Einer der allerwichtigsten Faktoren bei der Optimierung der möglichen Maximalgeschwindigkeit auf dem Fahrrad ist die Aerodynamik. Je geringer der Luftwiderstand, desto spürbar leichter ist es für Sie sich mit dem Fahrrad fortzubewegen. Da der Luftwiderstand quadratisch mit der Windgeschwindigkeit wächst, ist eine Optimierung hier am Effizientesten. Um den Luftwiderstand zu minimieren, gibt es einige Dinge, die unbedingt beachtet werden müssen, sonst bleiben die Erfolge der anderen Maßnahmen aus. Oberstes Gebot ist das Tragen windschnittiger Kleidung: Eine enganliegende Radlerhose oder ein Jogging-Tight samt windschnittiger Jacke machen extrem (!) viel aus.

“Binsenweisheit: Beim Radfahren kommt der Wind immer von vorn!”

Das alltägliche Gegenteil sieht man unglaublich oft im Flachland: RadlerInnen mit offener, im Wind flatterndem Mantel, oder mit Brems-Poncho in Hundehütten-Aerodynamik bei Regen mit hohen Stiefeln. Fahren Sie mal 10 Kilometer in einer weiten, nass gewordenen Jeans – es ist eine Tortur. Alles, was auch nur geringfügig im Fahrtwind flattert kostet viel Energie in Form von spürbar erhöhtem Luftwiderstand. Z.B. auch die beliebten Fußballflagge an Autos zu Weltmeisterschaftsspielen –  Pkws verbrauchen damit nachweislich einen halben Liter mehr Benzin. Auch die Position der Radfahrenden auf dem Fahrrad beeinflusst natürlich die Aerodynamik des Rades erheblich. Je enger der Radfahrer mit dem Rad verschmilzt, desto geringer ist der Luftwiderstand. Dieser optimale cW-Wert wird in der Regel erreicht durch einen niedrigen Lenker, enganliegende Kleidung, eine schmales Rad mit möglichst geringer Stirnfläche sowie weiteren aerodynamischen Optimierungen wie z.B. einem verkleideten Hinterrad “Scheibenrad” einem Aero-Helm usw. Diese Optimierungen sind aber vor allem beim Bahnradsport, Zeitfahren und Triathlon interessant. Denn es entstehen dadurch nicht nur Vor-, sondern auch eklatante Nachteile, die im RadfahrerInnenalltag schnell negativ auffallen, wie neben den Anschaffungskosten z.B. eine gesteigerte Seitenwindempfindlichkeit, schlechtere Kopfbelüftung usw. Was ich persönlich immer sehr reizvoll fand, war die Idee an meinem Pendlerrad eine kleine, transparente Halbschalenverkleidung aus Acrylglas bzw. Lexan zu montieren. Aber: Es gibt leider nur ganz wenige Hersteller, es ist sündhaft teuer und es ist bei Seitenwind nicht ganz unproblematisch… ich habs bis heute gelassen.

Durchschnittliche cW-Werte Fahrrad, Pkw, Motorrad, Mensch

• Normales Tourenrad 1,0
• Einfaches Rennrad 0,8
• Liegerad ohne Verkleidung 0,77
• Wettbewerbs-Velomobil 0,08 – wie das Kingcycle Bean von 1990
• Mensch stehend 0,78 ^[6]
• Pinguin 0,03 ^[6]
• Pkw modern 0,2 – wie Mercedes EQS oder Tesla Model 0,24
• Pkw alt Citroën 2CV 0,5 ^[6]
• Suzuki Hayabusa 0,48 – Vmax über 300 km/h

Hinweis: Ausschlaggebend ist eigentlich die Luftwiderstandsfläche cWA. Sie wird ermittelt, indem die  Stirnfläche mit dem Luftwiderstandsbeiwert multipliziert wird: cW x A

Wichtig dabei ist, dass man auch mit Fahrradgepäck noch eine möglichst kompakte Figur abgibt, da man die Stirnfläche selbst nur wenig reduzieren kann (aber die Luftlöcher). Viele FernreiseexpertInnen berichten davon, dass z.B. seitliche Gepäcktaschen die Aerodynamik auch bei niedrigen  Geschwindigkeiten auf Dauer negativ beeinflussen und fahren lieber mit “Arschrakete” ( sprich voluminöser Satteltasche) und Lenker- bzw. mit schlanker Rahmentasche. Strömungstechnisch ideal ist hier übrigens auch der gute, alte Rucksack.

Ein installierter Drahtkorb am Lenker eines hohen Hollandrades mit breitem Lenker und sehr aufrechter Sitzposition kostet wahrscheinlich von allen Fahrradkategorien am meisten Kraft. Das fällt nur bei den oft niedrigen Geschwindigkeiten dieser Fahrradkategorie im quirligen Amsterdam nicht so auf. Spätestens in windigeren Regionen wie z.B. Küstengebieten gelten solche “SUV-Fahrradkonstellationen” ohne Motor bei Gegenwind auf Dauer als absolute Spaßbremsen. Ein schmaler, schulterbreiter Lenker ist erheblich besser als die 80 cm breiten Masten von Mountainbikes, auf die ich bei Leihrädern im Urlaub immer wieder treffe und mich frage, ob diese Lenkstangen-Ergonomie eigentlich für Grizzly-Bären optimiert ist. Nein, natürlich nur für Downhillfreaks…

Schnelles Cockpit mit wenig Aufwand

An meinem Pendlerrad habe ich statt eines schmaleren Lenkers “Inner-Barends” montiert. Allein dadurch kann ich z.B. bei Gegenwind oder schneller Fahrt am Lenker bequem an die Lenkerhörnchen umgreifen. Eine schlaue Maßnahme ganz ohne unbequemen Rennlenker (samt kostspieliger Armaturen), die sehr viel Geschwindigkeit bringt. Der Körper wird flacher gestreckt und liegt dadurch tiefer, der cw-Wert sinkt dadurch erheblich. Die Stirnfläche in Rennposition beträgt ca. 0,38 m² und benötigt bei 36 km/h 200 Watt. Bei aufrechter Fahrweise steigt die Stirnfläche am Rennrad schon auf 0,42 m² und benötigt 280Watt. Das entspricht einer erforderlichen Mehrleistung von satten 40%, um die 36 km/h zu halten.^[1] Wer es körperlich verträgt, kann auch den Lenker weiter nach unten stellen. Beim gängigen Ahead-Vorbau geschieht das durch simples Wegnehmen oder Austauschen von Distanzringen. Man benötigt dazu lediglich einen oder zwei Innensechskantschlüssel. Aber Vorsicht, hier machen 5 mm weniger doch schon viel aus im Kreuz und Nacken. Also in kleinen Schritten ausprobieren. Unnötig zu sagen, dass der Sattel möglichst hoch gestellt werden sollte. Sportliche Rennräder werden aus aerodynamischen Gründen oft mit einer Sattelüberhöhung gefahren, die aber eine gewisse körperliche Fitness voraussetzt.

Selbst schmale Rennradreifen sind eher der Aerodynamik geschuldet, als dem Rollwiderstand. Die Aerodynamik ist übrigens der Grund Nummer Eins, warum man im Sommer auf dem Rad bessere Rundenzeiten auf der Hausstrecke hat, als im Winter: Die kälteren Luftmassen sind dicker als die warme Sommerluft – kein Scherz!

“Pro Grad Celsius mehr sinkt die Luftdichte um 0,4%  und somit auch der Luftwiderstand. Bei 20 Grad Celsius ist der Luftwiderstand 8% geringer als bei 0 Grad Celsius ^[2] – und deshalb ist man an warmen Sommertagen mit dem Rad schneller als im Winter.”

Wer für die optimale Windschlüpfrigkeit noch mehr tun will, kauft sich evtl. einem Triathlon-Lenker, fährt mit einem Aero-Helm und trägt einem Einteiler. Diese Maßnahmen bringen nachweislich mehr, als technische Upgrades. Erst ganz am Ende dieser logischen Kette steht das begehrte Aero-Rennrad samt dem windschnittigen Carbon-Radsatz mit stahlharten Hochdruckreifen für zigtausend Euro. Alle anderen erwähnten aerodynamischen Verbesserungen bringen mehr.

Strategische Überlegungen zur Aerodynamik
Ein extremer Vorteil entsteht übrigens für die hinteren Kandidaten beim Fahren im Peloton oder im Windschatten. Im Stufenversatz der Radfahrgruppe spart man satte 25% Energie. Bei einer Geschwindigkeit von 36 km/h braucht ein Profi statt 200 Watt dann nur 150 ^[3].Wenn jemand auf meiner Pendlerstrecke überholt, folge ich ihm oder ihr fast immer gern im Windschatten. Denn einfacher lässt sich Energie nicht einsparen. Der Effekt ist schon nach zwei Minuten deutlich spürbar und man sammelt Kraft aus dem Nichts für die nächsten Kilometer.

“Windschattenfahrten bringen bei bei 20 km/h 8% und bei 30 km/h 15% eingesparte Energie! ^[4]”

Das gilt auch für typische Windregionen, denen man geschickt “aus dem Weg radeln kann:” So kommt z.B. am südlichen Mittelmeer regelmäßig oft erst ab mittags heftiger Wind auf. Ist die geplante Radtour bis dahin schon halb erledigt, kann man sich auf dem Rückweg vom Wind bequem nachhause blasen lassen, statt sich schon auf dem Hinweg im Gegenwind zu quälen.

Fahrradergonomie und ein wichtiges Merkmal: Die Sattelhöhe

Wenn der Sattel auch nur 5 mm zu tief eingestellt ist, kostet das wertvolle Kraft. Viele Sättel sind fälschlicherweise aus “Komfortgründen” zu tief eingestellt. Das spontane Sicherheitsgefühl z.B. bei einer Probefahrt mit etwas zu tief eingestelltem Sattel wird subjektive erhöht: An der roten Ampel müssen die Fußspitzen nicht so wackelig balancieren oder das Rad soweit seitlich gekippt werden. Trotzdem: Das kostet nicht nur viel Kraft sondern wirkt sich selbst beim genüsslichen Radeln extrem negativ auf die Kniegelenke aus.

Wichtigster Anhaltspunkt: Das Kniegelenk soll auf der untersten Stellung der Tretkurbel mit Schuh nicht ganz durchgedrückt sein (- aber fast ganz!). Wechselt man das Schuhwerk und die Sohle ist auch nur 5 mm flacher, bemerken viele plötzlich einen Vorteil, weil der Sattel etwas zu niedrig eingestellt war. Einen wirklich zu hoch eingestellten Sattel erkennt man daran, dass sich die Lendenwirbelsäule bemerkbar macht, die Zehen ständig taub werden, oder die hinteren(!) Knie schmerzen. Details dazu findet man tonnenweise im Netz. Es gibt noch weitere bioergonomische Faktoren wie z.B. den Einsatz von Klickpedalen mit entsprechenden Schuhen, auf die ich hier nicht näher eingehen will.

Rollwiderstand minimieren

Links relativ schwerer Winterreifen Conti Contact Winter II mit weichem Profil, in der Mitte mein leichter Slick-Langlauf-Pendlerreifen “Schwalbe Kojak” mit etwas Pannenschutz (siehe Fremdkörper und Schnittkerben vom Pendeln), rechts “Conti Grand Prix 5000” ein sehr leichtgängiger Rennradreifen, der noch als robust gilt. Die unterschiedlichen Rollwiderstände sind trotz ähnlicher Breiten von 32-35mm deutlich zu spüren.

Neben dem Luftwiderstand ist auch der Rollwiderstand ein wichtiger Faktor bei der Optimierung eines Fahrrads, der grundsätzlich relativ leicht optimiert werden kann, wenn der Fahrbahnbelag eben ist. Je niedriger der Rollwiderstand, desto leichter fährt ein Rad vor allem bis 16 km/h – dann schon übernehmen die aerodynamischen Faktoren. Ob ein Rad “gut rollt”, “schön läuft” oder “wie von selbst fährt” merkt man sofort bei der ersten Probefahrt. Bei nagelneuen Bikes dabei tückisch: Es ist ungewohnt, die Lager müssen sich noch einspielen, die richtigen Reifen, die Sattelhöhe ist selten gleich optimal… usw.

Breitreifen: Besserer Fahrkomfort abseits der Straße

Um den Rollwiderstand zu minimieren, sollten erstmal die (hoffentlich richtigen) Reifen auf den richtigen Luftdruck gebracht werden. Ca. 3-4,5 Bar bei Normalo-Rädern und ca. 5-7 Bar bei Rennrädern. Die maximal erlaubten Drücke stehen auf der Seitenwand des Reifens – gehen Sie keinesfalls darüber hinaus, es gibt schnell einen lauten Knall. Schöpft man diese hohen Luftdrücke aus, wird das Rad leider oft ziemlich unkomfortabel, weil die Reifen jede Bodenunebenheit ungefedert an den Körper weitergeben. Das Rad fängt an zu springen, die Haftung leidet und der Schlupf nimmt zu. Trotzdem wird man dadurch fast immer viel schneller. Ein schnelles Rad mit schneller Bereifung erfordert daher fast immer Kompromisse beim Komfort und Pannenschutz, aber für VielfahrerInnen lohnt es sich wirklich hier zu optimieren.

Der Abrollwiderstand entsteht durch den Wulst des Reifens auf der Fahrbahn und dem Walken der Reifenflanken bzw. des Profils oder der Stollen. Durch das Walken eines weich aufgepumpten, ständig federnden Reifens bei niedrigen Luftdrücken entsteht Wärme statt Forttrieb, aber natürlich auch eine gewisse Federung, die eben unverzichtbaren Komfort bietet. Es bleibt eben ein Kompromiss zwischen Schnelligkeit und Fahrkomfort: Insbesondere auf unebenen Fahrbahnen oder Pisten kann man nicht mit voll aufgepumpten Reifen fahren, das Rad fängt spätestens im Gelände an zu hoppeln und verliert dadurch deutlich an Grip. Also nix für MTB’s – gerade bei Stollenreifen gibt es Grenzen beim Aufpumpen, sonst bleibt die Geländegängigkeit voll auf der Strecke.

Hier wird es mit schnellen Slicks auch sehr schnell gefährlich

Auch die Art des Reifens spielt eine Rolle beim Rollwiderstand. So rollen glatte, relativ profillose Reifen logischerweise erheblich leichter über den Boden als grobe Stollenreifen (sind aber nicht so leicht zu verkaufen). Deshalb fahren RennradlerInnen fast immer mit Slicks bzw. sehr flachen Profilen. Aquaplaning wäre bei Fahrrädern erst ab ca. 200 km/h ein Thema [7]. Profilierte Reifen helfen beim Rad nur dann, wenn die Fahrbahn schmutziger oder glatter wird. Bei glatter und fester Fahrbahn bietet ein Slick eindeutig die besten Roll- und Bremseigenschaften mit dem geringsten Widerstand. Leider sind unsere Radwege nicht immer so wie die Autobahnen. Aus Erfahrung kann ich sagen, dass das Wechseln von schweren, breiten Gummiwalzen mit Pannenschutz auf leichtest mögliche Fahrradreifen eine mit großem Abstand wirkungsvollste und kostengünstigste Maßnahme ist, ein lahmes Rad schneller und agiler zu machen. Es ist meiner Meinung nach sogar die größtmöglichste nachträgliche “Tuningmaßnahme” am Fahrrad überhaupt, wenn es wirtschaftlich bleiben soll. Bei 36 km/h beträgt die Rollwiderstandsleistung immerhin schon gut 50 Watt [8] – hier lohnt es sich also ebenfalls zu optimieren. Durch leichte Reifen ändert sich auch die Beschleunigung, die beim Fahrrad durch die großen Räder ein Vielfaches der eigentlichen Masse ausmacht, da es sich um zwei Rotationsmassen mit Kreiselkräften handelt. Wir sprechen hier von Gramm…

Leicht: Conti 4 Season und Schwalbe Kojak

Mein Tipp: Wer es ausprobieren will, ohne gleich alle Pannenschutzeigenschaften und Schlechtwetteroptionen über Board zu werfen möge sich z.B. den Conti Grand Prix 4 Season in 32mm Breite montieren. Ein wirklich toller Ganzjahres-Kompromiss für schnelle RadlerInnen – bis auf den saftigen Anschaffungspreis. Sehr preisgünstig ist übrigens oft der ebenfalls sehr leichte Schwalbe Kojak, der trotz Nullprofil leider nicht ganz so leicht abrollt aber wunderbar beschleunigt – siehe www.bicyclerollingresistance.com. Auf dieser Website können Abrollwiderstände verschiedener Fahrradreifen ganz exakt verglichen werden.

Der Wechsel auf schmalere und leichtere Straßenreifen hat mich z.B. auch am Motorrad überzeugt: Es läuft viel leichtfüßiger, muss nicht mit viel Kraft in die Kurven gedrückt werden und fährt mit einer Tankfüllung locker 10 bis 15% weiter, als mit dicken, schweren Walzen. Ich achte beim Fahrrad mittlerweile peinlich genau auf das Reifengewicht und behaupte mal ganz frech, dass schon ein Unterschied von nur 2 x 100 Gramm beim Beschleunigen an der Ampel spürbar sind, da es sich um große Rotationsmassen handelt. Das gilt natürlich auch für die Massenträgheit der Felgen, allerdings ist ein Austausch dieser beim Rad recht aufwendig und teuer. Hier ist es wahrscheinlich am besten, sich einen zweiten Radsatz besorgen, z.B. für Sommer und Winter… Winterreifen mit weicheren und groben Profilen bremsen leider auch am Fahrrad im Herbst schon heftig. Ich selbst nutze sie nur noch bei Schneefall über mehrere Tage.

Mechanische Widerstände minimieren

Einfache Tuning-Maßnahme für Jedermann mit zwei Konusschlüsseln: Das Spiel der Lager muss vor allem bei Getriebenaben ganz exakt eingestellt sein.

Neben dem Luft- und Rollwiderstand gibt es noch einen weiteren Faktor, der die Geschwindigkeit eines Fahrrads beeinflusst: Die mechanischen Widerstände. Die mechanischen Widerstände entstehen vor allem durch Reibung und erschweren so das Vorankommen des Rades. Um diese Widerstände zu minimieren, gibt es einige Dinge, die leicht optimiert werden können. Deshalb gehört die oben erwähnte, nasse Jeanshose eigentlich hier zu: Denn sie klebt an den Beinen und erschwert die Pedalbewegung der rotierenden Beine. Legen wir den Fokus aufs Rad, fallen insbesondere die Antriebsteile ins Gewicht. Wer schonmal mit einer rostigen, trockenen Kette gefahren ist weiß, wie schwergängig ungepflegte Kettenschaltungen werden können. Der Vorteil gegenüber den bauartbedingt leicht schwergängigeren Getriebenaben schmilzt sofort dahin. Also: Immer gut schmieren und einfach mal 20,- EUR in eine neue Kette investieren wirkt Wunder. Eine Kette ist gerade bei Kettenschaltungen ein Verschleißteil, dass öfter gewechselt werden sollte, da sonst auch die Ritzel und Kettenräder unnötig verschleißen. Möglichst nie bis an die mögliche  Verschleißgrenze fahren, dann wird es gleich teuer. Den Kettenverschleiß kann man mit einer Lehre messen (lassen).

Dazu achte ich bei Nabenschaltungen wie Shimano Nexus oder Alfine mittlerweile darauf, dass die Lager-Konen des Hinterrads peinlich genau eingestellt sind. Sobald sich beim schieben des Rads die Pedalen mitdrehen (ein leichtes nicht konstantes mitdrehen ist unbedenklich) werde ich skeptisch: Entweder muss die Nabenschaltung gewartet werden, oder die Konus-Lager sind zu stramm eingestellt. Dies kann man mit etwas Geduld und Standard-Werkzeug selbst optimieren. Das gilt natürlich auch für die Vorderradnabe, die natürlich absolut spielfrei laufen- bzw. eingestellt werden muss. Bei besseren Rennrädern mit gut geschmierter Vorderradnabe dreht sich das Ventil bei Anheben des Vorderrads allein durch die Schwerkraft eigenständig nach unten. Das nenne ich echten, widerstandslosen Leichtlauf. Ich hab aber nur ein teures Rad von 2014, bei dem das wirklich funktioniert – das Stevens Vapor mit Ultegra-Ausstattung. Bei teuren MTBs sind oft schmutzabweisende Dichtlippen verbaut, dann geht es schon nicht mehr. Trotzdem lohnt es sich bei älteren Rädern oft, die Lager zu kontrollieren, sauber einzustellen und bei Bedarf auch ruhig mal neu abzuschmieren oder auszutauschen. Das gilt übrigens auch für das Tretlager (Ersatzteilpreis ca. 20,- EUR). Ich war überrascht, dass mein Pendlerrad nach dem letzten Wechsel des Tretlagers nach 15.000 km doch etwas leichter lief, obwohl beim losen drehen der Kurbel ohne Kette nur ganz leichte Kratzspuren zu hören waren.