Aus dem Schatten treten? Nein, danke!

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Der Wind, der Wind, das himmlische Kind. “Nein, nervraubendes Kind …”, dachte ich mir. Im Rheinland stürmte es vergangene Woche für hiesige Verhältnisse ungewohnt stark. Und so war der gewöhnliche Dauerlauf kein Kinderspiel, sondern geprägt vom kräftezehrenden Spiel mit Körperschwerpunktverlagerungen und Balanceaufgaben, insbesondere bei Seitenwind.

Im Gegenwind laufend kam zügig die Frage auf, wie viel Energie man mehr aufwenden muss, um die gewohnte Laufgeschwindigkeit konstant zu halten. Und wie verhält es sich eigentlich mit dem Windschatteneffekt im Laufsport? Unter welchen Rahmenbedingungen wird das Windschattenlaufen zu einem relevanten taktischen Element im Wettkampf?

Im Radsport ist Windschattenfahren ein konstitutives Element. Ohne Luftwiderstand und Windschatteneffekt, der im Flachland bei Fahrgeschwindigkeiten über 25 km/h, die größte zu überwindende Widerstandsgröße wird (z.B. gegenüber dem Rollwiderstand), würde tendenziell immer der physiologisch stärkste Fahrer gewinnen. In einer 8er-Gruppe und bei einer Fahrtgeschwindigkeit von 40 km/h lassen sich, abhängig von Gruppenformation und Fahrerposition, bis zu 40 % der gewöhnlich abverlangten Bewegungsenergie einsparen.

Physikalisch errechnet sich die Strömungswiderstandskraft aus der Formel:

cw ist eine dimensionslose Konstante und gibt die “Windschlüpfrigkeit” eines umströmten Körpers an. Ein stehender Mensch hat einen Wert von ca. 0,8. p repräsentiert die Dichte des umströmenden Mediums, beim Laufen naturgemäß “Luft”. v ist die Größe der Anströmgeschwindigkeit. Beim Laufen setzt sich diese aus Lauf- und Windgeschwindigkeit zusammen. A steht für die Stirnfläche des angeströmten Körpers.

Bei Betrachtung der Formel wird deutlich, dass die Anströmgeschwindigkeit den größten Einfluss auf die aufzubringende Widerstandskraft hat. Als Läufer ist sie nur zu beeinflussen, wenn die Laufgeschwindigkeit reduziert wird – was im unüberwindbaren Konflikt zum Ziel “möglichst schnell laufen” steht.

Die Windschlüpfrigkeit eines Läufer wird letztendlich von der Körperform bestimmt und lässt sich theoretisch nur durch enganliegende, die Durchblutung sinnvollerweise nicht hemmende Kleidung optimieren. Die Stirnfläche eines Läufers wiederum, ist durch die Körperhaltung gegeben. Eine leicht nach vorn gebeugte Körperhaltung verringert die Stirnfläche. Dabei ist sicherzustellen, dass die eingenommene Körperhaltung eine ökonomische Fortbewegung ermöglicht. So ist die Stirnfläche in gehockter Stellung klein, eine zügige und energiesparende Fortbewegung jedoch kaum möglich.

In den Laufmedien wird davon berichtet, dass bei Windstille und einer Pace von 3:20/km, rund 2 % der eingesetzten Bewegungsenergie für das Überwinden des Luftwiderstands anfallen. Das mag gering erscheinen, doch mit Einsetzen von Gegenwind kann sich der Energiebedarf drastisch erhöhen, denn die Widerstandskraft erhöht sich mit der Anströmgeschwindigkeit zum Quadrat.

Eine Studie von Pugh, aus den 1970er-Jahren, hat sich dem Thema angenommen und sticht auch heute noch durch eine hohe Güte hervor. Es wurde unter Laborbedingungen nachgewiesen, dass der O2-Bedarf (der mit dem Energiebedarf hoch korreliert), eines 65 kg leichten Läufers, bei einer Pace von 3:45/km und Windstille, in etwa 3 l/min beträgt. Bei einem stürmischen Gegenwind von 18,5 m/s (66 km/h), also Windstärke 8, erhöht sich der Bedarf auf 5 l/min. Solche Windstärken sind bei Volksläufen nicht oft anzutreffen, doch lässt sich aus nachstehender Abb. interpolieren, dass auch niedrigere Windstärken einen erheblichen O2-Bedarf abfordern.

Quelle: http://jp.physoc.org/content/213/2/255.full.pdf

Ferner ist wurde unter gegebenen Bedingungen der Windschatteneffekt gemessen, indem 2 Läufer mit einem Meter Abstand hintereinander liefen. Bei einer Windgeschwindigkeit von 36 km/h (x-Achse = 100, Windstärke 5) beträgt der O2-Bedarf in etwa 3,8 l/min. Mit Windschatten nur noch 3,3 l/min (13 % geringerer O2-Bedarf). Je höher die Windgeschwindigkeit, desto überproportional größer wird der O2-Bedarf.
Kurzum: Bei Leistungsläufern ist der Windschatteneffekt von Bedeutung. Somit wird Windschattenlaufen zu einem erfolgsbestimmenden, taktischen Element. Doch welche Position ist die günstigste? 40 bis 80 cm in vertikaler Verlängerung hinter einem Laufenden wird, in dieser Studie, kaum ein Luftwiderstand ermittelt (bei hohem Lauftempo von 2:46/km).

Jener geringer Abstand lässt sich in er Praxis allerdings nicht umsetzen. Realistisch sind 1 Meter Abstand zum Vordermann / zur Vorderfrau. An dieser Stelle werden immerhin auch nur 17% des gewöhnlichen Luftdrucks ermittelt. Weicht ein Läufer nur 40 bis 60 cm zur Seite ab, so befindet man sich nahezu im vollen Wind (ca. 90% Luftdruck) und ggf. auf dem Rasen in unmittelbarer Umgebung der Laufbahn 🙂

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