Aerodynamik der Radkästen

Ist es nicht so das der Luftwiderstand mit der Geschwindigkeit steigt ?
Ja, der Luftwiderstand steigt quadratisch, der Rollwiderstand nut Linear zur Geschwindigkeit. Die Energie pro Strecke ist damit beim Rollwiderstand (ganzbgrob) konstant und steigt beim Luftwiderstand linear).
Ein optimierter Man SL hat bei ca 60km/h die gleiche Leistung für Rollwiderstand und Luftwiderstand. Darunter dominiert der Rollwiderstand. Bei einem Alleweder oder GoOne 3 in gutem Zustand und mit den gleichen Reifen ist der Rollwiderstand ja nicht wirklich größer. Was die Geschwindigkeit reduziert kann also nur Antriebseffizienz und Luftwiderstand sein. Haben wir jetzt bei gleicher Tretleistung eine niedrigere Geschwindigkeit, aber wegen der niedrigeren Geschwindigkeit auch geringeren Rollwiderstand, dann muss da so viel Leistung verloren gegangen sein, dass die sicher nicht nur im. Antrieb flöten gegangen ist, also muss der Luftwiderstand trotz der niedrigeren Geschwindigkeit mehr Leistung fressen. Wie haben also weniher Leistung für den Rollwiderstand, mehr Leistung für den Luftwiderstand, also dominiert der Luftwiderstand deutlich und vermeintlich kleine Verbesserungen können sich deutlich bemerkbar machen.

Wir lernen: Ob bei einem Fahrzeug lieber Antriebsverlust und Rollwiderstand oder Luftwiderstand optimiert werden sollten, hängt nicht nur davon ab, wie schnell (man) es fährt, sondern wie nah am Maximum man es fährt. (Und natürlich mit welcher Mühe man da was optimieren kann. Wenn ein Lager einer Umlenkrolle hakt, sollte man es natürlich ersetzen, aber Radscheiben bringen mehr als Keramik-Kugellager.)

Hast Du die Arbeit zu dem Solarauto mal überflogen? Da geht es genau darum ;-)
Öhm… Die Bilder angeguckt. :ROFLMAO:
 
Leistung Rollwiderstand ist proportional zur Geschwindigkeit
Energie pro Zeit propoetional zu weg pro Zeit
Energie proportional zu Weg, also von der Geschwindigkeit unabhängig

Leistung Luftwiderstand ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit
Energie pro Zeit proportional zu Quadrat aus (Weg pro Zeit)
Energie proportional zu Weg mal Geschwindigkeit, so Linear zur Geschwindigkeit

Und Antriebsverluste?
 
Also alles nochmal von vorn:

Die Rollwiderstandskraft ist konstant und praktisch unabhängig von der Geschwindigkeit.
Die Luftwiderstandskraft wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit.

Da Arbeit, also Energie gleich Kraft mal Weg ist, ist für eine bestimmte Strecke auch die Energie pro Strecke konstant bzw. quadratisch abhängig von der Geschwindigkeit für den Luftwiderstand.
Wenn man doppelt so schnell fährt, legt man pro Stunde die doppelte Strecke zurück, benötigt also doppelt soviel Rollenergie - sie steigt linear mit der Geschwindigkeit.

Die Leistung steigt beim Rollwiderstand auch linear mit Geschwindigkeit und beim Luftwiderstand kubisch mit v³.

Die zusätzlichen Antriebsverluste in Watt betragen wenige Prozent der Gesamtleistung.
 
Die Rollwiderstandskraft ist konstant und praktisch unabhängig von der Geschwindigkeit.
das ist aber doch ein vereinfachtes Modell.
Beim Abrollen wird der Reifen durchgewalkt. Das ist m.W. linear abhängig von der Geschwindigkeit. Ist es zumindest auch laut der Firma Schwalbe - auf dem Diagramm sieht man auch, dass bereits bei 20 km/h der Luftwiderstand eines "normalen Rads" deutlich größer als der Rollwiderstand ist und bei 30 km/ natürlich erst recht

rollwiderstand_diagramm_1.jpg
 
das ist aber doch ein vereinfachtes Modell.
Wie liest man dazu immer? "statischer und dynamischer Anteil am Rollwiderstand"? Aber der dynamische(?) soll ja so gering sein, dass für die meisten Zwecke die lineare Annäherung reicht?

Die Luftwiderstandskraft wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit.
Die Leistung steigt […] beim Luftwiderstand kubisch mit v³.
Öh, echt jetzt? Ich dachte immer, die Kraft steigt linear zur Geschwindigkeit, die Leistung damit im Quadrat!? Wie konnte ich das bloß so missverstehen!? o_O Ich schiebe die Schuld darauf, dass sich alle immer unpräzise ausdrücken! :X3:
Jetzt muss ich vielleicht manches nochmal überdenken...
 
Die Luftwiderstandskraft steigt im Quadrat mit der Geschwindigkeit. Formel enthält v^2
Energie ist Kraft mal weg.
Leistung Energie pro Zeit, ist eine Ableitung nach der Zeit weiter. Formel enthält v^3
Aber den Unterschied verpackt unser Hirn beim Abschätzen eh nicht.
 
Deswegen ist es besser mit konstanter Kraft zu beschleunigen als mit konstanter Leistung, also Strahltriebwerk statt Elektromotor!

Bergab rollen statt selber treten!
 
This is a very interesting thread and I am thinking about my options:

- Agilo prototype is shown in photos with the Vredestein Go-Cycle (50-406), folding tyre which fills the wheel well cutout. I have Tryker 40-406 for the moment, and until they wear out, so I will have a larger gap.Later I will mount 47-50 diameter tyres.
- I will fill in the ends of the steering tunnel with a flexible material to keep water and dirt out - that will also keep air out.
- the large cutout in the bottom has always troubled me and I thought about leaving the wood in during building and only cutting out what needs to be when I mounted the wheels. I have built according to plans however.
- I need aerodynamic advantage for climbing (you can climb at 24 km/h with a strong motor) and on the plain. I don't want too much when going down the local hills which are mostly over 3-4%...

So I need removable wheel well covers for the bottom of the well and easily removable wheel disks for when I drive locally. When I drive to the north I will mount the aerodynamic improvement devices.
 
For the wheeldisks u could use those cloth covers. They clip in plastic thingies that fit on the spokes. Clipping in and out does not take long, but i doubt the thin plastic clips will survive that for a very long time. It is just cloth streched around a thin fiberglass rod ( kite material) Here a the bottom of the page https://www.velomobiel.nl/onderdelen/

Here a tutorial about building al kinds of disks.


Greetings, Jeroen
 
Ich finde "Radkasten zu machen " eher schlecht, da die Luft, die "reingescheffelt" und durch ev. Bremsen erwärmt und damit auch ausdehnt, nicht weg kann. ( dann noch das Problem mit dem Ableiten nach außen ohne die Strömung an der Außenhülle negativ zu beeinflussen) Mögliche Ansätze bei offenen Radkästen habe ich beim DFquatro (oder wie das heißt) mit den für mich gewöhnungsbedürftigen Querstreifen gesehen. Vielleicht wäre (bei geschlossenen Radhäusern) die Ableitung der Luft durch den Innenraum des VM über sog. Leitungen (die auch als Verstärkung knapp unterhalb des Süllrandes dienen könnten) entlang nach hinten, und dann am Fahrzeugheck rausgelassen wird, eine Möglichkeit.
Nur so als laienhafter Einwurf.
Grüße
Maik
 
I thought about that - because of all the braking I will have to do - and an extractor hole on the bottom is my preferred solution. Or, because the hot air rises, it will find a way out between the top of the tyre and the wheel arch.
 
@nerudus : keine Sorge, dichter zu als beim Milan wird man wohl kaum schaffen. Nur bei dem kurz vorgestellten Ansatz, die Laufräder in eng anliegende Radkästen zu verpacken, die dann ihrerseits in konventionellen Radhäusern stehen (und mit der Lenkung mitgehen), wird man sich etwas ausdenken müssen. Bei Neukonstruktionen kann das durchaus eine kontrollierte Zu- und Abfuhr von Luft sein. Macht man bei Autos ja ebenfalls.

but i doubt the thin plastic clips will survive that for a very long time.
The clips on my bike are at least from 2010. When i bought the bike, one or two of them were broken. which is not noticeable in practice. I am a bit unsure wether a) the step from the wider rim to the wheel cover has a noticeable effect on drag and b) wether discs mounted on the flanks of the rims offer more space for the pump head.
 
Die flexibele scheiben kann mann einfach ausnehmen. Wenn mann das gelegentlich macht kein problem, aber wenn das mehrmals am tag gemacht wird leiden die teilchen. Irgendwann ist es dann schluss. Die fest an die flanke verleimte scheiben geben in theorie etwas meht platz, das dunne gewebe der radscheiben verformt sich einfach, und zieht wieder nach.

Die feste scheiben sind schneller, aber wie viel?

Grusse, Jeroen
 
Sicher kann man unten mit einer passend zugeschnittenen Platte etwas zumachen.
Wenn man dann noch eine passende Platte an der Lenkplatte anbringt, die mit dem Rad mitgeht und mit der von Dir gezeichneten Platte überlappt, ist der Spalt unten annähernd ganz verschlossen.
 
Nur leider hängt diese latte an der Federung - der Abstand ist also veränderlich. Außerdem muss sich außerhalb der Karosserie liegen, weil innen die Wände der Radkästen im Weg sind.
 
Nur leider hängt diese latte an der Federung - der Abstand ist also veränderlich. Außerdem muss sich außerhalb der Karosserie liegen, weil innen die Wände der Radkästen im Weg sind.
Ja, also außerhalb der Karosserie, mit dem Unterboden überlappend und bei normaler Last am Unterboden anliegend. Je größer die Platte, desto besser kann sie den ohnehin geringen Federweg ausgleichen. Vielleicht kann man sie sogar (verschiebbar) ankleben?
 
das ist aber doch ein vereinfachtes Modell.
Beim Abrollen wird der Reifen durchgewalkt. Das ist m.W. linear abhängig von der Geschwindigkeit. Ist es zumindest auch laut der Firma Schwalbe - auf dem Diagramm sieht man auch, dass bereits bei 20 km/h der Luftwiderstand eines "normalen Rads" deutlich größer als der Rollwiderstand ist und bei 30 km/ natürlich erst recht

rollwiderstand_diagramm_1.jpg
Wo habe ich was vereinfacht?
Warum präsentierst du hier ein Diagramm eines Radfahrers samt Fahrrad, wo es dir doch lediglich um den Reifen geht?
Nur die Linie '1' ist hier interessant und die ist mit konstanter Rollwiderstandskraft.

Falls dich die Geschwindigkeitsabhängigkeit und die Ventlationsverluste eines Laufrads interessiert, kannst du dies beim Rollenprüfstand von @Leonardi nachlesen.
 
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