Aerodynamisch voordeel van een strakke OSPW kooi op hoge onverharde snelheden
Je fietst op een snelle gravelrace, de gravel spatte onder je banden vandaan, en je zit op een gemiddelde van 38 km/u. Elke pedaalslag voelt krachtig, maar er is iets dat je harder tegenhoudt dan de ondergrond: de wind.
Veel fietsers focussen op wrijving in de ketting, maar vergeten dat je derailleur een soort windmolen wordt op hoge snelheid. Zit er dan echt een voordeel aan die grote, strakke kooi met oversized pulleys? Het antwoord ligt in de grens tussen mechanische winst en aerodynamische verliezen.
De aerodynamische voetafdruk van een standaard derailleur
Stel je eens een standaard achterderailleur voor. Je hebt een smal kooitje met twee kleine pulleys, een verenveer en een wirwar van kabels en boutjes.
Op lage snelheden maakt het niet veel uit, maar zodra je boven de 30 km/u komt, treedt er iets vervelends op: turbulentie.
De luchtstroom die langs je achterwiel en cassette raakt, botst tegen die wirwar van onderdelen. Je standaard derailleur is eigenlijk een open, hoekig object dat de lucht forceert om abrupt van richting te veranderen. Dit creëert zogenaamde 'luchtweerstand fiets' die je niet voelt als zwaarte in de benen, maar wel als een constante druk die je naar achteren duwt.
Het is de reden waarom fietsers met een slanke zadelpen en smalle framebuizen rijden, terwijl hun derailleur als een soort parachute achterop hangt. Zelfs de ketting die los hangt bij het schakelen naar een kleinere krans zorgt voor extra wervelingen.
Hoe een OSPW kooi de luchtstroom beïnvloedt
Dan kom je bij de OSPW: de Oversized Pulley Wheel systemen. De meeste mensen kopen deze voor de wrijvingswinst (die 2-4 watt die je bespaart door minder bochten in de ketting), maar ze veranderen ook de vorm van je derailleur drastisch.
In plaats van een klein driehoekig kooitje heb je nu een veel groter oppervlak met grote, ronde pulleys van bijvoorbeeld 13 of 14 tanden.
Die grotere diameter zorgt ervoor dat de keting minder scherp hoeft te buigen, wat goed is voor de mechanische efficiëntie. Echter, puur qua aerodynamica is een groter oppervlak vaak een nadeel. Tenzij het ontwerp slim is.
Een standaard OSPW kooi is vaak open en bloot. De lucht grijpt zich vast aan de randen van de pulleys en de kooi, wat opnieuw turbulentie oplevert. Het is een trade-off: je wint aan de mechanische kant, maar je kunt verliezen aan de luchtweerstand kant.
Windtunnel tests: OSPW vs standaard kooi
Wetenschappelijke windtunnel tests liegen niet. In tests met zogenaamde 'yaw angles' (hoeken waaronder de wind je treft, want zelden fiets je precies in een windstil gat) wordt duidelijk wat er gebeurt.
Als je rechtop fietst met wind van voren, doet een standaard derailleur het nog redelijk. Maar zodra de wind van opzij komt (vaak het geval door bomen of gebouwen), verandert je derailleur in een zeil. Windtunnel data laat zien dat een standaard OSPW kooi bij snelheden boven de 35 km/u en bij een yaw hoek van 10 tot 15 graden vaak meer weerstand creëert dan een standaard derailleur. De reden?
De open structuur vangt de lucht op tussen de grote pulleys. Tests tonen aan dat dit soms tot 2 à 3 watt extra kan kosten op die hoge snelheden, wat de mechanische besparing van 2-4 watt grotendeels tenietdoet.
Je wint wat aan de ketting, maar verliest het aan de lucht.
Specifieke aero-OSPW modellen voor tijdritten en snelle gravelraces
Gelukkig zijn fabrikanten hier slim op ingespeeld. Ze zijn specifieke 'Aero OSPW' modellen gaan maken.
Dit zijn niet zomaar oversized pulleys; het is een compleet gesloten kooi. Denk aan de CeramicSpeed OSPW Aero of vergelijkbare systemen van merken als Garbaruk of Praxis. Ze hebben een gladde, druppelvormige afwerking en sluiten de openingen tussen de pulleys. Deze gesloten kooien geleiden de lucht netjes langs het systeem, in plaats van er doorheen.
Ze zijn specifiek ontwikkeld voor tijdritten en gravelraces waar de snelheden vaak oplopen tot 45 km/u. De kosten voor zo'n topmodel schommelen tussen de €450 en €650, afhankelijk van het materiaal (aluminium vs carbon). Het is een flinke investering, maar het is de enige manier om de mechanische wrijvingswinst te behouden zonder een aerodynamische straf te krijgen.
Weegt het aero-nadeel op tegen de wrijvingswinst?
Dit is de hamvraag: moet je überhaupt wel een OSPW monteren als je hard gaat? Het antwoord hangt af van je snelheid en ondergrond.
Als je voornamelijk in het bos fietst of op technische trails waar je snelheid lager is, is de mechanische wrijvingswinst van een normale OSPW (zoals die van Wolf Tooth of SRAM) pure winst.
Veelgestelde vragen
De aerodynamica speelt dan geen rol. Maar ga je voor de sprint of een gravelkoers met hoge gemiddeldes, dan verandert de rekensom. Een standaard OSPW kan je op 40 km/u net zo veel watt kosten als het je bespaart.
De netto watt besparing wordt dan nihil of zelfs negatief. Je moet dan kiezen voor een gesloten Aero-OSPW.
De vuistregel: ben je een racer die boven de 35 km/u gemiddeld rijdt? Ga voor Aero. Rijd je recreatief? Dan is een goedkopere, open OSPW (rond de €150 - €250) prima. Is een OSPW aerodynamisch?
Een standaard OSPW is vaak iets minder aerodynamisch dan een standaard derailleur door het grotere oppervlak en de open structuur, tenzij het een specifiek aero-model is. Wat is een Aero OSPW?
Dit is een oversized derailleurkooi met een gesloten, druppelvormig ontwerp.
De pulleys zijn bedekt met een kap die de luchtstroom soepel leidt om luchtweerstand te minimaliseren.
Verlies je watts door een grotere derailleurkooi?
Bij hoge snelheden (boven 35 km/u) kan de extra luchtweerstand van een open kooi een deel van de mechanische wrijvingswinst tenietdoen. Helpt aerodynamica op een gravelbike?
Ja, zeker. Vooral bij gravelraces waar de snelheden vaak boven de 30 km/u liggen, speelt luchtweerstand een grote rol.
Op gravel ben je vaak langer op hoge snelheid dan in een bochtige race. Waarom gebruiken profs een OSPW in tijdritten?
Omdat ze vaak speciale aero-versies gebruiken waarbij de mechanische winst behouden blijft zonder aero-penalty. Ze combineren de lage wrijving met de minimale luchtweerstand.