys), om de luchtstromen rond groepen van drie, vier en vijf renners te analyseren.
Ze onderzochten verschillende formaties: een enkele lijn, een omgekeerde driehoek (twee renners naast elkaar voor de kopman), een diamant (één renner, gevolgd door twee renners naast elkaar en dan de kopman), en een vierkant (twee lijnen van twee renners voor de kopman). Deze simulaties werden gevalideerd met windtunneltests.
De bijbehorende animaties illustreren de luchtstromen: rode gebieden markeren hoge luchtweerstand voor de renners, terwijl groene en blauwe zones een slipstream (lage weerstand) aangeven.
Lijn vs. driehoek
Opvallend: de klassieke paceline, waarbij renners in een rechte lijn rijden, biedt het minste voordeel voor de kopman. In vergelijking met een renner die alleen rijdt (100 procent), ervaart die nog steeds 50 à 60 procent van de luchtweerstand, afhankelijk van zijn positie (tweede, derde of vierde).
De voorste renner in de lijn ondervindt nog steeds 95 à 100 procent weerstand. Door de onderdruk en het zuigeffect van de renner achter hen ondervinden de renners die op kop fietsen wel nog altijd minder luchtweerstand dan een solorenner.
In een omgekeerde driehoek vermindert de luchtweerstand voor de leider tot 39 procent. De voorste twee renners vangen echter meer wind. Die verhogen elkaars luchtweerstand omdat de lucht omheen de renner moet en daardoor op de andere renner botst.
Diamant vs. vierkant
Bij vier renners komt de diamantformatie als een sterke optie naar voren. Die verlaagt de weerstand voor de kopman naar 38 procent, terwijl de renners voor hem 79 à 89 procent weerstand ervaren – minder dan in de driehoek met drie renners.
De animaties laten zien dat de rode drukzones voor de kopman verder afnemen en de slipstream (groen/blauw) breder wordt, wat de groepssnelheid ten goede komt.
De meest efficiënte formatie is een vierkant met vier teamgenoten in een 2×2-opstelling voor de kopman. Deze opstelling reduceert de weerstand voor de kopman tot slechts 24 procent, zoals blijkt uit de minimale rode drukzones in de animaties.
De voorste twee renners ervaren wel 110 procent luchtweerstand, maar voor de twee renners die volgen is dat nog slechts 49 procent. Door goed af te wisselen kan zo het meeste energie bespaard worden, voor de knechten, en dus ook voor de kopman.
Nieuwe strategieën?
‘De keuze voor een formatie hangt af van de wedstrijdsituatie en de conditie van de kopman’, zegt Frédéric Grappe, head of performance bij WorldTour-team Groupama-FDJ. ‘Deze simulaties bieden ons harde cijfers om de beste tactiek te bepalen, zoals het vermijden van abrupte versnellingen die veel energie kosten.’
‘De resultaten zijn opvallend en kunnen de nu toegepaste formaties in het wielrennen, met name de paceline, sterk doen veranderen. Het voordeel qua luchtweerstand van de andere formaties is te groot om het niet te doen’, zegt Bert Blocken.
In het wiel van Remco Evenepoel: zoveel harder moet een grote renner trappen