Жесткость шоссейного велосипеда важна, но она также должна быть сбалансирована с комфортом, весом и стоимостью. Мы исследуем, как
Поищите в Интернете по термину «жесткость», и вы не уйдете далеко, прежде чем увидите рекламу фармацевтических решений для джентльменских проблем. Велосипеды и спальни, кажется, разделяют непоколебимую паранойю по поводу хромоты, что объясняет, почему маркетинговый бум, который сопровождает каждый новый велосипед, неизменно приправлен заявлениями о том, что рама теперь супержесткая, а также стала легче и удобнее. Но, по крайней мере теоретически, эти три качества противоречат друг другу, и дизайнеры велосипедов постоянно пытаются найти золотую середину между ними, возясь с размерами труб и материаловедением.
Педаль в карбон
Когда инженеры говорят о жесткости рамы, они на самом деле имеют в виду две разные области характеристик велосипеда. Первый связан с наличием достаточной поперечной жесткости, чтобы водитель мог максимально эффективно передавать педалирование на дорогу. Второй касается предсказуемости и стабильности управления мотоциклом.
С точки зрения поперечной жесткости, каждый раз, когда ваша нога нажимает на педаль, вы создаете значительные боковые (поперечные) напряжения наряду с торсионными (скручивающими) силами, которые в совокупности выталкивают нижнюю часть рамы наружу. выравнивания. Каждый миллиметр движения рамы поглощает драгоценную энергию, которую можно было бы направить на дорогу, поэтому минимизация этого изгиба максимально эффективно увеличивает эффективность педалирования, отсюда и неустанное внимание к жесткости рамы.
«То, как вы получаете энергию, которую вы передаете через шатуны на заднее колесо, на самом деле зависит от каретки, нижних перьев, дропаутов и жесткости колеса», - говорит Джерард Врумен, соучредитель Open bikes и ранее соучредитель. владелец Сервело. Эта задача усложняется односторонней трансмиссией велосипеда, которая создает неравномерную нагрузку на заднюю часть велосипеда. Необходимость противостоять большим нагрузкам на правую сторону рамы является причиной того, что многие велосипеды выбирают асимметричную конструкцию нижних перьев и подседельных труб.
Но, как напоминает нам Бен Коутс, директор Trek по дорожным продуктам, то, что вы делаете с одной частью велосипеда, напрямую влияет на другую: «Вы можете увеличить жесткость каретки, например, добавив ламинат к нижняя сторона рулевой трубы, но каждый кусок ламината влияет на весь велосипед. Вы рискуете получить неблагоприятные последствия, если не понимаете, как добавление или шлифовка материалов влияет на другие части велосипеда.
‘Мы можем сделать велосипеды более жесткими, чем хотят даже самые большие и самые требовательные гонщики в мире, но просто сделать их жестче или легче, если на то пошло, не обязательно является рецептом лучшего велосипеда. Разговор должен начинаться с того, как вы хотите, чтобы велосипед ехал, а не с того, где вы хотите, чтобы он был жестким.’
Инженерная жесткость
Как дизайнеры укрепляют раму в нужных местах? Ответ кроется в диаметре поперечного сечения труб, а также в их длине и, в случае карбоновых велосипедов, в многослойности углеродного волокна
используются в их конструкции.
«Чем больше диаметр трубы, тем жестче она будет», - говорит Адам Вайс, генеральный директор и основатель производителя карбоновых велосипедов ручной работы Rolo. «И это еще до того, как вы начнете рассматривать материалы».
Это объясняет тенденцию в дизайне велосипедов к увеличенным нижним трубам, соединениям каретки и нижним перьям. Достижения в области углеродного волокна позволили производителям уменьшить толщину стенок труб, что дало им свободу создавать трубы гигантского вида без увеличения веса.
Итак, если огромные нижние трубы и нижние кронштейны используются для передачи каждого ватта мощности водителя на дорогу, почему бы не следовать той же философии в отношении верхней трубы и рулевой трубы, чтобы противостоять силам на поворотах и обеспечивать точное рулевое управление?
Когда вы наклоняете велосипед в поворот, сходятся три большие силы: гравитация, которая тянет вертикально вниз; кинетическая энергия, которая заставляет вас двигаться вперед, и центростремительная сила, которая толкает вас наружу – влево при повороте вправо и наоборот. Если рама слишком гибкая, эти силы могут привести к смещению колес и рулевой трубы, что приведет к неточному рулевому управлению.
«Колеса нужны для отслеживания, и чем лучше они отслеживаются спереди назад, тем более предсказуемо они проходят поворот», - говорит Томас Макдэниел, менеджер по продукции BMC. «Скажем, вы проходите поворот, на котором проезжали тысячу раз, так что вы уверены в себе и обладаете большой скоростью, но однажды вы находите массивный камень прямо посреди линии, по которой вы всегда едете. Насколько хорошо велосипед может принять вашу потребность внести изменения в середине поворота? Вот где в игру вступает жесткость передней части.’
Оказывается, если велосипед слишком жесткий в передней части, его становится трудно наклонить, что создает другой тип проблемы с управлением. Крис Д'Алуизио, креативный директор Specialized, продолжает рассказ, вспоминая момент, когда компания Tarmac SL4 заменила SL3. Раньше, когда Specialized разрабатывали новый велосипед, размер рамы 56 см использовался в качестве эталона для нового набора целей, включая жесткость. Как только цели были поражены, рама затем масштабировалась, с трубками немного меньшего размера для рамок меньшего размера и трубками большего размера для рамок большего размера.
‘С SL4 мы сделали модель 56 жестче и легче, а более высокие гонщики – рост 56 и выше – сказали: «Вау! Так намного лучше». Но при моем 52-м размере он ехал хуже», - говорит Д’Алуизио с освежающей откровенностью. «Это было слишком резко, не только вертикально, но и когда ты наклонялся в угол. У него была слишком большая жесткость передней части, и это не позволяло велосипеду меньшего размера быть послушным в середине поворота дороги, поэтому передняя часть могла вибрировать, особенно на ухабистой поверхности дороги, что могло нервировать..’
Оказалось, что корректировки, сделанные при масштабировании велосипеда, не зашли достаточно далеко, и что рамы меньшего размера с трубами аналогичного поперечного сечения и карбоновым покрытием до 56 см были невероятно жесткими, потому что эти трубки были короче.
«Маленькие велосипеды были пропорционально более жесткими, чем большие велосипеды, что полностью противоположно тому, что нужно гонщику», - говорит Д'Алуизио. «Высокий гонщик с более длинным подседельным штырем и более высоким центром тяжести требует, чтобы велосипед выполнял гораздо больше работы. Когда вы просите байк двигаться справа налево во время маневра, этот байк выполняет всю работу, чтобы переместить вес этого гонщика с одной стороны на другую и удержать этого гонщика от падения. Мы должны восстановить сцепление с дорогой, когда райдер поворачивает».
В результате Specialized решили, что необходимо эффективно обрабатывать каждый размер рамы, как если бы это был отдельный индивидуальный проект, процесс, который компания называет Rider First Engineering.
Это помогает объяснить, почему инженеры не просто делают весь велосипед как можно более жестким, но есть и другая причина: комфорт, также известный как податливость, то есть способность рамы бороться с неровностями дороги. поверхности и поглощают вибрации от асфальта.
Создав Cervélo R3, велосипед, который семь лет подряд занимал призовые места на суровых булыжниках Парижа-Рубе, Vroomen знает, что нужно для велосипеда, который может передавать мощность на заднее колесо, защищая водителя. с самых худших поверхностей.
«В идеале вам нужно как можно меньше вертикальной жесткости, чтобы вы получали некоторый комфорт и гибкость», - говорит он. «Но труба, которую вы увеличиваете, чтобы получить жесткость на кручение, также становится больше по вертикали и жестче по вертикали, и разделить эти два фактора непросто. В этом смысле всегда будет компромисс: на самом удобном велосипеде будет невозможно ездить, потому что он очень гибкий во всех направлениях, а на самом жестком велосипеде также будет невозможно ездить, потому что он жестковат до костей, что не только неудобно, но и медленнее. Вам нужна какая-то уступчивость, чтобы сгладить неровности дороги».
Шины делают большую часть этой работы, но дизайнеры также вводят некоторую степень гибкости в раму, особенно в подседельную трубу и с помощью очень тонких или сплющенных перьев сиденья, как средство рассеивания дорожных ударов, проходящих через заднюю часть. велосипеда водителю.
Возможно, лучший пример того, как вертикальная податливость может быть отделена от каретки и жесткости рулевой трубы, - это Trek Domane, гоночный байк, на котором Фабиан Канчеллара поднялся на верхнюю ступеньку подиума на Туре Фландрии и Париж-Рубе. Подседельная труба Domane «отделена» от верхней трубы, что позволяет подседельной трубе изгибаться почти независимо от рамы без ущерба для жесткости. Новая развязка IsoSpeed в последней версии Domane SLR даже имеет «настраиваемое соответствие», так что водитель может персонализировать уровень жесткости.
«Диапазон настроек Domane начинается примерно с того же уровня вертикальной податливости, что и у Madone [аэрогоночная установка Trek], и доходит до 35% большей податливости, не влияя на жесткость педалирования», - говорит Коутс.
Кадры будущего
Неустанная погоня за более жесткими, легкими и удобными рамами не ослабевает, а производители постоянно ищут новые материалы и технологии. Например, британский велосипедный бренд Dassi исследует возможности графена, удивительного вещества, которое обладает исключительным потенциалом, если производители найдут способы использовать его возможности.
«Графен демонстрирует свойства, которые намного превосходят традиционные виды углерода, которые используются в раме велосипеда», - говорит Стюарт Эбботт, бывший инженер-конструктор аэрокосмической отрасли, который шесть лет назад создал Dassi. «Существует мистическая возможность создать раму, которая могла бы весить всего 300 г, потому что графен настолько легче и настолько прочнее, что у вас есть возможность заменить области углерода толщиной 2 или 3 мм в определенных местах на поверхности. рама - особенно вокруг каретки - из чего-то, что в 100 раз легче и в тысячную толще.'
На данный момент, тем не менее, всем, кто собирается купить новый велосипед, нужно быстро проверить реальность. Велоспорт - это не Формула-1, где всегда побеждает лучшая машина, независимо от пилота. Многие крупные гонки этого года, в том числе Париж-Рубе, Тур Фландрии, Милан-Сан-Ремо, Париж-Ницца и Тур Романдии, были выиграны гонщиками на разных мотоциклах. Другими словами, максимальная производительность зависит от гонщика, а не от мотоцикла, и нет объективного «правильного» уровня жесткости рамы, есть только тот уровень, который подходит именно вам.
10 самых жестких велосипедов
Как измерить жесткость велосипеда? К сожалению, у нас нет лаборатории для тестирования гибкости, но мы знаем место, где оно есть. Наши друзья из немецкого журнала о велоспорте Tour известны своим научным подходом к испытаниям велосипедов, который включает в себя тщательную серию стендовых испытаний каждой голой рамы для определения значений жесткости.
Уравнение, основанное на показателе жесткости рамы в рулевой колонке (измеряется в Нм/°), деленном на общую массу рамы (в кг), дает показатель отношения жесткости к весу, который дает Tour таблица лидеров для самых жестких рам…
| Велосипед | Свидание | Отношение жесткости к весу |
| 1. Сервело Rca | Янв 2015 | 142 Нм/°/кг |
| 2. Специализированный Tarmac SL4 | декабрь 2011 | 141,2 Нм/°/кг |
| 3. Cannondale SuperSix Evo Ultimate | Сентябрь 2011 | 139,2 Нм/°/кг |
| 4. Canyon Ultimate CF SLX | Янв 2016 | 131,5 Нм/°/кг |
| 5. Трек Эмонда | декабрь 2014 | 131,3 Нм/°/кг |
| 6. Фокус Изалько Макс | июль 2013 | 127,1 Нм/°/кг |
| 7. Войлок F1 | декабрь 2011 | 125,3 Нм/°/кг |
| 8. AXE Lightness Vial Evo | Янв 2015 | 125,1 Нм/°/кг |
| 9. Сторк Аэрнарио | октябрь 2015 | 123,9 Нм/°/кг |
| 10. Роза X-Lite Team 8000 | декабрь 2014 | 123,7 Нм/°/кг |
Углеродный жаргон: что все это значит?
