Обновление ваших шин может быть самым дешевым способом улучшить вашу езду, но вы выбираете? Мы разбираем, как они сделаны и работают
Звучит как научная фантастика, но внедрение материалов космической эры в шины шоссейных велосипедов может дать им форму виртуального интеллекта. Когда вы едете по ровной гладкой дороге, резина в шинах автоматически становится более твердой, чтобы уменьшить сопротивление качению, но когда вы тормозите, ускоряетесь или поворачиваете, она смягчается, чтобы улучшить сцепление с дорогой.
Волшебство приходит в виде графена – чудо-вещества, заставляющего трепетать сердца в области материаловедения. Графен - это слой углерода толщиной в один атом, невероятно легкий, прочный и гибкий. Это может привести к складным мобильным телефонам, значительно более легким самолетам и, э-э, к самым тонким, самым непроницаемым презервативам (Фонд Билла и Мелинды Гейтс пожертвовал 100 000 долларов на инвестиции в графен для создания более безопасного противозачаточного средства с лучшими ощущениями).
Они также призваны изменить мир велоспорта, в том числе шоссейные шины, и вам не придется ждать десятилетия, чтобы проверить их эффективность. Итальянская компания Vittoria только что выпустила версию своей популярной шины Corsa с добавлением графена в состав протектора, и утверждает, что результатом является снижение сопротивления качению на 19% по сравнению с ее предшественником, а также повышенная устойчивость к проколам и значительные улучшения в целом. долговечность.
Хотя Cyclist еще слишком рано проверять эти утверждения, это, безусловно, свидетельствует о том, что шины, несмотря на то, что они являются одним из наименее гламурных компонентов, которые вы найдете на велосипеде, находятся в авангарде научных разработок и имеют гораздо большее влияние. на качество езды и производительность, чем им часто приписывают. Качественные шины - это, пожалуй, самое дешевое и простое обновление, которое вы можете сделать для своего велосипеда, поэтому стоит немного разобраться в том, что входит в эти резиновые обручи.
Круг компромиссов
Сведение к минимуму сопротивления качению, максимальное сцепление с дорогой, амортизация при езде и одновременное отражение постоянной угрозы со стороны стекла, кремня и шипов - шины являются впечатляющим достижением инженерной мысли. Производители должны сбалансировать эти конкурирующие требования при разработке новых шин, и это непростая задача, как объясняет Бенджамин Блаурок, менеджер по продукции дорожных шин Continental. «Если вы увеличите один из этих параметров, это повлияет как минимум на один из остальных», - говорит он. «Например, очень твердый состав снизит сопротивление качению, но уменьшит сцепление с дорогой, к тому же он будет казаться очень деревянным при езде. Если вам нужна высокая устойчивость к проколам, вы можете добавить толстый антипрокольный слой, но это увеличивает вес и повышает сопротивление качению».
Такие неизбежные компромиссы объясняют широкий спектр доступных дорожных шин. С одной стороны, жесткие, тяжелые, прочные и хорошо защищенные шины лучше всего подходят для путешествий и поездок на работу, где устойчивость к проколам имеет более высокий приоритет, чем абсолютная скорость и производительность. С другой стороны, сверхлегкие, цепкие, гибкие шины предназначены для гонщиков, которые готовы принять повышенный риск прокола шины и сокращение срока службы ради дополнительного прироста производительности, который может обеспечить им победу или новый PB в день гонки.
Как отмечает Блаурок, «важно, чтобы ваши шины вызывали положительные эмоции, и они могут влиять на уровень производительности
очень значительным образом». Он также напоминает нам, что некоторые люди готовы выложить более 2000 фунтов стерлингов за топовые карбоновые колеса, в то время как разница в цене между средним и премиальным качественная шина едва стоит 50 фунтов стерлингов. Шины представляют собой относительно дешевый апгрейд.
При таком малом контакте с дорожным покрытием – меньше отпечатка большого пальца – как шина может так изменить ощущения от езды? В отличие от шин для горных велосипедов, где рисунок протектора имеет решающее значение для сцепления, шоссейные шины в большей степени зависят от сочетания состава резины и гибкости каркаса. На мокрой дороге дорожная шина будет прорезать пленку воды (а не акваплан поверх нее), и, следовательно, даже полностью гладкая шина может обеспечить достаточное сцепление, чтобы удерживать вас в вертикальном положении. Даже производители шин признают, что наличие любого рисунка протектора на дорожной шине приносит больше психологической пользы гонщику, чем какой-либо вклад в сцепление с дорогой. Это демонстрирует, насколько важна конструкция дорожной шины для каждого аспекта ее характеристик, так что давайте разберём слои.
Свернуть, свернуть
Шины обычно состоят из четырех элементов. Качество материалов, используемых для каждого из них, важно, но то, как они взаимодействуют, действительно определяет производительность. Работая от внешнего слоя внутрь, сначала идет протектор или резиновая смесь, которая контактирует с дорогой. Далее обычно идет какой-то слой защиты от проколов и, наконец, каркас, который придает шине ее структуру. Четвертый элемент - внутренняя камера, которая либо полностью заключена в каркас, как в случае с трубчатыми шинами, либо установлена как отдельный компонент, как в клинчерах.
Бескамерные шины, описанные немецким производителем шин Schwalbe как «технология будущего», устраняют необходимость во внутренней камере и, следовательно, снижают сопротивление качению за счет устранения потерь на трение, возникающих между камерой и шиной. шина катится и прогибается. Schwalbe утверждает, что ее бескамерная шина Pro One имеет на 25 % меньшее сопротивление качению, чем сопоставимая клинчерная шина с внутренней камерой, что подчеркивает влияние одной только внутренней камеры на шинную систему.
В день гонки профессионалы в различных дисциплинах, включая трек, гонки на время, шоссе и велокросс, используют трубчатые шины, в которых протектор, каркас и камера сшиты в единую конструкцию. Несмотря на неприятный фактор, связанный с необходимостью приклеивания этих шин к ободам колес (они не зацепляются через загнутый борт, как в клинчерах), профессионалы отдают предпочтение более плавному ходу трубчатых шин, доказанному более низкому сопротивлению качению и уверенности в том, что даже с плоским, шина остается на ободе.
«Физика этой идеально круглой формы поперечного сечения, мягко обнимающей (обычно) латексную внутреннюю трубку, оптимальна для мягкой, гибкой системы, потому что она будет идеально деформироваться во всех направлениях», - говорит Морган Никол, главный технический директор компании. Challenge Tyres, компания, специализирующаяся на трубах ручной работы. Типичная клинчерная шина имеет ярко выраженную U-образную форму и не будет так равномерно деформироваться.
Почему это важно? Чтобы снизить сопротивление качению, шина должна быть достаточно гибкой, чтобы деформироваться и поглощать любые неровности дорожного покрытия, позволяя водителю и велосипеду двигаться беспрепятственно.
Альтернатива, говорит Николь, заключается в том, что каждый раз, когда шина сталкивается с камнем или неровной поверхностью, она отскакивает на крошечную долю (что происходит много раз за оборот колеса), сопротивляясь движению вперед. Если рассмотреть под увеличением даже сверхгладкое дорожное покрытие, то его профиль далеко не плоский. На микроскопическом уровне шины испытывают нечто похожее на подпрыгивание по булыжникам Париж-Рубе каждую поездку, теряя энергию, когда колесо постоянно находится в воздухе. Вот почему тонкие шины с высоким давлением постепенно заменяются на более широкие шины, работающие при более низком давлении, поскольку было доказано, что более широкие шины с более низким давлением создают меньшее сопротивление качению, потому что они легче деформируются и, следовательно, меньше отскакивают.
Эрик Гертнер, главный инженер по шинам Bontrager, говорит: «Все привыкли ездить на шинах шириной 19 мм, накачанных до 120 фунтов на квадратный дюйм, думая, что это быстрее. Но теперь мы знаем, что это не так. Из того, что мы видели в тестах, шина с более высоким давлением будет больше подбрасывать вас, и эти подпрыгивания на самом деле являются энергией, отводимой во вселенную. На полированном велодроме 19-миллиметровая шина может быть самой быстрой, но на дороге оптимальная шина определенно больше, чтобы убрать дорожный шум, а более низкое давление, в разумных пределах, является хорошим ходом для многих людей.
Мягкость, кажется, является самым большим преимуществом шины, особенно в поворотах, особенно на мокрой или неровной поверхности. Никол говорит: "Когда вы входите в повороты с неидеальным дорожным покрытием, любое подпрыгивание на неровностях приводит к снижению веса шины". вашей задней части, если гибкость вашей шины не может удерживать контакт с дорогой.
«Гибкость частично зависит от толщины и гибкости протектора, но на самом деле основную роль в характеристиках шины играет каркас», - говорит Николь. Эта оболочка состоит из слоев тканых и скрепленных нитей. Чем выше число нитей на дюйм (TPI), тем тоньше каждая нить и тем эластичнее будет шина. Шины гоночного качества могут иметь до 320TPI, а зимние тренировочные шины могут иметь только 60TPI. Но будьте осторожны при выборе шин, потому что производители часто указывают значения TPI, основанные на нескольких слоях каркаса. Например, каркас 180TPI может состоять из трех слоев 60TPI.
Материалы здесь тоже имеют значение: первоклассный шелк (используемый для трубчатых гусениц) мягче и эластичнее, чем хлопковые нити, которые, в свою очередь, превосходят нейлон. Но, как заметил Блаурок из Continental в начале, вы не можете иметь все сразу. Большое количество нитей, хлопковый каркас и более мягкие резиновые протекторы по твердости могут быть самыми гибкими, но им не хватает прочности и устойчивости к порезам более жесткого нейлона и более твердых резиновых смесей..
Пока еще ничто не смогло бросить вызов этим компромиссам и создать идеальное сочетание гибкости и долговечности. Но кто знает, что может произойти в будущем, когда революция графена завершится?
