Fietst het zwaarder met zijwind dan zonder?

[Bartjes]

Een spoorrails houdt je dan sowieso op koers. Dan is het eventuele tegensturen ook niet meer aan de orde.
 
Laten we maar van een driewieler op de gewone weg uitgaan.

[Jan van de Velde]

En dan vraag je dus feitelijk: is een zijwind sterk genoeg om een rubberwiel zijdelings te doen schuiven.
 
Misschien wel. Met een profielloze band geloof ik daar enit zo in, maar die profielblokjes zouden in contact met de weg en onder zijdelingse druk  wat weg kunnen buigen zodat het volgende blokje al wat zijdelings de weg raakt. 
 
schematisch:
 

bandprofiel 1434 keer bekeken

 
blokje 1 dat de weg raakt buigt zijdelings weg onder de winddruk op de fiets erboven, blokje 2, door de draaiing van het wiel onderweg naar de grond, hangt nog recht naar beneden, en zal dus een tikje benedenwinds van blokje 1 "neergezet" worden. 
 
Dat zal steeds om fracties van millimeters gaan, maar met ettelijke blokjes per rotatie en een aantal rotaties zou dat best een meetbare zijdelingse koersafwijking kunnen geven. 

[Bartjes]

Interessante beschouwing!
 
Door tegen te sturen zou je de fiets dan (gemiddeld) toch op het rechte spoor houden. Blijft de vraag of de fietser daar dan harder bij moet trappen...

[Benm]

Van de praktische aspecten van fietsen heb ik niet zoveel verstand, maar ik neem aan dat een soorgelijk mechanisme op gaat voor auto's.

Als je over een snelweg rijdt en wind ervaart die loodrecht op je rijrichting staat moet je absoluut stuurcorrecties maken om binnen de rijstrook te blijven. Bij een constante wind is die correctie niet zo groot, maar als je bijvoorbeeld een vrachtwagen inhaalt (die je afschermt van de wind zolang je ernaast rijdt) merk je wel degelijk dat je moet corrigeren zodra je er voorbij bent. Zou je het stuur exact recht houden dan ging je zonder meer de vangrail in.

Nu mag je niet op slicks op de openbare weg rijden, maar autobanden zijn in de regel wel zo gebouwd dat er op ieder moment contact is tussen de banden en de weg, anders dan het 'tandwiel' in de schets van Jan. Ik denk overigens dat het op slicks zonder enig profiel ook verschil zou maken: ook die hebben geen oneindige wrijvingscoefficient, hetgeen direct bewezen is door het feit dat je uberhaupt kunt sturen met dit type banden. Zou er geen enkele speling zijn dan was het niet mogelijk te sturen zonder te slippen, gezien bij sturen de binnenkant van een band langzamer beweegt tov de weg vergeleken met de buitenkant.

[Dommerik]

Qua krachtenplaatje maakt het niet uit of je geen wind of wind van negentig graden opzij hebt. Stuurcorrecties is evenmin aan de orde; de energie daarvoor komt sowieso uit de ramen. Vervorming van de banden lijkt me evenmin aannemelijk. My 2 pennies.
Wat ik echter nog niet heb gelezen zijn gevolgen van turbulentie van opzij komende wind?

[Benm]

Ik doelde niet op de energie die nodig is om aan het stuur te draaien (al komt die bij stuurbekrachtiging wel goeddeels uit de motor).

Stel dat je je stuur bijv een paar graden tegen de wind in moet draaien om rechtdoor te gaan, heb je dan geen situatie die deels vergelijkbaar is met een boot die vaart met de wind haaks erop (en door het roer moet corrigeren)?

Uiteraard is bij een auto de benodigde kracht om vooruit/achteruit te versnellen kleiner dan die om dat zijwaards te doen, maar het is ook geen trein die vastzit in een rail.

[Michel Uphoff]

Turbulentie.

 
Goede opmerking.
 
Volgens mij maakt die extra turbulentie wel degelijk uit, en is opsplitsen van de vector in een component tegen de rijrichting in en een dwars op de rijrichting (die dan geen negatief effect zou hebben) niet voldoende.
Dat zou redelijk eenvoudig te testen zijn door een fietswiel te nemen en in stilstand rond te draaien, rijsnelheid nul.
Vervolgens hetzelfde te doen met een dwarswind haaks op dat wiel, rijsnelheid nog steeds nul, maar de turbulentie gaat m.i. dan wel degelijk uitmaken en het wiel staat eerder stil (even afgezien van mogelijk grotere wrijvingsweerstand in het wiellager).
 
Bij geen wind of recht tegen de wind in fietsen kan de achterkant van het wiel zich verschuilen achter de voorkant, bij zijwind met dezelfde vectorgrootte in de rijrichting kan dat m.i. minder of niet.

[Jan van de Velde]

Nu mag je niet op slicks op de openbare weg rijden, maar autobanden zijn in de regel wel zo gebouwd dat er op ieder moment contact is tussen de banden en de weg, anders dan het 'tandwiel' in de schets van Jan. 

Ik schets geen tandwiel, slechts een schematische weergave van hoe ik denk dat profieldelen in rubberbanden vervormd worden als gevolg van zijwaartse krachten. Ik kan die profielblokjes wel zó klein weergeven dat er steeds 20 in contact zijn met het wegdek maar dat maakt de tekening er ook niet duidelijker op. 
 
 

Ik denk overigens dat het op slicks zonder enig profiel ook verschil zou maken: ook die hebben geen oneindige wrijvingscoefficient, hetgeen direct bewezen is door het feit dat je uberhaupt kunt sturen met dit type banden. 

er is ook geen oneindige wrijvingscoëfficiënt nodig om niet "af te drijven", slechts een wrijvingscoëfficiënt die groot genoeg is om dusdanige wrijvingskrachten te veroorzaken dat die groter zijn dan de zijwaartse windkracht. Anders zou elk langparkeerterrein na een weekje een zootje wezen.
 
Bij stilstaande auto's sturen wielen véél zwaarder dan bij rijdende (wat ik me nog duidelijk herinner uit de tijd dat stuurbekrachtiging nog geen standaardaccessoire was) en dat kan alles te maken hebben met het feit dat bij een stilstaande band opeenvolgende profieldelen geen "stapjes opzij" kunnen maken zoals in mijn achteraanzichtschets.

[WillemB]

Ik fiets ook best veel, en kan bevestigen dat zijwind inderdaad meer kracht kost.
 
Wat ik nog niet voorbij heb zien komen is de fietser zelf, deze vangt de meeste wind.
De fietser is niet plat, maar heeft  allerlei vormen, volgens mij gaat wel degelijk een zeil effect optreden.
Ook afhankelijk van de kleding wellicht.
 
...Iemand met aero dynamische kennis die daar eens naar kan kijken?

[Bartjes]

Bij zéér harde zijwind draai ik mijn bovenlichaam wel eens zodanig dat dit als zeil functioneert. Dan hoef ik inderdaad nauwelijks meer te trappen. Zo kan het dus ook. Maar het sturen gaat dan lastiger, en het ziet er ook niet uit.
 
Voor dit topic veronderstel ik dat de fietser geen speciale poses aanneemt.

[Jan van de Velde]

Ik fiets ook best veel, en kan bevestigen dat zijwind inderdaad meer kracht kost.
 

onderbouw dat eens met metingen ipv op gevoel? 

[Bartjes]

Hebben we hier iets aan?
 
http://www.boson.nl/bulletin/bulletin-201409-luchtwrijving.html

[Benm]

Ik schets geen tandwiel, slechts een schematische weergave van hoe ik denk dat profieldelen in rubberbanden vervormd worden als gevolg van zijwaartse krachten. Ik kan die profielblokjes wel zó klein weergeven dat er steeds 20 in contact zijn met het wegdek maar dat maakt de tekening er ook niet duidelijker op. 
 
...

Bij stilstaande auto's sturen wielen véél zwaarder dan bij rijdende (wat ik me nog duidelijk herinner uit de tijd dat stuurbekrachtiging nog geen standaardaccessoire was) en dat kan alles te maken hebben met het feit dat bij een stilstaande band opeenvolgende profieldelen geen "stapjes opzij" kunnen maken zoals in mijn achteraanzichtschets.

Dan had ik je schets wellicht verkeerd begrepen. Het leek er een beetje op alsof het ene blokje loskomt van het wegoppervlak voordat het volgende contact maakt en je daar dus een moment hebt waarbij de zijwaartse wrijving minimaal is.

De kracht benodigd om te sturen bij stilstand is ook aanzienlijk groter als er geen profiel op de banden zit. Probeer het maar eens in een kart die op slicks staat - die hebben normaliter geen stuurbekrachtiging en dan merk je het verschil tussen sturen bij stilstand en (langzaam) rijden direct.

[WillemB]

onderbouw dat eens met metingen ipv op gevoel? 

 
In de jaren 70 hadden we op de middelbare school een soort gelijke opdracht.
We konden het alleen niet goed in de praktijk testen, met onze mechanische snelheidsmeters op de fiets.
Nu zou dat eenvoudige zijn met trapkracht sensoren zoals op de elektrische fiets.
 
Maar het ging als volgt:
- stel een fietser die voor een constante snelheid van 20 km/uur, zonder wind,  x joule vermogen moet produceren.
- stel het frontale wind oppervlak van de fietser op a m2 
- stel het zij wind oppervlak op b m2
- er werden windsnelheden ed. vastgesteld, maar is nu even niet relevant.
 
We konden de winddruk y uitrekenen voor frontaal en onder verschillende hoeken voor zowel het front vlak als zij vlak.
De eis daarbij was steeds dat de fietser 20 km/uur zou blijven rijden.
 
Zolang de wind van voren of van achteren komt is het voor iedereen duidelijk, dat de kracht van de fietser wijzigt.
onder hoeken van 45 van voren is ook nog allemaal duidelijk.
 
Dan ga je spelen met vectoren, richting 90 graden ( of 270)
 
Hier in dit vraag stuk, is alleen de zij wind relevant,
dan is er alleen winddruk op het zij vlak, die je kan berekenen, stel van rechts,
dan zal de resultante naar links gaan, de fietser zal dit moeten corrigeren, door
naar rechts te sturen, om deze zij kracht te compenseren.
 
Het feit dat de fietser deze zij wind kracht moet compenseren anders gaat hij links de sloot in, zal zijn kracht moeten toenemen,
om de resultante recht uit op de weg te houden.

[Jan van de Velde]

 
Hier in dit vraag stuk, is alleen de zij wind relevant,
dan is er alleen winddruk op het zij vlak, die je kan berekenen, stel van rechts,
dan zal de resultante naar links gaan, de fietser zal dit moeten corrigeren, door
naar rechts te sturen, om deze zij kracht te compenseren.
 
Het feit dat de fietser deze zij wind kracht moet compenseren anders gaat hij links de sloot in, zal zijn kracht moeten toenemen,
om de resultante recht uit op de weg te houden.

Dat is nou juist wat helemaal nog niet zo duidelijk waar is. Feit is dat auto's op parkeerterreinen ook bij aanhoudend sterke wind netjes op hun plaats blijven, niet gaan schuiven. De schuifwrijving is dus groot genoeg om een auto niet zijwaarts te doen schuiven als gevolg van enige normale dwarswind. De zijwaartse component kan dus geheel worden opgeheven door de schuifwrijving, alsof het voertuig op rails zou rijden, en dus zonder enige invloed op de snelheid te hebben. Auto's en fietsen zijn geen vliegtuigen, die overigens wél, en wel volledig, voor zo'n zijwaartse component moeten compenseren middels een koerscorrectie.