Aerodynamikk for sykling: CdA, rulle og optimalisering av sittestilling

Luftmotstand: Den dominerende kraften i sykling

Ved hastigheter over 25 km/t er luftmotstand den primære kraften du må overvinne. På flatt terreng i 40 km/t går omtrent 80–90 % av kraften din til å dytte luft unna – ikke til å overvinne rullemotstand eller tyngdekraft.

Dette betyr at aerodynamiske forbedringer gir enorm avkastning for landeveissyklister, tempo- og triatlonutøvere. En 10 % reduksjon i luftmotstand kan spare 20–30 watt i rittfart – noe som tilsvarer måneder med trening.

Fordeling av kraft i 40 km/t (flat vei):

  • Luftmotstand: 80–90 % av total kraft
  • Rullemotstand: 8–12 % og total kraft
  • Tap i drivverk: 2–5 % av total kraft

Ved høyere hastigheter øker luftmotstanden kubisk, mens rullemotstanden forblir konstant. Aerodynamikk blir dermed enda viktigere jo raskere du sykler.

Kraft-ligningen

Luftmotstandskraften beskrives av denne fundamentale fysikkformelen:

Formel for luftmotstand (Drag Force)

Fdrag = ½ × ρ × CdA × V²

Hvor:

  • ρ (rho): Lufttetthet (~1,225 kg/m³ ved havnivå og 15 °C)
  • CdA: Luftmotstandsareal (m²) = Luftmotstandskoeffisient × Frontalflate
  • V: Hastighet i forhold til luften (m/s)

Kraft som trengs for å overvinne luftmotstand

Paero = Fdrag × V = ½ × ρ × CdA × V³

Viktig innsikt: Kraftbehovet øker med kuben av hastigheten. Å doble farten krever 8 ganger mer kraft for å overvinne luftmotstanden.

Eksempel: Det kubiske forholdet

Syklist med CdA på 0,30 m² ved ulike hastigheter (havnivå, ingen vind):

  • 20 km/t: 12 W for å overvinne luftmotstand
  • 30 km/t: 41 W for å overvinne luftmotstand
  • 40 km/t: 97 W for å overvinne luftmotstand
  • 50 km/t: 189 W for å overvinne luftmotstand

Analyse: Å øke farten fra 40 til 50 km/t (25 % økning) krever 95 % mer kraft på grunn av det kubiske forholdet!

CdA-verdier etter sittestilling

CdA (luftmotstandsareal) er produktet av din luftmotstandskoeffisient (Cd) og din frontalflate (A). Det måles i kvadratmeter (m²) og representerer den totale aerodynamiske motstanden du skaper.

Lavere CdA = raskere ved samme kraftutgang.

Stilling / Oppsett Typisk CdA (m²) Watt spart vs. hendlene i 40 km/t
Oppreist (på hendlene, avslappet) 0,40–0,45 Grunnlinje (0 W)
På hendlene (bøyde albuer) 0,36–0,40 5–10 W spart
I bukken (hendene nede) 0,32–0,36 10–20 W spart
Tempobøyle (tempo-stilling) 0,24–0,28 30–50 W spart
Proff tempospesialist 0,20–0,22 50–70 W spart
Banesyklist (optimalt) 0,18–0,20 70–90 W spart

Hva består CdA av?

Luftmotstandskoeffisient (Cd)

Hvor «glatt» du er. Påvirkes av:

  • Kroppsstilling (vinkel på overkropp, hodeposisjon)
  • Klær (temporakt vs. flagrende trøye)
  • Sykkelrammens form
  • Integrering av komponenter (kabler, flasker)

Frontalflate (A)

Hvor mye «plass» du tar sett forfra. Påvirkes av:

  • Kroppsstørrelse (høyde, vekt, bygning)
  • Avstand mellom albuer
  • Skulderposisjon
  • Sykkelens geometri

CdA-målinger fra virkeligheten

Profesjonelle syklister i vindtunnel:

  • Chris Froome (tempostilling): ~0,22 m²
  • Bradley Wiggins (banesykling): ~0,19 m²
  • Tony Martin (tempospesialist): ~0,21 m²

Typiske verdier for amatører:

  • Mosjonist (på hendlene): 0,38–0,42 m²
  • Aktiv rytter (i bukken): 0,32–0,36 m²
  • Konkurranserytter tempo (tempobøyle): 0,24–0,28 m²

💡 Enkel gevinst: Sykle nede i bukken

Bare ved å flytte hendene fra hendlene til bukken reduseres CdA med rundt 10 % (0,36 → 0,32 m²). I 40 km/t sparer dette ca. 15 W – helt gratis fart uten utstyrsendringer.

Tips: Tren på å ligge komfortabelt i bukken over lengre tid. Start med intervaller på 10–15 minutter og øk gradvis.

Fordeler med å ligge på hjul: Vitenskapen bak rulling

Å ligge på hjul (rulle/ligge i dragsuget) er den mest effektive måten å redusere luftmotstanden på. Rytteren foran skaper en sone med lavt trykk bak seg, noe som reduserer motstanden for rytterne bak.

Wattbesparelse etter posisjon i feltet

Posisjon i rekka (rulla) Wattbesparelse Merknader
Forrest (drar) ~3 % spart Liten fordel av eget dragsug, gjør det meste av jobben
2. mann 27–40 % spart Enorm fordel ved å ligge 0,5–1 m bak lederen
3.–4. mann 30–45 % spart Økende fordel jo lenger bak man ligger
5.–8. mann 35–50 % spart Optimal posisjon – beskyttet, men ikke for langt bak
Siste mann (liten gruppe) 45–50 % spart Maksimal effekt i grupper under 5 personer

Optimal avstand ved rulling

Avstand bak lederen

  • 0,3–0,5 m (overlap): Maksimal effekt (~40 % spart), men høy risiko for velt
  • 0,5–1,0 m (halv sykkel-lengde): Utmerket effekt (~35 % spart), tryggere
  • 1,0–2,0 m (én sykkel-lengde): God effekt (~25 % spart), komfortabelt
  • 2,0–3,0 m: Moderat effekt (~15 % spart)
  • > 3,0 m: Minimal effekt (< 10 % spart)

Rulling i sidevind

Vindretningen endrer den optimale posisjonen på hjulet:

🌬️ Motvind

Ligg rett bak rytteren foran. Vinden kommer forfra, dragsuget er rett bakover.

↗️ Sidevind fra høyre

Ligg litt til venstre for rytteren foran (på lesiden). Vinkelen på dragsuget endres med vinden.

↖️ Sidevind fra venstre

Ligg litt til høyre for rytteren foran (på lesiden).

Proff-tips: I «vifter» (formasjoner i sidevind) stiller rytterne seg diagonalt for å skjerme hverandre. Dette er grunnen til at feltet ofte sprekker opp når det er mye vind.

Å ligge på hjul i klatringer

Mange tror at det ikke hjelper å ligge på hjul i bakker, men det gir fortsatt betydelige fordeler, spesielt i moderate stigninger (5–7 %) og ved høyere hastigheter (over 20 km/t).

Forskningsfunn (Blocken et al., 2017):

I en 7,5 % stigning ved 6 m/s (21,6 km/h):

  • Ligg på hjul 1 m bak: 7,2 % wattbesparelse
  • Ligg på hjul 2 m bak: 2,8 % wattbesparelse

Betydning: Selv i bakker teller det å sitte på hjul. Ved 300 W betyr 7 % besparelse 21 W – det er mye!

Når hjelper det lite å ligge på hjul?

  • Veldig bratte bakker (10 %+): Farten er for lav (< 15 km/h), luftmotstanden er minimal sammenlignet med tyngdekraften
  • Tekniske utforkjøringer: Sikkerhet og sporvalg er viktigere enn aerogevinst
  • Temporitt: Her er det som kjent ikke lov å ligge på hjul!

🔬 Vitenskapelig grunnlag

Blocken et al. (2017) brukte Computational Fluid Dynamics (CFD) for å modellere fordelene ved å ligge på hjul i ulike formasjoner. Hovedfunn:

  • Effekten faller eksponentielt utover 2 meters avstand
  • Større grupper gir bedre beskyttelse (opp til ca. 8 ryttere)
  • Å sykle to i bredden er mindre effektivt enn å sykle på én rekke

Kilde: Blocken, B., et al. (2017). Riding Against the Wind: A Review of Competition Cycling Aerodynamics. Sports Engineering, 20, 81-94.

Optimalisering av sittestilling: Lavere, smalere, jevnere

Kroppen din står for ca. 70–80 % av den totale luftmotstanden (sykkelen er kun 20–30 %). Små endringer i sittestilling kan gi store utslag.

Viktige elementer i sittestillingen

1. Vinkel på overkroppen

Lavere = raskere (men komfort er viktig for å kunne yte kraft over tid)

  • Landevei (på hendlene): ~45–50° vinkel fra vannrett
  • Landevei (i bukken): ~35–40° vinkel
  • Temporitt: ~20–30° vinkel
  • Banesykling: ~10–15° vinkel (ekstremt)

Avveining: En lavere stilling reduserer frontalflaten og bedrer Cd, men:

  • Kan begrense pusten (redusert lungekapasitet)
  • Kan begrense kraftutviklingen (hoftvinkelen blir for spiss)
  • Er vanskeligere å holde over lang tid

Mål: Finn den laveste stillingen du klarer å holde gjennom hele rittet uten at det går utover kraft eller komfort.

2. Albuebredde

Smalere = mindre frontalflate = raskere

  • Brede albuer (på hendlene): Stor frontalflate
  • Smalere albuer (i bukken / på tempobøyle): Redusert frontalflate med 10–15 %

En tempobøyle tvinger naturlig albuene inn (skulderbredde eller mindre). I bukken på en vanlig landeveissykkel bør du bevisst trekke albuene inn.

3. Hodeposisjon

Vinkelen på hodet påvirker både CdA og komfort i nakken:

  • Hodet opp (ser langt frem): Tar mye vind, øker CdA
  • Hodet nøytralt (ser 5–10 m frem): Mer strømlinjeformet, reduserer CdA med 2–3 %
  • Hodet ned (haka inn mot brystet): Mest aero, men du ser ikke veien – farlig!

Tips: Se med øynene, ikke ved å løfte hele hodet. Trekk haka litt inn for å flate ut nakkevinkelen.

4. Ryggposisjon

En flat, vannrett rygg gir mindre motstand enn en krummet rygg:

  • Krum rygg: Skaper mer turbulens bakover, øker Cd
  • Flat rygg: Jevnere luftstrøm, lavere Cd

Slik får du det til: Bruk kjernemuskulaturen, rotér bekkenet forover og tøy bakside lår slik at du kan ligge lavere uten å krumme ryggen for mye.

⚠️ Aero vs. kraft: Balansegangen

Den mest aerodynamiske stillingen er ikke alltid den raskeste. Hvis en ekstrem stilling reduserer kraften din med 10 %, vil du totalt sett sykle saktere.

Eksempel: Hvis din vanlige tempostilling tillater 300 W, men en mer aggressiv stilling kun tillater 280 W, må du regne på:

  • Stilling A (CdA 0,26, 300 W) → Hastighet X
  • Stilling B (CdA 0,24, 280 W) → Hastighet Y

Du må teste hva som er raskest – aerogevinsten må være større enn tapet i watt. Bruk virtuell høydemetode eller vindtunnel.

Utstyrsvalg: Marginale gevinster som summeres opp

Etter at sittestillingen er optimalisert, kan utstyr gi ytterligere 2–5 % reduksjon i CdA. Dette betyr mest:

1. Hjulprofil vs. vekt

Hjulsett Aerogevinst Vektulempe Beste bruksområde
Lav profil (30 mm) Grunnlinje Lettest Klatring, sidevind, allsidighet
Mellomhøy profil (50–60 mm) 5–10 W spart i 40 km/t ~200–400 g tyngre Landeveisritt, gateritt, flate temporitt
Høy profil (80 mm+) 10–20 W spart i 40 km/t ~400–700 g tyngre Flate temporitt, triatlon, lite vind
Platehjul (bak) 15–30 W spart i 40 km/t ~600–1000 g tyngre Tempo/triatlon (flatt, ikke mye sidevind)

Tommelfingerregel: På flate løyper over 35 km/t er aerohjul raskere. I bakker med mer enn 5 % stigning er lette hjul raskere. Sidevind krever lavere og mer stabile hjul.

2. Aerorammer

Moderne aerorammer (kontra tradisjonelle rammer med runde rør) sparer 10–20 W i 40 km/t gjennom:

  • Dråpeformede rør (airfoil)
  • Skjulte vaiere og kabler
  • Senkede setestag
  • Aerodynamiske setepinner

Kostnadsvurdering: En aeroramme koster ofte mange tusenlapper og sparer 15 W. Optimalisering av sittestilling (gratis) kan spare 30–50 W. Prioritér riktig!

3. Valg av hjelm

Aerohjelm kontra vanlig hjelm:

  • Tempo-hjelm: 15–30 sekunder spart på 40 km tempo
  • Aero-landeveishjelm: 5–10 sekunder spart på 40 km

Dette er en av de rimeligste måtene å «kjøpe» seg fart på (€150–300 for betydelig gevinst).

4. Klær

Bekledning Effekt på CdA Watt spart i 40 km/t
Løs trøye + shorts Grunnlinje 0 W
Tettsittende konkurransetrøye -2 % CdA ~5 W
Temporakt (skinsuit) -4 % CdA ~10 W
Proff temporakt (teksturert stoff) -5 % CdA ~12 W

En temporakt fjerner flagring og gir jevnere luftstrøm. Det er en svært kostnadseffektiv oppgradering.

5. Plassering av flasker

  • Bak setet: Bedre enn på rammen (i dragsuget bak rytteren)
  • Mellom tempobøylene: Minimal motstand, lett tilgjengelig
  • På rammen (vanlig): Gir 3–5 W ekstra motstand per flaske
  • Uten flasker: Raskest, men ikke praktisk på lengre turer

💡 Checklist for enkel fart

Maksimer aerogevinsten med disse gratis eller rimelige tiltakene:

  1. Sykle mer i bukken: Gratis 15 W sparing
  2. Lavere ryggvinkel: Øv på flat rygg (gratis)
  3. Trekk inn haka og albuene: Gratis 5–10 W
  4. Aero-hjelm: Ca. 2000 kr, sparer 15–30 sek på 4 mil
  5. Temporakt: Ca. 1500 kr, sparer 10 W

Total kostnad: under 4000 kr. Total sparing: 30–50 W i 40 km/t. Til sammenligning koster en ny aerobike gjerne 60 000 kr mer for å spare 15 W!

Aerodynamikk og terrengsykling: Hvorfor det (stort sett) ikke betyr noe

Terrengsykling foregår i hastigheter der aerodynamikk er en mindre faktor enn i landeveissykling:

Hvorfor terrengsykling er mindre aero-sensitivt

1. Lavere gjennomsnittsfart

Rundbaneritt har ofte en snittfart på 15–20 km/t (mot 35–45 på landevei). Ved disse hastighetene dominerer tyngdekraft og rullemotstand – ikke luftmotstand.

Fordeling av watt ved 18 km/t i en 5 % stigning:

  • Tyngdekraft: ~70 % av kraften
  • Rullemotstand: ~20 % av kraften
  • Luftmotstand: ~10 % av kraften

Optimalisering av aero sparer kanskje 1–2 W i terrengfart – altså neglisjerbart.

2. Behov for oppreist stilling

I terrenget trenger du en oppreist stilling for å:

  • Håndtere sykkelen i teknisk terreng
  • Flytte tyngdepunktet (forover/bakover)
  • Sikt (oppdage hindringer, velge spor)
  • Yte kraft i bratte bakker

Du kan ikke ligge i en aero-tuck på tekniske stier – sikkerhet og kontroll kommer først.

Når betyr aero noe i terrenget?

Enkelte tilfeller der det hjelper:

  • Raske grusritt (over 30 km/t): Aero-stilling kan hjelpe på lette partier
  • Spurt i rundbane: Ligg lavere de siste 200 meterne i over 30 km/t
  • Lange klatringer på grus: Lavere stilling mulig hvis underlaget tillater det

Konklusjon: Ikke bekymre deg for aerodynamikk i terrenget. Bruk heller tiden på ferdigheter, styrke og evnen til å gjenta harde rykk.

Virtuell høydemetode: Test din egen CdA

Du trenger ikke vindtunnel for å anslå din CdA. Den virtuelle høydemetoden bruker data fra kraftmåler og GPS fra turer utendørs for å beregne CdA.

Slik fungerer det

Metoden bruker kraftligningen løst med hensyn på CdA:

CdA = (Ptotal - Ptyngdekraft - Prulling - Pdrivverk) / (½ × ρ × V³)

Ved å måle kraft og fart i en kjent løype, kan man regne seg bakover til CdA.

Slik tester du

  1. Finn en flat og rett vei (eller med under 2 % stigning) med lite trafikk
  2. Sykle flere runder (4–6) med konstant kraft (f.eks. 250–300 W)
  3. Snu og sykle begge veier for å utligne effekten av vind
  4. Loggfør kraft, fart, høyde, temperatur og lufttrykk
  5. Analyser dataene med programvare som Golden Cheetah, MyWindsock eller Aerolab

Verktøy

  • Golden Cheetah: Gratis programvare med innebygd Aerolab-analysator
  • MyWindsock: Nettbasert, enkelt grensesnitt
  • Best Bike Split: Betalt tjeneste som kan anslå CdA

Test ulike posisjoner

Kjør egne tester for hver stilling du vil sammenligne:

  • På hendlene (avslappet)
  • På hendlene (bøyde albuer, lavere)
  • Nede i bukken
  • Tempobøyle (hvis du har)

Dette avslører hvilken stilling som sparer flest watt for deg – individuelle forskjeller er store!

🔬 Validering av metoden

Nøyaktigheten til virtuell høydemetode er ca. ±0,005–0,01 m² CdA sammenlignet med vindtunnel. Det krever lite vind (< 5 km/h) og grundig gjennomføring. Flere runder øker nøyaktigheten ved å midle ut ytre påvirkninger.

Kilde: Martin, J.C., et al. (2006). Validation of Mathematical Model for Road Cycling Power. Journal of Applied Biomechanics.

Ofte stilte spørsmål

Hvor mye tid sparer man på aero på 4 mil (40 km)?

Ved ca. 300 W FTP: Å redusere CdA fra 0,30 til 0,25 (17 % reduksjon) sparer ca. 2–3 minutter. Å gå fra hendlene (0,36) til tempobøyle (0,26) kan spare 4–5 minutter – det er enorme gevinster!

Bør jeg kjøpe aerobike eller aerohjul først?

Optimalisér sittestilling først (gratis). Deretter: aero-hjelm og drak (~3000 kr, sparer 20–30 sek på 4 mil). Deretter: høye hjul (~15 000 kr, sparer 30–60 sek). Til slutt: aeroramme (~50 000 kr, sparer 45–90 sek). Sittestilling, klær og hjul står for 80 % av gevinsten til en brøkdel av prisen av en ny ramme.

Betyr aerodynamikk noe i bakker?

Ja, men mindre. I 5–7 % stigning over 20 km/t betyr det fortsatt noe (sparer 5–10 W). I bakker over 10 % der farten er under 15 km/t, er effekten neglisjerbar – da er det vekt og watt per kilo som teller. I slike bakker er tyngdekraften 70–80 % av motstanden.

Kan jeg teste CdA uten vindtunnel?

Ja. Bruk den virtuelle høydemetoden med kraftmåler og GPS på flate veier. Programvare som Golden Cheetah (gratis) kan beregne CdA ut fra loggene dine. Nøyaktigheten er svært god om du følger protokollen nøye.

Trenger jeg aerohjul til terrengsykling?

Nei. Hastighetene i terrenget (typisk 15–20 km/t) er for lave til at aerodynamikken utgjør en vesentlig forskjell. Bruk heller penger på gode dekk, demperoppsett og teknikktrening.

Hvor mye betyr klær for luftmotstanden?

En temporakt (skinsuit) sparer ca. 10 W sammenlignet med en løs trøye i 40 km/t. Det utgjør 30–45 sekunder på 4 mil. Det er en billig oppgradering sammenlignet med dyre hjul eller rammer.

Er en mer aggressiv stilling alltid raskere?

Ikke hvis den fører til at du trår færre watt. For eksempel kan en CdA på 0,26 ved 300 W være raskere enn en CdA på 0,22 ved 260 W. Du må finne din egen balanse mellom aero og kraft.