Training

Hoe meet de Stryd de luchtweerstand?

Door
Hans van Dijk & Ron van Megen
13 juli 2019 00:14
Hoe meet de Stryd de luchtweerstand?
In ons vorige artikel over de nieuwe Stryd deden we verslag van onze ervaringen in de windtunnel van het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) in Marknesse.
We mochten op een loopband ondervinden hoeveel vermogen je menselijke motor meer moet leveren bij toenemende windsnelheid. Het tempo was steeds 6:00/km (10 km/h). De wind werd trapsgewijs opgeschroefd tot 15 m/s (54 km/h). Dat komt overeen met windkracht 7.
Het KNMI typeert deze windkracht als "lastig tegen de wind in te lopen of fietsen”. Zo voelde dat ook.




Hoe het werkt
De nieuwe Stryd heeft aan de voorkant een opening – Stryd noemt het een wind port – waar een uiterst gevoelig meetinstrumentje zit. Vergelijkbaar met een uit de hydrodynamica en aerodynamica bekende pitotbuis meet dit instrumentje de windsnelheid. Als je de windsnelheid weet, kun je de luchtweerstand uitrekenen. Daarmee weet je hoeveel vermogen nodig is om de wind te compenseren. Als je in de luwte van een groepje loopt, en je zo uit de wind wordt gehouden, heb je minder vermogen nodig dan dat je helemaal alleen vol in de wind loopt. De nieuwe Stryd is zo nauwkeurig dat het verschil tussen deze situaties momentaan op je horloge of mobiele telefoon kunt zien, of na afloop in PowerCenter van Stryd. Het komt er dus op neer dat de nieuwe Stryd zowel de loopweerstand als luchtweerstand bepaalt en zo het totale vermogen berekent waar je mee loopt.

De luchtweerstand
Voor een goede berekening van de luchtweerstand zijn een aantal gegevens nodig. De luchtdichtheid is er een van. Hierbij maakt het nogal uit of je op zeeniveau of in de bergen loopt. Hoe hoger je loopt, hoe lager de luchtdichtheid is. De nieuwe Stryd neemt de gemeten luchtdruk, temperatuur en vochtigheid mee in de berekening.
Een tweede belangrijke factor is je CdA-waarde, de weerstandsoppervlakte van je lichaam, ofwel de weerstandsfactor. De CdA-waarde wordt uitgedrukt in vierkante meters (m2). Voor de gemiddelde Ethiopiër is deze een stuk lager dan voor de doorsnee Europeaan. Aangezien je bij het installeren van je Stryd zowel je lengte als je gewicht hebt ingevoerd, kan de software in de Stryd een inschatting maken van je persoonlijke weerstandsfactor. Strikt genomen zijn je loopstijl en houding tijdens het lopen ook van belang. Met harde tegenwind heb je vanzelf de neiging om meer voorover gebogen te lopen. Dat neemt de Stryd niet mee.
Een typische waarde voor de CdA-waarde is 0,24 m2. Kleine en ranke atleten hebben door hun meer aerodynamisch postuur een lagere waarde. Ron rekent met zijn 1,90 m en 80 kg met een wat hogere waarde, namelijk 0,28 m2.

Luchtweerstand door eigenwind
Op een loopband heb je geen luchtweerstand. Op straat, in het bos of op de atletiekbaan heb je dat wel. Ook als er geen wind staat, heb je buiten op z’n minst te maken met luchtweerstand, de zogenaamde loopwind of eigenwind. Om een indruk te geven van de invloed van de invloed van eigenwind staat in de box een voorbeeldberekening bij 12 km/h (tempo 5:00/km) op zeeniveau bij 20?C. Je ziet dat de luchtweerstand bij deze snelheid maar klein is: 5 Watt ofwel iets meer dan 2% van de loopweerstand van 230 Watt.



Zoals aan de formule te zien is, heeft buiten de eigenwind (v) tot de derde macht invloed op het vermogen. In onderstaande grafiek is dit aan de hand van de oplopende percentages goed te zien. De eigenwind heeft bij toenemende loopsnelheid een steeds groter aandeel in het totaal geleverde hardloopvermogen. Dit maakt duidelijk dat Eliud Kipchoge om de marathon tijdens de INEOS 1:59 Challenge onder de 2 uur te lopen – Eliud moet hiervoor minimaal 21,2 km/h lopen - de invloed van zijn eigenwind zo veel mogelijk moet beperken door zo goed mogelijk in het zog van zijn hazen te blijven.



Luchtweerstand door de wind
Als je met tegenwind loopt, is de luchtweerstand nog groter. Hoeveel groter kun je berekenen door ook de windsnelheid in te vullen in de formule in de box. Je ziet dat de luchtweerstand kwadratisch toeneemt met de windsnelheid (vw). Dit kunnen we mooi illustreren aan de hand van de praktijktest van Ron met de nieuwe Stryd in de windtunnel van NLR in Marknesse.

Ron liep 10 km/h (tempo 6:00/km) op de loopband. De wind werd stap voor stap verhoogd tot windkracht 7 en daarna weer geleidelijk afgebouwd. De grafiek in PowerCenter maakt dit goed zichtbaar. De blauwe lijn is het tempo (constant 6:00/km). De roze lijn is de windsnelheid in de windtunnel. Het totale hardloopvermogen, dus de loopweerstand plus de luchtweerstand, is in oranje weergegeven. Wij vonden het heel illustratief. Helaas zal de windsnelheid bij de productieversie van de nieuwe Stryd niet getoond worden. Stryd gaf wel aan dat als uit de feedback van gebruikers blijkt dat hier behoefte aan is dit in de toekomst nog kan komen.






Je kunt het effect van alle factoren op je prestaties nalezen in ons boek 
Hardlopen met Power!

Het boek luidt een revolutie in op hardloopgebied. Het boek legt de achtergronden en voordelen uit van hardloopvermogensmeters, die momenteel op de markt verschijnen. Net als wielrenners, kunnen hardlopers hun prestaties in de training en in de wedstrijd optimaliseren met de extra informatie van hun wattage!

Van de schrijvers van Het Geheim van Hardlopen en Het Geheim van Wielrennen.
(deze boeken zijn in het Nederlands als ebook beschikbaar.
In het Engels, Duits, Spaans en Italiaans ook als print)

De ISBN nummers van Hardlopen met Power! zijn:
paperback 978-90-821069-7-8
e-book (ePub3) 978-90-821069-8-5
e-book (Adobe DRM pdf) 978-90-821069-9-2
Hans van Dijk en Ron van Megen

  • Deel dit artikel
  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Google+
  • Mail dit artikel:
  • Mail
Auteur
Hans van Dijk & Ron van Megen

Hans van Dijk & Ron van Megen

redactie

Zijn levenslange hardlopers en Delfts ingenieur. Hun passie is om te ontcijferen welke factoren je sportprestaties bepalen en hoe je zo snel mogelijk kunt worden. Zij zijn de auteurs van Het Geheim van Hardlopen, Het Geheim van Wielrennen en Hardlopen met POWER. 

Verplicht Verplicht
Verplicht
  • Nog geen reacties aanwezig.

Loopkalender

19
augustus