Hoe ingenieurs en ontwerpers constant de regels pushen om ons toekomstige fietsen te brengen
Om de toekomst te begrijpen, moet je eerst het verleden kennen. Het is een idee dat door de eeuwen heen bij veel grote filosofen is opgekomen, van Confucius tot Santayana, en hoewel ze het misschien niet specifiek over fietsen hebben gehad, zouden we er goed aan doen hun wijsheid in acht te nemen.
De kettingaangedreven 'veiligheidsfiets' met diamanten frame werd tenslotte uitgevonden in de late jaren 1880, en ondanks de grote technologische vooruitgang sindsdien, zien de fietsen die we tegenwoordig rijden er niet zo heel anders uit dan die gereden door fietsers van 130 jaar geleden.
Het is geen geheim dat de meeste geavanceerde technologie die we tegenwoordig op onze racefietsen gebruiken, wordt getest op het professionele racecircuit voordat we de kans krijgen om het te kopen.
Clipless pedalen
In 1985 deed Bernard Hinault zijn steentje bij om de populariteit van klikpedalen op de lange termijn te verzekeren door de eerste renner te worden die de Tour de France won met ze.
En na een aantal jaren in ontwikkeling maakte Shimano's Di2 elektronische groepset zijn debuut in het peloton in 2009, gebruikt door drie teams tijdens de Tour of California.
Helaas is een van de grootste belemmeringen voor het bereiken van fietstechnologie de bredere markt dezelfde organisatie die verantwoordelijk is voor het promoten van de vooruitgang ervan: het internationale bestuursorgaan van de sport.
De uitgebreide technische voorschriften van Union Cycliste International (UCI) regelen elk detail van het ontwerp van fietsframes, onderdelen, accessoires en kleding.
Veel van deze beperkingen worden geleid door het UCI-handvest van Lugano, uitgegeven in oktober 1996, waarin de filosofie wordt uiteengezet dat 'de fiets een historisch fenomeen is, en het is deze geschiedenis die de hele cultuur achter het technische object ondersteunt'.
Het doel van het handvest was om te voorkomen dat rijders met toegang tot de meest geavanceerde technologie een oneerlijk voordeel behalen ten opzichte van hun rivalen.
De impact was het meest bekend op de baan, in de strijd om het uurrecord, waar skinsuits en aerodynamische massieve schijfwielen in 1984 voor het eerst waren gepionierd door Francesco Moser.
In 1994 verbrak Graeme Obree het record op een zelfgebouwde fiets met een zeer onconventionele 'bidsprinkhaan'-rijpositie.
Toen verhoogde Chris Boardman de inzet aan boord van zijn Lotus 110 uit het ruimtetijdperk, een bijgewerkte versie van de Lotus 108 die hij gebruikte om goud te winnen op de Olympische Spelen van Barcelona in 1992.
Het revolutionaire aerodynamische monocoque frame met uitgestrekte rijpositie is ontwikkeld door een vooruitstrevende Britse framebouwer genaamd Mike Burrows, ondersteund door de Britse sportwagenfabrikant Lotus.
Beste menselijke inspanning
In 1997, bezorgd dat de fietsen het verhaal werden in plaats van de renners, herzag de UCI haar regels, herclassificeerde Boardman's record als 'Best Human Effort' en stond erop dat het officiële uurrecord alleen op een fiets kon worden gevestigd die lijkt op die van Eddy Merckx in 1972.
Tijdens het proces hebben ze de ontwikkeling van fietsen gedurende 20 jaar vertraagd.
Rond dezelfde tijd dat hij aan Boardman's Lotus werkte, ontwierp de altijd innovatieve Burrows ook de originele Giant TCR-racefiets.
Het compacte frame met aflopende bovenbuis was revolutionair, waardoor de fiets ongelooflijke stijfheid en een laag gewicht kreeg, en veel van zijn ideeën zijn sindsdien overgenomen door de bredere industrie.
Maar Burrows verliet de racefietsbusiness in 2000 en voelde zich verstikt door de beperkende regels.
'De UCI hield me tegen om betere fietsen te bouwen', vertelde hij Cyclist in 2013. 'De regels zijn in stasis totdat iemand de UCI opblaast. Het enige dat fietsontwerpers kunnen doen, is aan de randen rommelen.'
Het was niet de eerste keer dat het bestuursorgaan van de sport zich op deze manier met de voortgang bemoeide.
In april 1934 verbood een andere regelwijziging ligfietsen effectief van al haar competities.
Met een liggende zitpositie geven ligfietsen de rijder een kleiner frontaal oppervlak, waardoor ze aerodynamischer worden.
De eerste ligfietsen werden in het begin van de 20e eeuw ontwikkeld door de Franse autobouwer Charles Mochet - zijn oorspronkelijke creatie was een vierwielig voertuig met twee zitplaatsen dat er ongeveer uitzag als een auto met pedaalaandrijving.
Het bleek niet alleen comfortabeler, maar ook aanzienlijk sneller te zijn dan conventionele rechtopstaande fietsen uit die tijd.
Het was ook moeilijk om op snelheid te sturen, dus ontwikkelde Mochet een tweewielige versie, de Velocar genaamd.
Dit bleek al snel onverslaanbaar in races, met Francis Fauré die in 1933 het uurrecord verbrak, ondanks dat hij een renner was met een duidelijk gemiddeld vermogen, en het was dit dat de UCI ertoe bracht strikte regels in te voeren die de vorm van fietsen definieerden volgend jaar.
Een van de uitspraken was dat de trapas 24-30 cm boven de grond moest zijn, de voorkant van het zadel niet meer dan 12 cm achter de trapas mocht zijn en de afstand van de trapas tot de voorwielas moest 58-75cm zijn.
Dit beperkte de vorm van fietsen in feite tot het standaard diamanten frame dat we vandaag nog steeds herkennen.
Niet langer erkend als fiets, werden ligfietsen geherclassificeerd als 'Human Powered Vehicles' (HPV's), maar terwijl ze werden verbannen uit officiële races, bleven amateur-enthousiastelingen HPV's ontwikkelen, waarbij ze steeds snellere records vestigden met machines met volledige stroomlijnkappen voor nog grotere aerodynamische voordelen.
Hoewel het niet geniet van het hoge profiel van profs die racen op conventionele rechtopstaande fietsen, is de HPV-scene vandaag nog steeds erg actief.
Op weg naar de strijd
Elk jaar komen enthousiastelingen van over de hele wereld samen op Battle Mountain in Nevada voor de jaarlijkse World Human Powered Speed Challenge, gehouden op een lang, recht, vlak stuk woestijnweg buiten de stad.
Nadat hij zijn constante strijd tegen de UCI had opgegeven en de wereld van conventionele fietsen achter zich had gelaten, ging voormalig uurrecordhouder Graeme Obree in 2013 naar Battle Mountain met zijn zelfgebouwde creatie, The Beastie, om zijn eigen creatie te maken poging op het door mensen aangedreven snelheidsrecord over land.
Een film die zijn poging documenteert, Battle Mountain: The Graeme Obree Story, werd vorig jaar uitgebracht. Het is misschien niet verrassend dat Burrows, die ooit deel uitmaakte van het team dat Obree aannam, ook een groot voorstander is van de voordelen van HPV's en oprichter is van de British Human Power Club (bhpc.org.uk).
Terwijl de regels van de UCI voorkomen dat sommige van de meer bizarre ideeën van fietsontwerpers werkelijkheid worden, zijn de hersenen van de fietswereld constant op zoek naar nieuwe manieren om de regels tot het uiterste te drijven.
Zelfs vóór de rivaliteit van Obree en Boardman, waren andere renners baanbrekend op het gebied van aerodynamica in de nog grotere arena van de Tour de France - niet in de laatste plaats de Amerikaanse prof Greg LeMond.
Op zondag 23 juli 1989, in de laatste etappe van de Tour van dat jaar, veroorzaakte de als tweede geplaatste LeMond schok en verontwaardiging door een achterstand van 50 seconden op raceleider Laurent Fignon teniet te doen en de gele trui met slechts acht seconden te winnen.
De sleutel tot zijn succes waren de Scott clip-on aerobars die aan de voorkant van zijn fiets waren bevestigd - Scott-ingenieur Charley French beweerde dat ze 90 seconden hebben bespaard op een tijdrit van 40 km.
Ondanks het gemopper in die tijd, zijn aerobars sindsdien een vaste waarde geworden op tijdritfietsen.
Natuurlijk komen niet alle revolutionaire ideeën in de wielersport ooit zo ver als het winnen van races. In 1986 creëerde de Italiaanse framebouwer Ernesto Colnago, in samenwerking met Enzo Ferrari, een van 's werelds eerste racefietsen van koolstofvezel, de Concept.
Afgezien van het framemateriaal, was een van de meest innovatieve kenmerken een interne versnellingsbak met zeven versnellingen ingebouwd in het crankstel.
Zware uitrusting
Bediend door een schakelhendel die in de onderbuis is geïntegreerd, klinkt het intrigerend totdat je ontdekt dat het 5,3 kg aan het gewicht van de fiets toevoegde, waardoor het totaal op 13 kg kwam. De ontwikkelings- en bouwkosten zorgden er ook voor dat het nooit commercieel levensvatbaar zou zijn.
De tijd die aan de ontwikkeling ervan werd besteed, was echter niet verspild, en veel van de lessen die Colnago van Ferrari leerde over het werken met koolstofvezel, werden later effectiever gebruikt in de legendarische C40 - naar verluidt de favoriet aller tijden fiets van Sir Bradley Wiggins.
In 1995 werd de C40, bereden door Franco Ballerini van het Mapei-team, de eerste carbonfiets die de overwinning behaalde op de beruchte kasseien van de eendaagse race Parijs-Roubaix, waarmee hij zijn iconische status voor het nageslacht veiligstelde.
In de 30 jaar daarna is de koolstofvezeltechnologie enorm vooruitgegaan, grotendeels gedreven door de strenge eisen en miljardenbudgetten van de lucht- en ruimtevaartindustrie. En het is eerlijk om te zeggen dat fietsen hiervan heeft geprofiteerd.
Bijna de hele wereldvoorraad van koolstof komt van hetzelfde handjevol bedrijven in het Verre Oosten, wat betekent dat 's werelds grootste producent, het Japanse bedrijf Toray, de koolstofvezel levert die wordt gebruikt in het Boeing 787-vliegtuig, evenals veel fietsen.
Een fabrikant die hiervan profiteert, is het Franse bedrijf Time, dat zijn eigen koolstofbuizen weeft met behulp van 12 gigantische op maat gemaakte weefgetouwen in zijn fabriek aan de rand van Lyon.
Door drie gewichten koolstofvezel te gebruiken en Vectran- en Kevlar-vezels te gebruiken, is Time in staat om de stijfheid van elk deel van het frame met ongelooflijke precisie af te stemmen.
Een andere begunstigde is het Zwitserse bedrijf BMC, dat soortgelijke futuristische technologie gebruikt in zijn Impec Advanced R&D-lab in Grenchen, Zwitserland, de thuisbasis van zijn beroemde 'Stargate'-koolstofvlechtmachine.
'Uitgerust met een reeks volautomatische precisiegereedschappen', zegt BMC over zijn fabriek, 'is deze ultramoderne faciliteit een speeltuin voor waanzinnige wetenschappelijke composietingenieurs.'
Dit alles roept de vraag op waarom, gezien de beperkingen van de UCI, BMC en anderen doorgaan met het ontwikkelen van sciencefictionmachines die nooit volledig in productie zullen gaan?
Trickle-down tech
Het simpele antwoord is dat door het ontketenen van de creatieve instincten van hun ontwerpers, de gegenereerde ideeën uiteindelijk doorsijpelen in de productiemachines.
Veel van de technologieën die we nu als alledaags beschouwen, zoals elektronisch schakelen, werden oorspronkelijk gezien in de conceptfietsen van 10 jaar of langer geleden.
Dus, op welke fietsen zullen we over 20 jaar rijden? De conceptfietsen van vandaag kunnen een aantal belangrijke aanwijzingen geven.
Misschien zullen we op een dag zelfs Froome en Quintana strijden op Ventoux op volledig gestroomlijnde ligfietsen.
Hoewel, als ik erover nadenk, het idee dat de UCI zulke vooruitstrevende ideeën omarmt, is zelfs nog bizarder dan de meest fantasierijke conceptfiets.
