Effects of body position and bicycle frames on cycling performance in triathlon - Schena, F.; Tregnaghi, P.; Capelli, C. (Symposium Européen Triathlon Sydney 2000, 1998)
Ziel der Studie war die Messung der mechanischen Effektivität des Fahrens mit Triathlon- und traditionellen Rennrädern. Zu diesem Zweck wurden mechanische Leistung und Energieverbrauch bei verschiedenen submaximalen Geschwindigkeiten bei 7 Fahrern auf der Bahn gemessen. Die Probanden waren indifferentes Training auf traditionellen bzw. Triathlonrädern gewohnt, sie hatten ähnliche Körpermaße, wodurch die Tests auf den selben zwei Rädern durchgeführt werden konnten. Mittels eines telemetriuischen Systems wurden metabolische und ventilatorische Parameter gemessen, die mechanische Leistung wurde über ein Meßpedal registriert. Fotoaufzeichnungen gaben Auskunft über die Körperhaltung der Athleten auf dem Rad, woraus das aerodynamische Profil berechnet wurde. Jeder der Testteilnehmer absolvierte mindestens 8 Geschwindigkeiten von 24 bis 42 km/h (Dauer 3 min zum Erreichen von steady-state Bedingungen). Die mechanische äußere Energie pro Strecke wurde aus der Ratio Leistung:aktuelle Geschwindigkeit ermittelt. Das individuelle Verhältnis zwischen mechanischer Leistung (w) und Geschwindigkeit (v) wurde beschrieben durch die Formel w = Rr + k v². Rr stellt dabei den Rollwiderstand dar, k v² repräsentiert die Leistung zur Überwindung des Widerstandes. k ist proportional zur Luftdichte, zur Frontalfläche des Sportlers auf dem Rad sowie zum Widerstandskoeffizienten. Die mittleren Werte für k betragen 0,178 +/-0,021 für Triathlonräder und 0,187 +/-0,017 für traditionelle Rennräder. Damit war w als Leistung zur Überwindung des Widerstands beim Fahren eines Triathlonrades um etwa 5% geringer als beim Fahren eines traditionellen Rennrades. Die Frontalfläche war beim Fahren des traditionellen Rades signifikant größer als bei Verwendung des Triathlonrades, während der mittlere Widerstandskoeffizient sich im Vergleich beider Bedingungen nicht unterschied. Damit ist die bei Verwendung eines Triathlonrades geringere Leistung zur Überwindung des Widerstandes auf eine geringere dem selbsterzeugten Wind entgegenstehende Fläche zurückzuführen, nicht aber auf einen niedrigeren Widerstandskoeffizienten. Abschließend wurde die mechanische Nettoeffektivität aus den Ratios w : Energieverbrauch des Vortriebs pro Streckeneinheit (C, J/m) berechnet. C wurde aus dem Wattäquivalent des gemessenen VO2 über dem Sauerstoffverbrauch in Ruhe geteilt durch v ermittelt. Die Effektivität erwies sich bei der höchsten Geschwindigkeit (40 km/h, d.h. einer Geschwindigkeit ähnlich der im Wettkampf auf flacher Strecke) als gleich bei Verwendung der beiden unterschiedlichen Räder. Schlußfolgerung: Die gewonnenen Daten zeigen, daß der Einsatz eines Triathlonrades einen aerodynamischen Nettovorteil bringt, der einen signifikanten Geschwindigkeitsgewinn bei Verausgabung einer bestimmten Energiemenge bringt. Die Folgen der Körperhaltung auf die Muskeln der beim Radfahren eingesetzten unteren Extremitäten könnten eine wesentliche Auswirkung auf das darauffolgende Laufen haben.