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Unter dem Begriff Straßenradsport alle Disziplinen des Radsports, die auf befestigten Straßen stattfinden. Damit grenzt sich diese Disziplin klar von anderen Varianten wie dem Bahnradsport, Cyclocross, Mountainbike, Gravelrennen oder BMX-Rennsport ab.

Während der UCI-Straßenrad-WM finden mehrere Rennformen statt, darunter Straßenrennen im Massenstart, Einzel- und Teamzeitfahren. Zu den bedeutendsten Straßenrennen weltweit zählen die großen Rundfahrten wie Tour de France, Giro d’Italia und Vuelta a España, klassische Monumente des Radsports. Sie sind Teil der internationalen UCI-Wettkampfserien für Männer und Frauen.

Auch im Amateur- und Freizeitbereich gibt es zahlreiche Straßenradsportveranstaltungen, wie z. B. Radmarathons, Jedermannrennen und Tourenfahrten.

Die Anfänge des Straßenradsports reichen bis ins frühe 19. Jahrhundert zurück:

• * Im Jahr 1817 erfand Karl von Drais die Draisine, eine Laufmaschine, die als Vorgänger des Fahrrads gilt.
• * Am 20. April 1829 fand in München das erste dokumentierte Zweiradrennen statt: 26 Fahrer traten auf einer 4,5 Kilometer langen Strecke zwischen dem Karolinenplatz und Schloss Nymphenburg gegeneinander an, Sieger wurde ein Fahrer mit einem Semler-Laufrad, der 31:30 Minuten benötigte.
• * Das erste Tretkurbelrad mit Vorderradantrieb entstand 1861 durch Pierre Michaux.
• * Ein erstes Langstreckenrennen wurde 1869 von Paris nach Rouen gefahren. James Moore aus England siegte nach 123 Kilometern mit einer Zeit von 10:45 h.
• * Frauenrennen erfreuten sich damals ebenfalls großer Beliebtheit, eine der bekanntesten Fahrerinnen war „Miss America“, die sogar an Männerrennen teilnahm, wo sie beim Rennen Paris–Rouen mit 12 Stunden Rückstand ins Ziel kam.
• * Hochräder mit überdimensioniertem Vorderrad dominierten in den 1870er-Jahren das Bild – besonders in England und den Vereinigten Staaten.
• * Das Niederrad mit Kettenantrieb wurde ab den 1880er-Jahren populär, mit Luftreifen und Kette am Hinterrad, wodurch das Fahren sicherer wurde.
   

Das Rennrad (schweizerisch auch Rennvelo genannt) bezeichnet man ein Bike, welches primär als Sportgerät im Bereich des Straßenradsports entwickelt wurde. Charakteristisch dafür sind eine leichte Bauweise sowie die Beschränkung auf die notwendigen Komponenten zum Fahren, was bedeutet, dass keine Träger für Gepäck, Schutzbleche, Beleuchtung sowie andere Zusatzausrüstung.

Moderne Rennräder haben ein Gewicht von meistens zwischen sieben und neun Kilogramm. Gemäß UCI-Reglement muss ein Wettbewerbsrad nicht weniger als 6,8 kg wiegen. Eines der leichtesten Räder, das je in einem UCI-Wettbewerb genutzt wurde, war jenes von Eddy Merckx, mit dem er 1972 den Stundenweltrekord aufstellte, wog nur 5,75 kg. Dabei handelte es sich um ein Bahnrad mit gemufftem Stahlrahmen, gebaut von Ernesto Colnago. Man hat sogar eine Designstudie entwickelt, bei der das Gewicht unter 3 kg liegt. Die Frage, ob dieses Rad unter realen Rennbedingungen fahrbar ist, ist umstritten.

Mit der Regeländerung der UCI im Jahr 2000 gilt das traditionelle Rennrad als Maßstab für Rekordversuche festgelegt – einschließlich Merkmale wie ein Rennlenker (Bügellenker), eine Sattelspitze hinter dem Tretlager usw.. Rekorde der 28 Jahre davor wurden annulliert.

Der Grund laut UCI war, dass ein technisches Wettrüsten die Chancen für schlechter ausgestattete Athleten oder Nationalmannschaften führen würde.

Charakteristisch für Rennräder sind schmale Felgen und Reifen, sowie einen Bügellenker, der vielfältige Handhaltungen erlaubt und meist schmaler gebaut ist als übliche Lenker. Das UCI-Reglement erlaubt eine maximale Breite von 50 cm, tatsächlich genutzte Lenker sind meist unterhalb dieses Wertes, oft bei 44 cm.

Maßgeblich für die Lenkerbreite ist die Schulterbreite – die Messung erfolgt außen zu außen über die Schultern. Tourenfahrer wählen meist breitere Lenker (für mehr Kontrolle und offenen Brustkorb), Rennfahrer häufig schmalere Lenker einsetzen (für eine aerodynamischere Position). Bei Zeitfahrwettbewerben und Triathlonrennen kommen ergänzende Auflieger oder Speziallenker zum Einsatz, wo der Athlet auf den Unterarmen liegt und nach vorn greift. Solch eine Haltung erfordert eine angepasste Rahmengeometrie (durch modifizierte Sitzwinkel).

Rennräder sind in der Regel weder Gepäckträger noch Schutzbleche, und auch keine Montagemöglichkeiten dafür am Rahmen oder an der Gabel. Eine fest installierte Beleuchtung oder ein Dynamo ist nicht vorhanden. Stattdessen sind üblicherweise Flaschenhalter am unteren Rahmenrohr und am Sitzrohr montiert.
 

Unter einem Fahrrad versteht man (kurz Rad, in der Schweiz „Velo“ genannt) bezeichnet man als ein in der Regel zweirädriges und einspuriges Fahrzeug für den Einsatz an Land, welches in der Regel allein mit Muskelkraft angetrieben wird – außer Elektrofahrräder, die teilweise elektrisch unterstützt werden.

Der Begriff „Velo“ kommt aus dem Französischen, was eine Kurzform von „vélocipède“ darstellt, übersetzt etwa „schneller Fuß“. Lateinisch setzen sich die Wortbestandteile aus „velox“ (schnell) und „pes“ (Fuß) zusammen.

Beim Lenken eines Fahrrads, wirkt ein Rückstellmoment aufgrund des Nachlaufs, das die Lenkung (nahezu) selbstständig in Geradeausrichtung bringt. Die Kreiselkräfte tragen ebenfalls zur Stabilität bei, wobei deren Wirkung von Geschwindigkeit und Trägheitsmoment abhängt. Auch die Masseverteilung spielt eine Rolle für das Fahrverhalten, insbesondere bei einspurigen Fahrzeugen (siehe dazu Fahrphysik beim Fahrrad).

Die Nutzung von Fahrrädern im öffentlichen Straßenverkehr muss sich an länderspezifische Regeln halten, welche sich je nach Nation unterscheiden. Besonders Elektrofahrräder unterliegen spezifischen Regelungen (vgl. Radverkehr und E-Bike-Vorgaben).

Fahrräder gibt es in vielen Varianten, die je nach Bauart und Anwendung variieren:

• * Ein Einrad besteht aus einem einzelnen Laufrad, bei dem der Fahrer alle Kippachsen ausgleichen muss.
• * Das Tandemrad kann von zwei oder mehr Menschen genutzt werden, gemeinsam zu treten und voranzukommen.
• * Dreirädrige Varianten für Kinder oder ältere Menschen haben drei Räder und sorgen für sicheres Fahren.
• * Fahrradrikschas existieren als Drei- oder Vierräder und dienen dem Personentransport.
• * Experimentalfahrräder nutzen neuartige Bauarten und Muskelkraftsysteme.
   

Ein Bahnrad ist eine Rennradvariante, die eigens für Bahnrennen entworfen wurde. Anders als Straßenräder besitzt ein Bahnrad keine Bremsanlage, keine Schaltung und keinen Freilaufmechanismus. Zudem weist die Rahmenkonstruktion signifikante Unterschiede zur Geometrie klassischer Straßenräder auf.

Die bauliche Grundlage ähnelt der eines Straßenrads, jedoch mit gezielter Betonung auf bestimmte Leistungsmerkmale. Besonderes Augenmerk liegt auf der Wendigkeit: das Bahnrad soll äußerst sensibel auf jede Lenkbewegung ansprechen. Für das dynamische Fahrverhalten auf Bahnen ist eine reaktionsfreudige Geometrie von zentraler Bedeutung.

Zu den charakteristischen konstruktiven Anpassungen zählt ein besonders kurzer Radstand, der gewöhnlich unter 95 Zentimetern liegt – selbst Straßenrennräder sind in der Regel länger. Auch der Steuerrohrwinkel unterscheidet sich markant: Bahnräder setzen auf extrem steile Winkel, die jenseits der üblichen 72 bis 74 Grad von Straßenrädern liegen.

Ein steiler Steuerrohrwinkel reduziert den sogenannten Nachlauf, also die Strecke zwischen dem Aufstandspunkt des Vorderrads und der Lenkkopfachse, wodurch das Lenkverhalten direkter wird. Während ein hoher Nachlauf ein Rad stabiler, aber träger macht, sorgt ein niedriger Nachlauf für ein nervöses, aber extrem wendiges Fahrverhalten – ideal für den Bahnradsport. Die besondere Fahrdynamik der Bahn erfordert eine explizit auf Agilität ausgelegte Konstruktion.

Ein prominentes Beispiel für ein historisches Bahnrad ist jenes von Eddy Merckx aus dem Jahr 1972, mit dem er den Stundenweltrekord aufstellte – es wog nur 5,75 Kilogramm und war ein Meisterstück damaliger Ingenieurskunst.