Аэродинамика велосипеда

Аэродинамика и динамика полета параплана

Источник материала — paraglide.ru, книга Волкова «От мечты к полетам».

1. Природа возникновения и численные характеристики аэродинамических сил.

Каждый человек в той или иной степени знаком с аэродинамическими силами. Вам, наверное, не раз приходилось наблюдать, как налетевший порыв ветра гнет деревья, поднимает в воздух листья, вырывает зонтики у прохожих. Что заставляет, казалось бы, неосязаемый воздух превращаться во вполне осязаемую среду? Логично будет предположить, что всему виной ветер. Именно ветер, а точнее, движение воздуха относительно предметов создает аэродинамические силы.

Высуньте руку из движущегося автомобиля. Вы почувствуете поток воздуха, взаимодействующего с рукой. Такое же явление можно наблюдать и в неподвижном автомобиле, если за бортом дует достаточной силы ветер. В аэродинамике применяют принцип относительности, согласно которому, для аэродинамических сил безразлично: движется ли предмет относительно воздуха или воздух движется относительно неподвижного предмета. Для удобства, предмет (твердое тело) считают неподвижным объектом, на который действует набегающий поток воздуха.

Итак, в результате взаимодействия твердого тела с набегающим потоком воздуха, образуется полная аэродинамическая сила.

Когда меня спрашивают, что такое Параплан, я отвечаю: «Это ваша мечта». И правда, купив какой-то мешок со стропами, весом в 5 — 6 кг, вы сможете летать часами, и, слушая пение ветра знакомиться с тайнами пятого океана Земли.

Величина этой силы определяется по формуле (1) и зависит от четырех параметров.

1. Характерная площадь ( S ). Учитывает размеры твердого тела. Очевидно, что чем крупнее тело, тем больше сила его взаимодействия с воздухом.

2. Плотность воздуха (5). У земли она меняется незначительно и ее влияние сложно заметить. На высоте воздух становится более разряженным, а снижение плотности воздуха приводит к уменьшению полной аэродинамической силы.

3. Скорость набегающего потока (V). Очень важный параметр, так как в формуле присутствует в квадрате. Увеличение скорости в два раза приведет к четырехкратному возрастанию полной аэродинамической силы.

4. Коэффициент полной аэродинамической силы (Су). Этот параметр учитывает форму и характер обтекания твердого тела. Тело, которое обтекается воздухом лучше, имеет небольшое значение и создает меньшую аэродинамическую силу. Как видно из рисунков, на величину и направление полной аэродинамической силы влияет не только форма, но и положение тела относительно потока. При определенном, несимметричном типе обтекания направление полной аэродинамической силы может существенно отличаться от направления набегающего потока. Этот эффект и используется в авиации для создания подъемной силы.

Подъемная сила — составляющая полной аэродинамической силы, направленная перпендикулярно набегающему потоку.

Сила сопротивления — составляющая полной аэродинамической силы, направленная параллельно набегающему потоку.

Проще всего почувствовать процесс образования подъемной силы с помощью плоской пластины. Меняя положение пластины относительно потока воздуха, Вы получите различные комбинации сил. Для примера могу вспомнить случай из своего детства.

Правдивая история. Мое первое знакомство с подъемной силой произошло во время дальней поездки в поезде. Махая рукой в потоке за окном, я заметил странную силу, подбрасывающую руку вверх. Это происходило если поставить ладонь под острым углом к потоку воздуха. Заменив ладонь красочной книгой младшей сестры (увеличение площади), я добился значительного роста сил. Стало понятно, что вертикальная сила (подъемная сила) растет с увеличением угла между плоскостью книги и потоком воздуха (угол атаки). Возрастает при этом и сила, толкающая руку назад (сила сопротивления). При превышении определенного угла (критический угол атаки ) подъемная сила пропадала, а сила сопротивления многократно увеличивалась (происходил срыв потока). Конечно, все мудреные термины я узнал значительно позже, а на тот момент, очередной коварный срыв потока унес книгу и вызвал возникновение небольшой семейной драмы.

Плоская пластина является посредственным источником подъемной силы из-за большой доли вредной силы сопротивления и малого критического угла атаки. Крылья большинства летательных аппаратов имеют определенную форму поперечного сечения (аэродинамический профиль крыла). Прямая, соединяющая максимально удаленные точки профиля крыла, называется хордой профиля (рис. 4 ).

Рассмотрим процесс образования подъемной силы крыла. Профиль крыла делит поток воздуха на две части, которые объединяются за задней кромкой профиля. Верхняя часть профиля более выпуклая, чем нижняя. Поэтому, частицы воздуха, огибающие верхнюю и нижнюю поверхности, проделывают различный путь. Над верхней поверхностью молекулы воздуха движутся быстрее и располагаются реже, чем внизу. Возникает разрежение (известный закон Бернулли гласит, что с увеличением скорости потока уменьшается его давление). Разница давлений между верхней и нижней поверхностями крыла приводит к появлению подъемной силы, толкающей крыло вверх.

Величина подъемной силы сильно зависит от угла, под которым набегающий поток «ударяется» в крыло. Угол между набегающим потоком и хордой профиля называется углом атаки. При увеличении угла атаки, точка деления потока воздуха смещается на нижнюю поверхность профиля. Путь частиц по верхней поверхности увеличивается. Из-за этого возрастает разница давлений и увеличивается подъемная сила (рис. 6).

Подобный рост подъемной силы возможен, пока угол атаки не достиг критического значения. На больших углах атаки воздух вынужден двигаться по сильно искривленной траектории. Возможен отрыв и завихрения потока в хвостовой части профиля. На критическом углу атаки отрыв потока распространяется на всю верхнюю поверхность профиля. Образуются мощные вихри. Подъемная сила пропадает, а сила сопротивления многократно увеличивается.

Это неприятное и опасное явление называют срывом потока. Столь не любимый пилотами режим «штопор», возникает из-за срыва потока. На одном из крыльев пропадает подъемная сила, и самолет падает, вращаясь как кленовый лист. Далее мы подробно рассмотрим все режимы и ограничения в полете, а пока вернемся к формулам.

Формулы для определения величины подъемной силы и силы сопротивления аналогичны формуле (1).

За S обычно принимают площадь крыла. Коэффициент подъемной силы (С ) и коэффициент сопротивления (С ) являются удельными характеристиками крыла и зависят от угла атаки, формы профиля и геометрии крыла. Они как бы показывают, сколько подъемной силы и силы сопротивления образуется на единице площади крыла. Наиболее ярко прослеживается уже знакомая нам зависимость от угла атаки (рис. 7)

Физический смысл коэффициентов: тела, имеющие одинаковую форму (при разных размерах), взаимодействуют с воздухом одинаково. Поэтому можно считать, что коэффициент подъемной силы равен подъемной силе некоего крыла (единичной площади), обтекаемого потоком единичной интенсивности.

Обратите внимание на то, что на малых углах атаки коэффициент подъемной силы возрастает быстрее коэффициента сопротивления. На больших углах атаки все наоборот. Если графики объединить, то мы получим очень важную зависимость С от С — поляру крыла. С помощью поляры крыла легко найти оптимальное соотношение коэффициентов подъемной силы и силы сопротивления (рис. 8).

Изученные в этом разделе формулы и графики пригодятся нам для анализа летных характеристик Параплана. А мы переходим к рассмотрению различных режимов полета.

2 . Установившиеся (равновесные) режимы полета

Что такое установившийся режим? Слово установившийся означает, что все параметры полета (скорость, снижение, курс) остаются постоянными. Это важное условие, так как и камень способен летать (недолго), но его полет не будет установившимся.(Рис. 9)

Установившийся горизонтальный полет

Изобразим самолет в установившемся горизонтальном полете в скоростной системе координат. Скоростная система координат удобна для анализа режимов полета и расчета действующие на параплан силыаэродинамических сил. Ось Х расположена по направлению вектора скорости набегающего потока. Ось Z направлена «на нас» в плоскости крыла (перпендикулярно X). Ось У направлена «вверх» перпендикулярно плоскости XZ.

На самолет действуют сила тяжести, подъемная сила, сила сопротивления и сила тяги двигателя. Согласно второму закону Ньютона, сумма всех этих сил равна нулю (в установившемся полете).

Запишем это уравнение в проекциях на скоростную систему координат:

осьОУ: Y-G=0 => Y=G (5)

ось OX: X-T=0 => Х=Т (6)

Из уравнений следует, что подъемная сила уравновешивает силу тяжести, а сила тяги двигателя уравновешивает силу сопротивления. Равновесие этих сил и обеспечивает установившийся горизонтальный полет.

Установившееся планирование

С самолетом понятно, у него есть двигатель. А за счет какой силы летит планер или планирование и параплан? Все дело в том, что установившийся полет планера не горизонтален. Планер «скользит» по наклонной траектории, и вместо двигателя работает проекция силы тяжести. Здесь идеально подходит аналогия с шариком, который скатывается по наклонной плоскости (рис. 11). Шарик движется за счет неуравновешенной проекции силы тяжести.

Пусть планер летит по траектории, имеющей угол Y с горизонтом. Вектор скорости уже не перпендикулярен силе тяжести, и имеет с ней угол. Подъемная сила всегда перпендикулярна вектору скорости. В итоге получаем систему сил (рис. 12).

Режим установившийся, поэтому сумма всех сил равна нулю.

В проекциях на скоростную систему координат:

оу Y-G cos(y) = 0 =>Y=Gcos(Y) (8)

ox X-G sin(y) = 0 => X=Gsin(Y) (9)

Так как угол Y обычно мал, то приближенно можно считать, что

Итак, безмоторный летательный аппарат летит с постоянным снижением. От чего зависит скорость снижения? Из рисунка 12 можно найти проекции скорости на вертикальную и горизонтальную оси земной системы координат.

Чем меньше угол Y, тем меньше скорость снижения. Как мы уже выяснили, угол Y образуется из-за необходимости компенсировать силу сопротивления. Соответственно, уменьшение силы сопротивления уменьшает скорость снижения.

В аэродинамике используется понятие аэродинамического качества, равного отношению коэффициентов подъемной силы и силы сопротивления.

Из формул ( 2 и 3 ) получаем:

Тогда, K=Cy/Cx=Y/X=tg(y) (14)

Аэродинамическое качество показывает, во сколько раз подъемная сила больше силы сопротивления. Так, при качестве 5 и весе пилота с Парапланом в 100 кг, получаем: У= 100кг ; Х=20кг.

С помощью аэродинамического качества, можно узнать какое расстояние пролетит пилот с имеющейся высоты (рис. 13). При качестве 5 пилот со 100 м пролетит 500 м.

Очевидно, что один из путей совершенствования летательных аппаратов — увеличение качества. У современных планеров качество превышает 50. А у спортивных Парапланов оно приближается к 9.

Установившийся набор высоты

Самолеты не только планируют, летают горизонтально, но и набирают высоту (имеется ввиду набор высоты в спокойном воздухе за счет тяги двигателя). На Параплане такой режим возможен при полете с парамотором и буксировке за лебедкой. В этом случае движение так же происходит по наклонной траектории, но «в горку».

Y+G+X+T=0 (15) В проекциях на оси:

оу Y-G cos(y) = 0 =>Y=Gcos(y) (8)

ox X-T sin(y) = 0 =>T=X+Gsin(y) (9)

Сила тяги уравновешивает силу сопротивления и проекцию силы тяжести. Чем больше сила тяги, тем больший угол подъема она обеспечивает.

3. Скорость полета. Управление скоростью. Диапазон скоростей полета.Диапазон полетных скоростей Параплана.

В предыдущих разделах мы считали, что летательный аппарат летит с какой-то определенной скоростью. От чего зависит скорость полета? В каких пределах меняется? Как ею управлять? С какой скоростью летать? В этой главе Вы получите ответы на все эти вопросы.

Скорость полета Параплана.

Представьте себе, что вы взлетели. Успокоившись после суматохи старта, ваш Параплан летит с постоянной скоростью (наступило равновесие сил). От чего зависит скорость полета? Вспомним уравнение установившегося планирования.

Подъемную силу можно определить по формуле:

Объединяя уравнения, получаем формулу для определения скорости полета:

Из формулы видно, что скорость постоянна, пока постоянны все остальные параметры уравнения (полетный вес G, коэффициент подъемной силы Су, площадь крыла S, плотность воздуха) При их изменении равновесие сил нарушается. Полет перестает быть установившимся. Происходит переходный режим полета, во время которого меняется скорость полета и восстанавливается равновесие сил. В результате Параплан переходит к новому(!) установившемуся режиму полета.

Пример: Вернемся к полетам. Представьте, что во время полета вам захотелось пошутить. В голову приходит отличная (банальная) идея -окатить своих наземных друзей водичкой. Реализуя этот веселый проект, вы сбрасываете с Параплана некую резиновую емкость с водой. На земле кто-то радуется, что это был не камень, а у вас происходит переходный процесс. Полетный вес уменьшился, подъемная сила осталась прежней. Равновесие сил нарушено — Параплан тянет вверх. Это конечно не плохо, но равновесие нарушено и в другой паре сил. Сила сопротивления теперь больше, чем проекция уменьшившейся силы тяжести, и тянет Параплан назад. Происходит торможение. Скорость полета снижается. Из-за этого аэродинамические силы уменьшаются и возвращаются к состоянию равновесия. Вы продолжаете полет на меньшей скорости, любуясь последствиями бомбардировки.

Итак, у нас появилась возможность проанализировать за счет чего и в каких пределах можно менять скорость полета.

Влияние полетного веса и площади крыла.

Часто можно услышать шутки над тяжелыми пилотами по поводу их летучести. Между тем, тяжелые пилоты создают меньшее удельное сопротивление и летают даже лучше легких! Им просто нужен большой Параплан.

Вес и площадь связаны через величину удельной нагрузки: Y-G/S

Если удельные нагрузки Парапланов равны, то их скорости одинаковы. Легкий пилот на маленьком Параплане будет лететь так же, как тяжелый — на большом.

Изменение удельной нагрузки часто используется спортсменами. Для увеличения веса применяют балласт — воду, заливаемую в специальный мешок. При необходимости балласт сливают (иногда на соперника). Увеличение веса на 10% приводит к увеличению скорости на 5%.

Нагруженный Параплан летит быстрее и лучше управляется. Из-за повышенного давления в крыле у него реже происходят складывания. К сожалению, увеличение скорости полета вызывает возрастание скорости снижения.

С недогруженным Парапланом легче летать в слабых условиях (меньше снижение). Но такой Параплан хуже управляется и чаще складывается. С ним сложнее взлетать в сильный ветер из-за высокой «парусности».

Правдивая история: Как-то Кряжев Николай решил всех победить, и к Чемпионату России 96 г. пошил огромный Параплан. По замыслу конструктора, маленькое снижение обеспечивало победу. К великому огорчению Коли, его шедевр вечно сдувало ветром и складывало от «чиха Кощея на северном полюсе». В дополнение к несчастьям, Колю дисквалифицировали за полеты без шлема.

Влияние плотности воздуха.

Чтобы заметить это влияние, нужно подняться на значительную высоту. Первый раз увеличение скорости за счет уменьшения плотности я заметил во время маршрутного полета на Кавказе. На высоте 4800 м мои «крейсерские» 38 км/ч превратились в 45 км/ч. Это здорово помогло быстрому прохождению 60 км маршрута. Не лишним будет напоминание об увеличении скорости на взлете. Иногда в горах приходится использовать лыжи, потому что «люди так не бегают».

Влияние коэффициента подъемной силы.

Все предыдущие параметры сложно использовать для управления скоростью. Для этого подходит коэффициент Су, который сильно зависит от угла атаки и формы профиля (рис. 15). На самолете угол атаки регулируют рулем высоты, а форму профиля закрылками и элеронами.

У Параплана угол атаки и форма профиля меняется одновременно с помощью строп управления (клевант). Если вы летите с отпущенными клевантами, то Су минимален , а скорость максимальна (35. 38 км/ч). Затягивая клеванты на полный допустимый ход, вы увеличиваете Су и уменьшаете скорость полета (20. 22 км/ч).

Управление скоростью.

Как вы уже поняли, Параплан управляется стропами управления. Затягивая или отпуская клеванты, пилот уменьшает или увеличивает скорость полета. Осталось разобраться, что происходит при переходном процессе управления.

Итак, вы опять в полете и, затягивая стропы управления, увеличиваете угол атаки. У крыла увеличился Су. Подъемная сила возрастает и становится больше силы тяжести. Равновесие сил нарушается. Вас ждет приятный эффект — Параплан снижается медленней, а иногда даже набирает высоту. К сожалению, подобная роскошь длится не долго. Сила сопротивления тоже увеличилась и сильнее тормозит Параплан. Скорость полета уменьшается, аэродинамические силы уменьшаются, равновесие сил восстанавливается.Параплан перешел к новому(!) (меньше скорость, больше угол атаки) установившемуся режиму полета (рис.16)

«Горка» и «ямка».

Кратковременный набор высоты с помощью строп управления называют «горка». Им инстинктивно пользуются новички, пытающиеся любым способом покинуть грешную землю. Не забывайте, что при отпускании строп управления вас ждет обратный процесс — «ямка». Происходит набор скорости за счет потери высоты. Действует закон сохранения энергии: кинетическая энергия скорости увеличивается за счет уменьшения потенциальной энергии высоты. Все как на велосипеде: едешь в горку — теряешь скорость, едешь с горки -набираешь скорость.

Минимальная скорость снижения.

Правдивая история: Ученики бывают разные. Но нет для инструктора большего горя, чем непослушный ученик. Однажды, на сборах в Крыму, мне достался редкий сплав упрямства, непослушания и тяги к экспериментам. Звали его Толик, и он очень хотел летать. Осваивая управление скоростью, Толик заметил, что при затягивании клеван т уменьшается не только скорость полета, но и скорость снижения. В го-лове возникла идея: «Чем медленнее летишь, тем медленнее снижаешься, значит нужно лететь как можно медленнее». Забыв поговорку, в которой голова не давала покоя другим частям тела, Толик потянул клеванты дальше разрешенного мной положения. Сначала скорость снижения действительно уменьшалась, а потом Параплан стал падать. Не знаю, кто из нас испугался больше, но глупого экспериментатора спас колючий куст шиповника, из которого мы долго выковыривали Параплан.

В этом полете сделаны две ошибки. Первая — пилот превысил допустимый диапазон управления, заставляя Параплан лететь слишком медленно. Угол атаки превысил критический. Произошел срыв потока, подъемная сила пропала, Параплан упал. Вторая — при уменьшении скорости полета снижение сначала уменьшается, становится минимальным, а на малых скоростях полета начинает возрастать.

Толик не учел, что скорость снижения зависит от аэродинамического качества Параплана. На малой скорости крыло обтекается воздухом под большим углом атаки. А на больших углах атаки возможно образование завихрений, из-за которых возрастает сопротивление и сильно стропы на аэродинамическое качество Параплана (К= С / С ).

Вспомним график зависимости С от С (поляра крыла, рис. 8). На основании этого графика можно получить зависимости качества и скорости снижения от скорости полета (рис. 17)

Величина качества и скорости снижения зависят от класса пара-плана. На моем Параплане минимальная скорость снижения (1.0 м/с) достигается при скорости полета около 25. 28 км/ч, а максимальное качество полета (8.5) — при скорости 38 км/ч.

Ограничения по скорости полета

Уменьшение скорости полета происходит за счет увеличения угла атаки крыла (рис. 18). Но угол атаки нельзя увеличивать больше критического значения из-за возникающего срыва потока. скорости полета парапланаСкорость, при которой начинается срыв потока, называется минимальной скоростью полета. Запомните! Полет на скорости, близкой к минимальной, опасен. Угол атаки близок к критическому значению, и любое случайное возмущение (порыв ветра, чих Кощея и т. I.) может вызвать срыв потока (вспомните Толика), (рис. 19). Поэтому новичкам рекомендуют летать на большой скорости, используя полный ход управления лишь на посадке.

Итак, с нижним пределом скорости (около 20 км/ч) мы познакомились. Что же ограничивает верхний предел? При отпущенных стропах управления Параплан летит на минимальном (установочном) угле атаки. Величину этого угла выбирают из соображений безопасности и задают конструкцией стройной системы Параплана. Такой угол атаки и обеспечивает максимальную установочную скорость полета. Обычно это 35. 38 км/ч

При необходимости, скорость полета можно увеличить. Для этого используют специальное приспособление — акселератор. Выжимая ногами подножку акселератора, пилот меняет геометрию стропной системы. Угол атаки уменьшается. Скорость возрастает.

Применение акселератора позволяет разогнать современный спортивный Параплан до скорости 50. 55 км/ч. Это и является верхней границей скорости (рис. 18). Дальнейшее увеличение скорости опасно. Мягкое крыло работает на очень маленьком угле атаки и может сложиться из-за атмосферной турбулентности.

Безопасная скорость полета

Новички часто пугаются: медленно летать опасно, быстро опасно, так куда же деваться? Не бойтесь. Во-первых, опасны лишь границы скоростного диапазона, а во-вторых, учебный Параплан устойчив, его трудно довести до опасного режима. В случае же возникновения опасной ситуации, Параплан способен самостоятельно возвращаться к нормальному полету.

Оптимальной считается скорость, обеспечивающая максимальный запас в сторону увеличения и уменьшения угла атаки. В этом случае, даже очень сильное возмущение не выведет угол атаки из допустимого диапазона. Обычно, такая скорость достигается при немного затянутых клевантах — примерно 10. 20% от максимально допустимого хода. Как показывает опыт, этот режим наиболее комфортен, и им часто пользуются как новички, так и профессионалы.

4. Управление направлением полета. Динамика поворотов.

«Древесная» статистика. Что новичка всегда умиляет в Параплане, так это кажущаяся простота. В руках всего две стропы управления. Нужно влево — тянешь левую стропу, вправо — правую. Между тем, редкое дерево, имевшее несчастье вырасти вблизи учебной горки, не познало радость встречи с Парапланеристами. Увидев препятствие, пилот начинает нервно дергать клеванты, и, окончательно запутавшись в двух стропах управления, гнездится на дереве.

Мораль сей басни такова: Параплан входит в разворот с запаздываем в 1-2 секунды, и, дергая за клеванты трудно добиться чего-либо, кроме раскачки. Плавно затяните клеванту и ждите, пока Параплан не войдет в режим поворота.

Для ввода Параплана в режим поворота достаточно создать перепад в положении клевант. Представьте, что вы затянули только правую стропу управления. Правая половина тормозит, и летит медленнее левой. Крыло Параплана поворачивает, а вы пока еще летите прямо (вот почему запаздывание!). Из-за этого разногласия возникает крен. Появляется проекция подъемной силы, которая меняет направление вашей скорости и уравновешивает появляющуюся центробежную силу.

При повороте появляется перегрузка, так как на вас действует не только сила тяжести, но и центробежная сила, возникающая при изменении направления скорости. Эта же сила толкает пассажиров при повороте автомобиля. Чем интенсивней поворот, тем больше центробежная сила. При резком повороте Параплана она вызывает значительный крен и перегрузку, нежелательные для начинающих пилотов.

При повороте, части крыла двигаются на разных скоростях и обтекаются под разными углами атаки. Помните, что сорвать можно не только все крыло, но и его часть! В этом случае Параплан начинает быстро вращаться и падает. Не превышайте допустимого хода клевант.

Глубокая спираль. Так называют длительный (несколько витков) интенсивный поворот с перегрузкой. Из-за перегрузки (до 3 G) сильно возрастают скорость полета (до 100 «»/ч) и скорость снижения (до 18 «/с). Внешняя к повороту часть крыла движется быстрее внутренней, и может сминаться, так как работает на малом угле атаки. В режим глубокой спирали можно входить лишь при должном опыте.

5. Устойчивость Параплана.

Из воспоминаний пилота: «Лечу я как-то раз на Параплане, а погода дрянь. В воздухе болтанка, крыло качается как пьяное, но летит устойчиво. И тут. »

Всевозможные возмущения (порывы ветра, управление и т. д.) выводят Параплан из состояния равновесия. Способность летательного аппарата самостоятельно возвращаться к заданному режиму полета называется устойчивостью. Различают устойчивость по курсу, крену и тангажу

Курс, крен и тангаж — углы, определяющие положение летательного аппарата относительно земли.

Устойчивость самолета обеспечивают киль, стабилизатор, строгая центровка и т. д. У Параплана все проще — он устойчив за счет низкого положения центра тяжести (похож на большой маятник). Если крыло швырнуло шальным порывом ветра, то сила тяжести возвратит Параплан в полетное положение.

Устойчивость по тангажу.

Обычно крыло Параплана находится над головой пилота. В результате внешнего воздействия или управления крыло может оказаться сзади или впереди пилота. Происходит это из-за инерции пилота. Крыло значительно легче пилота. При изменении режима (например, торможение) легкое крыло тормозит, а тяжелый пилот летит дальше (по инерции). Крыло оказывается сзади пилота (рис. 21). Вот тут-то и срабатывает эффект маятника. Сила тяжести возвращает пилота под крыло, он проскакивает положение равновесия и крыло оказывается впереди. Процесс повторяется и продолжается, пока колебания не затухнут. Скорость затухания колебаний определяется демпфирующей способностью Параплана. Хороший Параплан демпфируется за 1. 2 колебания.

Устойчивость по крену и курсу.
Все процессы похожи на описанные выше. Особенность в том, что крен Параплана вызывает изменение курса. Поэтому, при колебаниях по крену, Параплан будет «рыскать» по курсу.

Почему нежелательны колебания?

Редкий пилот радуется, когда крыло начинает качаться над его головой. Параплан быстрее снижается, пилота трясет в подвеске, но это мелочи. Основная неприятность в том, что при колебаниях крыло Параплана приближается к критическим углам атаки. Когда ваше крыло бросает назад, угол атаки увеличен (опасность срыва), а когда крыло ныряет вперед, угол атаки уменьшен (опасность складывания).

Правдивая история: Как-то раз мне попался не в меру впечатлительный ученик. После лекции о вреде колебаний он стал их панически бояться. С легонько качнувшимся Парапланом начиналась неумелая борьба, и он превращался в такие «крылатые качели», что я зажмуривал глаза. К счастью для ученика, учебный Параплан обладал большим запасом устойчивости и не складывался даже на самых лихих маневрах.

Не нужно бояться колебаний. Это нормальный процесс, который сопровождает полет Параплана. Возникающие колебания можно легко демпфировать (гасить) с помощью правильного (активного) управления.

Демпфирование колебаний

Три совета пилотам:

1. Не провоцируй!

Не нужно вызывать колебания самому. Резкое «нервное» пилотирование приводит к тому, что Параплан быстро меняет режимы полета и сильно раскачивается. Плавное «ласковое» пилотирование позволяет Параплану постепенный переход к новому режиму и существенно уменьшает колебания.

2. Не усугубляй!

Если колебания возникли, а вы еще не умеете их гасить, то лучше не помогайте Параплану. Новичкам часто говорят: «Не мешай Параплану лететь» При демпфировании колебаний очень легко сделать все наоборот и усилить раскачку Параплана. Пусть ваше верное крыло самостоятельно вернется в нормальный режим полета, оно на это рассчитано.

3. Помогай!

Вы можете помочь Параплану умелыми действиями. Когда крыло обгоняет (ныряет), его нужно притормозить клевантами. Когда крыло забрасывает назад, его нужно разогнать (поднять клеванты). В момент, когда крыло замирает в крайних положениях (впереди или сзади), нужно плавно переводить клеванты в нейтральное положение.

То же самое с колебаниями по крену. Нужно притормаживать поднимающуюся сторону крыла, а в верхней точке переводить клеванты в нейтральное положение (рис. 23)

Активное пилотирование.

Правдивая история: Как-то раз, во время полетов в Крыму, мне довелось попасть в жуткую «болтанку». Купол шатался из стороны в сторону, меня трясло в подвеске, а где-то внизу металась земля. Ошалев от «букета» неприятных ощущений, я во все глаза смотрел на крыло и пытался уменьшить его колебания. Внезапно перед глазами возник склон горы. Поворачивать было поздно. Проклиная собственную глупость, я успел сгруппироваться, и довольно мягко рухнул на каменную осыпь. Пыль и камни вскоре улеглись, а мой потрясенный организм еще долго приходил в себя, наблюдая за пролетающими рядом пилотами. Вот тогда то я и обратил внимание, что опытные пилоты редко смотрят на купол и при этом весьма успешно демпфируют колебания. Точными движениями клевант они «ловили» крыло, сглаживая и смягчая удары кипящего воздуха. В результате, их спортивные Парапланы летели спокойней моего учебного. Осмыслив сей факт, отряхнувшись и обозвал себя «чайником», я отправился к инструктору за советом.

Идея активного пилотирования состоит в том, что пилот старается сохранить установившийся (равновесный) режим полета. Работая стропами управления, пилот компенсирует влияние порывов ветра так, чтобы аэродинамические силы крыла оставались постоянными. В этом случае не нарушается равновесие сил и Параплан не раскачивается.

Итак, я вновь отправляю вас в полет. Представьте, что в ваш Параплан «ударяет» порыв ветра. Увеличивается скорость набегающего потока, возрастают подъемная сила и сила сопротивления. Вы чувствуете перегрузку, Параплан подбрасывает вверх, начинаются колебания. Когда порыв стихнет, подъемная сила и сила сопротивления уменьшатся. Вы почувствуете «разгрузку» крыла, Параплан провалится вниз и опять начнутся колебания.

А теперь попробуем применить активное пилотирование. В момент, когда подъемная сила увеличивается, и вы чувствуете перегрузку, нужно отпустить стропы управления. Этим действием вы уменьшите подъемную силу и скомпенсируете порыв ветра. Когда подъемная сила уменьшается (разгрузка), стропы управления следует затянуть. Вот и вся премудрость!

Самое удачное, что при активном пилотировании не обязательно смотреть на Параплан. Всю информацию об изменении режима полета вы получаете через нагрузку на крыле и клевантах. Держите постоянную нагрузку — вот золотое правило активного пилотирования.

Попадая в «болтанку», переводите Параплан на наиболее безопасную скорость полета и следите за нагрузкой на крыле и клевантах. Параплан сам подсказывает, когда и на сколько нужно затянуть или отпустить стропы управления. Особое внимание стоит уделить симметричности нагрузки по размаху. Если на части крыла пропадает нагрузка, то эта часть может сложиться.

Плавное и красивое пилотирование получится не сразу. Тренируйтесь, анализируйте разные варианты возмущений. Хороший пилот должен понимать, что происходит с Парапланом. Прислушивайтесь к собственным ощущениям, постарайтесь научиться чувствовать поведение Параплана. Постепенно в ваших действиях появится необходимый автоматизм, и вы сможете испытать потрясающее ощущение «слияния с Парапланом». Верное крыло становиться как бы частью тела и послушно отзывается на малейшее движение.

6. Методы повышения характеристик Параплана.

Правдивая история: Один российский пилот, пересаживаясь на новую модель Параплана, вещал: «Качество немереное (в смысле, огромное), скорость немереная, аппарат — песня». Проходило время, появлялся новый Параплан, и все повторялось сначала.

В этой главе мы разберем, от чего зависят характеристики Параплана, как они связаны с безопасностью полета и на сколько их можно улучшить.

Основные характеристики Параплана:

• Уровень безопасности
• Аэродинамическое качество
• Скорость снижения
• Диапазон скоростей полета
• Управляемость
• Устойчивость

Рассмотрим каждую из них отдельно:

1. Уровень безопасности. Показывает, на сколько безопасно вы можете летать на данном Параплане. Улучшение летных характеристик обычно приводит к ухудшению безопасности. Так, Парапланы для начинающих пилотов (класс «стандарт») выд

Разновидности и особенности парапланов с мотором, нюансы управления

Летательные аппараты

Обычный параплан, по сути, компактная и очень легкая разновидность планера, с виду напоминающая парашют. Популярностью у «воздухоплавателей» он пользуется благодаря возможности получить невероятные впечатления. Но параплан с мотором – это уже почти мини-самолет, обучиться управлению которым несложно. Его конструкция проходит сертификацию по жестким требованиям, поэтому «пилоту» обеспечивается максимальная безопасность.

Что собой представляет

Обычный параплан – это, по сути, усовершенствованный парашют, очень легкий и компактный. Специфическая форма помогает ему парить, оставаясь в воздухе, до нескольких часов. По виду он напоминает тканевое «крыло» со стропами.

Параплан с мотором (парамотор) обеспечивает «пилоту» независимость от воздушных потоков. На нем можно подняться с земли и оставаться в воздухе, пока не кончится топливо, а затем – просто парить. Конструкция у него предельно простая, но при этом гарантирует безопасность.

Конструктивно необходимыми для параплана частями являются:

• оболочка;
• нервюры с аэродинамическим профилем, соединяющие изнутри его верхнюю и нижнюю поверхность;
• воздухозаборники, необходимые для создания, поддержания давления внутри оболочки;
• подвесное кресло пилота;
• система очень тонких, крепких строп;
• легкий двигатель с пропеллером.

От парашюта он отличается формой оболочки (крыло вместо купола), большей ее площадью и гладкостью поверхности (отсутствуют отдельные секции). Параплан предназначен для полета, а не для мягкого, плавного опускания на землю. Поэтому для его изготовления используют более легкие и жесткие материалы, улучшающие аэродинамику.

Основные отличия от дельтаплана – жесткая конструкция его крыла, иной принцип управления (балансировка и изменение центра тяжести дают необходимый крен, это требует значительных затрат физических сил). Такое «крыло» труднее транспортировать, оно больше весит и дольше готовится к полету. Времени на освоение техники управления дельтапланом нужно много. Его плюс по сравнению с парапланом – лучшая аэродинамика, как следствие – возможность набрать большую скорость.

Достоинства параплана с мотором очевидны:

• небольшой вес;
• малогабаритность – он помещается в багажник автомобиля;
• возможность стартовать с любого места, приземлиться на небольшую площадку;
• безопасность – летать на нем не опаснее, чем кататься на горных лыжах;
• аэродинамические свойства – когда заканчивается топливо, можно продолжать парить, как на обычном параплане;
• легкость управления;
• сравнительно доступная стоимость.

Пилоты, пробовавшие летать на параплане с мотором и без него, как недостаток первого варианта отмечают худшую управляемость и «чувство крыла». Из-за большего веса он быстрее снижается. Винт мотора и его ограждение негативно сказываются на аэродинамических свойствах конструкции. Хранить в квартире приспособление с двигателем, ощутимо пахнущим маслом и бензином, готовы не все.

Основные характеристики

Вес самой оболочки параплана – всего 5–8 кг. Мотор – это еще плюс 8–12 кг. Такую массу по силам поднять абсолютному большинству взрослых людей.

Скорость варьируется в пределах 20–65 км/ч. Такой большой «разброс» обусловлен опытностью пилота, его умением реагировать на сложение оболочки параплана. Иногда производители искусственно ограничивают скорость моделей для начинающих и любителей 30–40 км/ч.

Еще одно важное для пилотов свойство – глайд – частное дальности полета к высоте. Если при снижении на метр по горизонтали параплан пролетает 10 м и более, это качественная спортивная модель. На учебных – аэродинамическое качество составляет 7–8 единиц.

Объема бензина при моторе класса Standard хватает примерно на 3 часа полета. На подготовку параплана уходит максимум четверть часа. Высота полета – до 5 км.

Летать на параплане с мотором можно круглогодично. Температурных ограничений не предусмотрено. Запрещаются вылеты в следующих случаях:

• при скорости ветра от 8–10 м/с;
• под ливнем, снегопадом, которые ограничивают видимость;
• в туман (по той же причине);
• при сильных восходящих воздушных потоках – не все могут справиться с турбулентностью.

Основные сезоны для полета на параплане с мотором в России – весна и лето. Его вполне можно взять с собой в путешествие. В большинстве государств отношение закона к парапланеристам очень лояльное, для полета не требуется подтверждения навыков пилота, прохождения через бюрократические процедуры.

Устройство аппарата

Параплан состоит из следующих элементов:

1. Крыло. Объемная оболочка из крепкой ткани, которая не пропускает воздух и не растягивается, при «надувании» ветром превращается в «крыло», по форме похожее на узкий, длинный эллипс с гладкой поверхностью.
2. Мотор. Винт изготавливают из легкого дерева, стеклопластика или карбона, имеет 2–4 лопасти и диаметр 90–130 см. Иногда конструкция предусматривает наличие центробежных муфт, благодаря которым винт не вращается вхолостую.
3. Стропы. Располагаются на параплане в несколько рядов и ярусов. Материал изготовления (арамидные волокна) позволяет им выдерживать растяжение 80–250 кг. Наиболее крепкие образуют нижний ярус. Стропы, необходимые для управления, размещаются на заднем краю оболочки.
4. Клеванты (ручки управления). Их две, пилот управляет парапланом обеими руками.
5. Подвесная система. Основное требование к ней – качественная центровка. Крепится к нижним концам стропов с помощью карабинов. Напоминает кокон из прочных лент. Пилот садится на сиденье, они дополнительно фиксируют его ноги, плечи, пояс и грудь.
6. Запасной парашют. Тоже находится в подвесной системе, упакован в специальный контейнер. Высвобождается, если пилот дергает за кольцо. Купол у него круглый, изготавливается он из материала, не слипающегося и не накапливающего статическое электричество. Это позволяет развернуть его за минимальное время.

Дополнительно на параплан могут устанавливать многофункциональный прибор, играющий роль альтиметра, тахометра, термометра, счетчика часов полета, показывающий уровень оставшегося в баке топлива.

Разновидности

Конструктивные особенности парапланов с мотором позволяют выделить несколько их разновидностей:

1. Мотопараплан. Оснащен рамой из тонких трубок (алюминиевых, карбоновых), к которой крепится кресло пилота, и силовой установкой. Она позволяет взлетать с горизонтальной поверхности. Чаще всего это двухтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания мощностью 14–29 л. с. и ременным либо шестеренчатым редуктором. Гораздо реже встречаются мотопарапланы с электродвигателем.
2. Паратрайк. Вариация мотопараплана, у которой силовая установка крепится к тележке на колесах. Это облегчает взлет, но ухудшает мобильность.
3. Аэрошют. Так называется парашют с мотором. Крыло здесь почти прямоугольное, такая форма обеспечивает пилоту стабильность при парении в условиях турбулентности. Модель для него комфортнее, может нести больший вес. Управляется он теми же клевантами, но ногами, а не руками. Необходимые навыки можно освоить за 2–3 дня.
4. Паралет (или дельталет). Крыло по форме напоминает дельтаплан, но оно гораздо более гибкое. Аппарат очень легкий, скоростной, может нести большой полезный вес. Силовая установка крепится к тележке на колесах или лыжах. Управление балансирное, освоить его непросто.

Вариант для экстремалов носит название спидглайдер. Крыло у него небольшое, почти квадратное. Аэродинамическое качество низкое, зато скорость – до 120–130 км/ч. Парить на нем можно только при ураганном ветре, в остальное время он используется для скоростного спуска с гор.

Мотопараплан Паратрайк Аэрошют Дельталет Спидглайдер

Нюансы управления

Для взлета на обычном параплане требуется склон и довольно быстрый разбег или пилота вместе с устройством поднимают на лебедке (примерно так запускают воздушного змея). Конструкция с мотором позволяет взлететь и с горизонтальной поверхности. Нужно просто разбежаться, сориентировать крыло против ветра так, чтобы оно наполнилось воздухом и завести двигатель. Расположенный сзади мотор «толкает» пилота вперед, устройство набирает высоту, пока он работает на больших оборотах.

Управление предусмотрено ручное. Если потянуть за клевант справа или слева, оболочка с этой стороны подогнется. Крыло повернет в эту сторону за счет изменения геометрии его поверхности. Одновременно задействованные ручки – это эффективный тормоз.

Для набора скорости на подвесной системе фиксируется акселератор. При нажатии на него ногой изменяется угол наклона аппарата, скорость увеличивается. Использовать его необходимо, ведь параплан неизбежно теряет высоту, расходуя энергию на преодоление сопротивления воздуха.

Параплан с мотором – еще одно устройство для любителей экстрима и незабываемых впечатлений. Технику управления им при желании может освоить каждый, никаких удостоверений «летчику» не требуется. Разумеется, это «транспортное средство» не лишено отдельных недостатков. Имеются и метеорологические ограничения для полетов.

Видео

От чего зависит накат шоссейных покрышек — научный подход

Хорошая резина для меня своего рода фетиш, я всегда умудряюсь замечать разницу в покрышках разного класса. Поэтому я заинтересовался, когда читатель прислал ссылку на видео, в котором рассказывается влияние разных факторов на накат шоссейных шин. Ролик на английском языке, вы можете посмотреть его в конце страницы, а пока я перескажу вам его содержание своими словами и добавлю комментарии от себя.

Я привык считать, что на накат колес в основном влияют две вещи: давление в шинах и вес самой резины. Кажется логичным, что чем сильнее накачаны покрышки, тем лучше катит, а более легкий вес позволяет затрачивать меньше энергии на их раскручивание.

Авторы youtube канала Fastfitnesstips провели своё расследование и пришли к несколько иным выводам. Более того, они утверждают, что если заморочиться, то можно «насобирать» до 74w теряющейся на плохом накате мощности.

Слишком низкое и слишком высокое давление

Да, давление в шинах велосипеда является одним из самых важных факторов, влияющих на накат. Например, если в покрышке 60 psi вместо положенных 100-110, то вы теряете 10w мощности только на этом (учитывая, что средний велосипедист любитель выдает всего 150-250w). В этом нет никакого открытия.

Но что гораздо интереснее, в реальном мире слишком большое давление (даже в пределах допустимого) тоже негативно влияет на накат, и вот это для меня стало открытием. Причем, на перекачанной покрышке можно потерять даже больше, чем на недокачанной.

Причина в том, что шина сконструирована таким образом, чтобы поглощать мелкие неровности дороги, но работает это лишь в узком промежутке давления, для конкретного веса ездока. Накачаешь больше, чем нужно, и вместо того, чтобы поглотить неровность, шина подпрыгивает вместе с велосипедом и велосипедистом, энергия рассеивается, движение замедляется, ухудшается накат.

Разумеется, это происходит почти незаметно, но если измерять сопротивление качению, то становится видно, что чем более плохое дорожное покрытие, тем хуже катит перекачанная покрышка. Вот взгляните на график:

Подопытный — одна из лучших шоссейных шин: Continental Grand Prix 4000S 25мм. Шкала по горизонтали — давление в psi. Шкала по вертикали — коэффициент сопротивления качению, чем меньше, тем лучше.

Красная линия — бетонная дорога с насечкой противоскольжения, желтая — обычный асфальт среднего качества, зеленая — новый асфальт, синяя — идеальная кривая сопротивления качению.

Таким образом мы видим, что для условного велосипедиста с резиной GP4000S, на обычном асфальте не имеет смысла качать больше 100psi, ибо сразу идет потеря наката. Для велосипедиста на шершавом бетонном покрытии имеет смысл держать давление в пределах 60-70psi. Высокое давление начинает играть положительную роль лишь на новом асфальте — чем более гладкое покрытие, тем лучше катит сильно накачанная покрышка. Именно поэтому на закрытых велотреках с идеальным покрытием в шины забивают на максимум.

Авторы видео предлагают такой средний грубый расчет для велосипедиста весом 70 кг:

95psi для езды по обычному асфальту и шоссе, добавляя по 2psi на каждые 10 кг веса. То есть, с моими 95 кг веса, мне нужно качать 25мм покрышку не более, чем 100psi, что равно 6.9 атм. Хмм, я обычно забивал не менее 8 атм.

Вы можете сказать, что дорога — дело непредсказуемое, катаешь-то не по одному и тому же маршруту. Разумеется, нет никаких стандартов, качать надо так, как ты считаешь нужным, исходя из своих дорог, но просто обратите внимание — большое давление тоже может вредить накату.

Качество компаунда и конструкция покрышки

Вы, возможно, удивляетесь, почему цены на шоссейную резину так сильно различаются — например, та же Conti GP4000S стоит в пределах 40 евро за штуку, а вроде бы такая же на вид Schwalbe Lugano всего 13. Ну, весит чуть больше, но разница-то в три раза! Разница в цене объясняется сложностью конструкции GP4000S и дорогими материалами в производстве.

На сопротивление качению влияет четыре фактора, относящиеся к самой покрышке: 1) беговая дорожка шины — 40%, 2) её боковины — 40%, 3) корд — 10%, 4) камера — 10%.

Как видно, самые важные — это беговая дорожка и боковины. В идеале, чем быстрее резина возвращается к своему исходному виду после воздействия на неё неровностей дороги, тем меньше рассеивается энергии при движении, но при этом, неровности должны амортизироваться. Применяя особый компаунд (состав резины) для беговой дорожки и усиленную конструкцию боковин, производители покрышек смогли добиться снижения сопротивления качению во много раз.

Я где-то смотрел результаты измерений, и разница в коэффициенте сопротивления качению у той же Lugano была раза в три больше, чем у GP4000S. В цифрах это где-то 10-15w разницы — пропасть!

Не забывайте еще про защиту от проколов. Можно сделать относительно недорогую шину с хорошим накатом, но без защитного слоя она будет легко прокалываться. Можно сделать относительно недорогую покрышку с хорошим накатом и защитой от проколов, но она будет жутко тяжелая.

Чтобы сделать покрышку и накатистой, и защищенной, и легкой, нужны технологии и дорогие материалы. Поэтому просто поверьте, что дорогая резина стоит своих денег, другое дело — нужна ли вам дорогая резина.

Исследуя вопрос наката, защиты от проколов, веса и небольшой цены, я пришел к выводу, что вот эта шина является компромиссом по всем параметрам, За те деньги, что за неё просят, это просто подарок. Я буду её брать на свой новый шоссейный велосипед, когда его куплю.

Комбинация профиля покрышек и ободьев

Тут всё дело в аэродинамике. У меня никогда не было аэродинамических ободьев, поэтому особо не могу рассказать про свой опыт. Вкратце, если посмотреть на обод и надетую на него шину в разрезе, то раньше это выглядело, как шарик мороженого в стаканчике, такое сочетание имеет плохую аэродинамику. Сейчас это выглядит так:

Для правильной аэродинамики ширина обода по отношению к ширине покрышки должна быть 105%.

Mavic пошел еще дальше и придумал специальную ленту для своих ободьев, чтобы убрать зазор между покрышкой и ободом.

Что дают все эти странные манипуляции? «Экономию» до 20w — разница между самой худшей и самой лучшей (в аэродинамическом смысле) комбинацией обода и покрышки. Неплохо. Лигерад — лежачий велосипед, кстати, выиграет в плане аэродинамики у любого шоссера.

Клинчеры, бескамерки или трубки

Если кто не в курсе терминологии: клинчеры — это обычные покрышки с камерами, бескамерные шины — это понятно, трубки — покрышка трубчатого типа. Раньше в гонках использовали трубки, но из-за сложности их эксплуатации перешли на клинчеры, а бескамерки появилились в шоссе совсем недавно.

Считается, что самое меньшее сопротивление качению у трубок, но исследования показали, что если речь идет о сравнении покрышек высокого уровня, то разница исчезающе мала.

Вес и ширина покрышки

А вот это интересный пункт. Как известно, велосипедисты очень сильно заморачиваются весом колес и особенно резины. Даже я со своим практичным подходом, всегда на страницах сайта пишу о том, что надо стараться снижать вес именно на колесах.

И тут научный вывод. Сколько ватт, как вы думаете, «экономит» более легкая покрышка? Правильно — ноль. Как же так, скажете вы! Котовский нас обманывал?!

Нет, всё дело в том, что исследователи измеряли потери энергии на прямолинейно движущемся велосипеде, а вес на колесах влияет лишь на потери энергии при ускорениях и подъемах. Когда вы набрали скорость и едете с постоянной скоростью по ровной поверхности, почти нет разницы для покрышек 200г и 300г.

В ролике автор придает крайне малое значение разнице в весе, если это 100г с колеса, но я с этим не совсем согласен. В реальной жизни ехать с постоянной скоростью по ровному случается не часто — почти всегда приходится хотя бы немного ускоряться или педалить в гору. Незаметные потери энергии становятся ощутимыми с ростом скорости и дистанции. «Сэкономленные» 100г с каждого колеса на резине очень заметны после 100 км со средней скоростью 27-30 км/ч.

Что касается ширины шоссейных покрышек — было время, когда более тонкую резину считали более быстрой, хотя бы потому, что она тоньше, а значит и аэродинамичнее, но увы — измерения показали, что 25мм катит почти также хорошо, как и 23мм, при правильно подобранном давлении.

Вообще, вы замечаете, что в шоссе размер 23мм, еще недавно являвшийся стандартом, уступает своё место 25мм? Более широкие шоссейные шины используются даже в гонках Тур де Франс, а уж там вряд ли кто-то бы катал на них, если бы была разница в катимости. Более того, есть мнение, что сопротивление качению меньше на более широкой покрышке из-за меньшего пятна контакта:

Эта картинка чисто иллюстрационная, она скорее всего имеет отношение к мтб покрышкам с низким давлением, но уловить суть помогает.

А если разницы нет, или она даже в пользу более широкой шины, то лучше ведь ехать с комфортом! «2мм разница, неужели это заметно» — скажут скептики. Заметно, отвечу я. 2мм в ширину, 2мм в высоту — это на сколько увеличился объем воздуха в камере? Разница в ощущениях между 23 и 25мм есть, особенно на асфальте не лучшего качества.

28мм пока что не поставишь в рамы уровня Performance/Race (если только в некоторые), но если хотите большего комфорта, то пожалуйста — вот вам Endurance road bike. Это почти что такой же шоссейник, только с более вертикальной посадкой и возможностью поставить резину до 32мм (плюс-минус).

Выводы

Итак, вот какие итоги можно подвести. Самое большое влияние на накат оказывает уровень самой покрышки и её компаунда (чем дороже, тем лучше катит), а так же удачное в аэродинамическом смысле сочетание ободьев и шины.

Правильное давление вносит свой ощутимый вклад тоже. Все остальные пункты на этом фоне кажутся незначительными, но тем не менее, разница между самым худшим и самым лучшим вариантом — 74w.

74w — это очень много, особенно для велосипедистов любителей. Ну а сколько много, спросите вы. Сколько в цифрах, насколько мы поедем быстрее, если наденем самые дорогие покрышки на самые дорогие ободья?

Я думаю, средний любитель в не сильно ветренную погоду по хорошему асфальту, без особых подъемов легко сделает 27 км/ч среднюю на круге 50 километров даже на шоссейнике начального уровня. Если ему дать резину Specialized Turbo Cotton и эти аэродинамические ободья Mavic, то его скорость вырастет на 3-4 км при тех же усилиях.

Чтобы еще повысить скорость велосипеда (не велосипедиста) на шоссе, то надо копать в сторону аэродинамики (одежда, посадка, лежак и прочее), но об этом как-нибудь в другой раз.

Удивило ли вас что-то в данном исследовании, напишите в комментариях.

Чтобы не потерять этот сайт из виду: пройдите по ссылке — вы получите извещение о выходе новой статьи на емейл. Никакого спама, отписаться можно в пару кликов.

Сказать спасибо за статью можно репостом в Фейсбуке или Вконтакте:

Как выбрать крылья для велосипеда, какие бывают велокрылья

Споры о необходимости крыльев длятся бесконечно долго. Но когда выезжаешь на велосипеде в дождь или после дождя, сразу понимаешь, что крылья вот прямо сейчас не помешали бы.

С какими проблемами сталкивается велосипедист, едущий без крыльев:

• Брызги попадают на лицо, спину, ноги и другие части тела;
• Брызги и грязь попадают на передний переключатель, что в результате забивает его грязью и может привести к нечеткой его работе;
• Загрязняет раму и отдельные ее части;
• Брызги также летят на едущего позади велосипедиста;

Разок можно и потерпеть, но если вы попадает в грязную погоду постоянно, как быть? Установить полноразмерные или быстросъемные крылья.

Размеры

Два основных параметра:

• Диаметр;
• Ширина.

Уверены, что диаметр колес своего велосипеда вы и так знаете, а ширину легко найдете на маркировке покрышки.

Если видите явное несоответствие величин у колес своего велосипеда и технических характеристик крыльев, представленных в магазинах, то для вас информация ниже:

• Традиционно размер колеса указывают в дюймах: 16”, 26”, 28” и т.д.
• Если вы видите более внушительные цифры, то не пугайтесь, это французская система размеров, где указан и внешний диаметр, и ширина покрышки. К примеру, 700С: 700 это внешний диаметр шины в мм, а С это ширина. Если переводить в дюймы, то для колеса 700С (27,6 дюймов) подойдут крылья для колес 28”.

Важно, чтобы размеры крыльев покрывали размер покрышки, иначе капли будут долетать до вас то с одной, то с другой стороны.
Таким образом, для колеса диаметром 26 и 28 может подойти такой вариант крыла, покрывающий оба размера.

Быстросъемные крылья для велосипеда

Такие крылья являются самыми простыми и изготавливаются из пластика или комбинирования пластика с резиной. Конструкция представляет собой короткие или длинные крылья, которые крепятся, как правило, переднее в шток вилки, а заднее — на подседельный штырь с помощью специального зажима или стягивающим ремешком. В основном данный вид крыльев широко используется на горных велосипедах.

Быстросъемные крылья на велосипед

• Можно легко снять в любой момент без использования подручных инструментов;
• Низкий вес;
• Так как зазор между покрышкой и крылом достаточно большой ( 10-20 см), то это пространство не забивается грязью.

• Низкий уровень защиты, так как они только препятствуют потоку грязи, который летит из-под колеса (из-за большого зазора);
• Хлипкость крепления крыльев;
• Хорошие модели стоят довольно дорого;
• Подходят в основном на горные велосипеды или гибриды.

Способы крепления

Очень редки случаи, когда для крепежа крыльев вам потребуется экзотический инструмент: многие из них крепятся вообще без инструмента — при помощи пальцев.

Крепежные отверстия для крыльев на удивление универсальны — будьте уверены, что подходящие по диаметру и ширине крылья подойдут и по виду крепления.
Не будет лишним удостоверится, что в комплекте идут все необходимые крепежи, но и тут чаще всего все хорошо — все винты, болты, хомуты и резинки ждут вас в упаковке.

Стационарные крылья на велосипед

Стационарные (классические) крылья представляют собой более надежные и широкие, что в результате обеспечивает хорошую защиту. Изготавливаются из металлопластика, что делает их коррозиоустойчивыми и прочными.

Стационарные крылья на велосипед

Крепятся они в нескольких местах и используются на гибридных, городских и прогулочных велосипедах. Они намного надежнее быстросъемных, но имеют большой вес.

• Надежное крепление;
• Высокий уровень защиты, так как крыло близко расположено к покрышке;
• Хорошая прочность материала крыла.

• Требуются специальные ушки на раме и вилке для крепления данного вида крыла;
• Между крылом и покрышкой может забиваться грязь;
• Более высокая масса крыла;
• Подходят только на определенные велосипеды с не широкими покрышками.

Виды велосипедных крыльев

Можно следующим образом описать идеальные крылья для велосипеда: они должны быть длинными и широкими, как можно ближе располагаться к покрышке, но всё же иметь остаточный зазор, чтобы оставалось место для налипания грязи при езде по грунтовой дороге во время или после дождя. К тому же они должны быть лёгкими, быстро и без труда сниматься и устанавливаться.

Как выбрать крылья для велосипеда, которые соответствовали бы всем выше перечисленным критериям? И существует ли вообще такой аксессуар? Будем разбираться.

Изделия можно разделить на следующие группы:

1. Короткие стационарные — они короче длинных примерно в 1,5 раза, крепятся в одной точке болтом (к раме или вилке) и изготавливаются из пластика. Такие изделия имеют небольшой вес и близко расположены к покрышке. Они защищают от брызг, но не до конца. Чаще всего голени и передний переключатель всё же подвергаются грязным брызгам.
2. Короткие быстросъёмные — производятся из пластика и монтируются с помощью специального зажима прямо к раме. Расстояние до покрышки получается 10–20 см, что не позволяет обеспечить качественную защиту. Вода и грязь всё равно летят из-под них во все стороны. Единственным положительным моментом является то, что такой элемент быстро крепится и снимается. А вот свою прямую функцию он не выполняет.
3. Длинные стационарные — чаще всего они производятся из металлопластика или металла и имеют три точки крепления. Такие изделия закрывают собой четвёртую часть колеса, расположены близко к покрышке и поэтому обеспечивают надёжную защиту. Однако при езде по грунтовке грязь постоянно забивается межу колесом и крылом.

Идеальные крылья для велосипеда каждый выбирает по своим потребностям

Получается, что на вопрос, как выбрать идеальные крылья для своего велосипеда, ответа не существует. Как не существует и идеальных крыльев. Длинное, близко прилегающее к покрышке изделие хорошо защищает, но имеет слишком большой вес и задерживает грунтовую грязь. Короткие варианты лёгкие и быстросъёмные, но плохо защищают от брызг.

Подводя итог, можно сказать, что во время сильного дождя не помогут никакие аксессуары. Не снизу, так сверху — всё равно промокнешь. А тем, для кого велосипедный спорт является смыслом жизни, всё равно в каком виде побеждать. Настоящие спортсмены и экстремалы не обращают внимания на такие мелочи, как грязь и вода. Поэтому каждый сам для себя решает, какие выбирать аксессуары для двухколёсного транспортного средства.

Типы крыльев

Крылья бывают полноразмерные и складные.

Какие именно использовать зависит от следующих факторов:

• Погодные условия;
• Особенности маршрутов;
• Внешний вид.

На наш взгляд, материал крыльев не так важен и относится этот фактор скорей к внешнему виду, нежели к степени защиты.
Безусловно, для некоторых также важны такие факторы, как вес и аэродинамика, но эта категория людей едва ли обратится за информацией к данной статье.

Полноразмерные

Это основательные крылья, которые чаще идут парой: переднее и заднее. Иногда также дополняются накладкой на нижнюю часть рамы для большой защиты.

Несмотря на всю серьезность они могут быть быстросъемными. Скорей всего, для таких крыльев вам даже не потребуется инструмент.
Очень хорошо, когда крылья снабжаются дополнительным брызговиком, как, например, эти.

Не стоит считать, что полноразмерные крылья однозначно портят внешний вид велосипеда: некоторые из них наоборот способны его улучшить, а какие-то и вовсе завершить образ.

Складные

Отличный вариант для тех, кому повезло с погодой и тех, кто не хочет навсегда связывать образ своего велосипеда с каким то дополнительными элементами.

Наиболее точным объяснением всей сути подобных крыльев является модель под названием Ass Saver. Подобные крылья действительно готовы спасти вашу пятую точку от брызг и незначительного количества грязи, не нарушив при этом clean look.

Не все модели складных крыльев можно рекомендовать для постоянной езды по пересеченной местности или в условиях обильных осадков сложно.

Однако, в городе подобное крыло может стать основным практически в любое время года и в любую погоду. Крыло Musguard или Plume Mudguard в комплекте с накладкой на раму становится вполне достойным подспорьем полноразмерным вариантам.
Крыло от компании Plume было одобрено велосипедным сообществом еще до появления в магазинах: в 2013 году 1446 человек поддержали проект на Kickstarter, что помогло успешно проекту успешно запуститься.
Также данное крыло вполне можно назвать невидимкой — оно крепится под седлом и разворачивается лишь в случае необходимости.

Никто не мешает вам комбинировать два типа крыльев — использовать для защиты спереди накладку на раму, а сзади разместить более надежное крыло.

Плюсов у складных крыльев достаточно много:

• Вес (крылья изготавливаются из тонкого пластика);
• Цена (за редким исключением цена значительно ниже полноразмерных);
• Опциональность (захотели — сняли и положили в рюкзак или закрепили на раму);
• Простота крепления (фиксируются на раме или под седлом без инструментов);
• Эстетичность (можно отнести к пункту выше: как только почувствовали, что внешний вид велосипеда не радует, сняли и убрали);
• Универсальность размеров (можно сказать, что one size fits all, а для особых случаев есть широкая версия).

А еще подобные крылья можно изготовить самостоятельно из офисных принадлежностей и даже пластиковой бутылки, выкройки и инструкции легко можно найти в интернете.

А нужны ли вообще крылья или нет?
Кроме вас на этот вопрос никто не ответит. Все зависит от множества факторов.
Если вы не живете в Финиксе или Юме (самые солнечные города мира), то какое-то минимальное крыло все же рекомендуем иметь для обеспечения достаточного уровня чистоты и сухости.
На изображении ниже два велосипеда примерно одного периода — у одного из них нет и намека на крылья, на втором же два вполне традиционных полноразмерных крыла.

Осмелимся предположить, что велосипеды использовались для разных целей, которые и определяли необходимость крыльев, седла с амортизатором или огромного переднего колеса.

Универсальные крылья для горного и шоссейного велосипеда

Да-да, есть и такое! На картинках ниже представлены модели крыльев, которые легко крепятся и при этом практически не нарушают красоту велосипеда своим присутствием!

Мини крылья на велосипед

Диаметр крыла 26

Отдельной темой стоит рассказать о полноразмерных крыльях, имеющих диаметр 26. Эти экземпляры прекрасно справляются со своей задачей — уместно смотреться на железном коне и при этом максимально оберегать одежду владельца от воды, грязи и прочей гадости на пути следования. Такие крылья занимают примерно половину колеса, обеспечивая сухость и надежность.

Выполняются такие крылья из пластика, металлопластикового материала или легкого металла. Это позволяет дополнительно повысить качество изделия — легкость снижает вес всего велосипеда, а качество при этом остается на должном уровне. Часто такие крылья обладают также водоотталкивающими свойствами, что позволяет даже после сильного ливня продолжить поездку. Кроме остальных бонусов, такие крылья имеет несколько вариантов крепления, поэтому даже если в изначальной комплектации нет продуманных креплений для заднего крыла, такие изделия можно закрепить за раму или вилку собственными хомутами.

Установка выбранного образца

Когда крылья выбраны и приобретены, то остается только один вопрос — как установить крылья на велосипед. Для начала их стоит извлечь из заводской упаковки и протереть. Далее устанавливается переднее крыло — его проще поставить. Закрепляется оно с помощью только одной гайки, но стоит это делать аккуратно, ведь если слишком сильно затянуть винт может лопнуть только что приобретенное крыло. А недостаточно затянутый экземпляр примется во время ближайшей прогулки болтаться и допускать попадание в лицо грязи.

Для установки заднего крыла потребуется некоторая сноровка, так как его установка более сложна технически. Обычно на раме или вилке предусмотрены отверстия для крепления крыла, но иногда в них вкручен катафот либо они просто не предусмотрены. В этом случае придется задуматься о приобретении заднего крыла, которое будет крепиться на хомутах к раме.

Также существует вид крепления, в котором крыло закрепляется в подседельный штырь. Для этого с помощью отвертки откручивается седло, на него надевается крыло, а затем все ставится на место и надежно закрепляется. Стоит не забыть также надеть резинку, которая идет в комплекте с крылом. Во втором виде крыло крепится к вилке заднего колеса. К креплению оси заднего колеса прикручиваются с обеих сторон крепежи крыла и все аккуратно закручивается.

Источники:

https://paraplanclub.ru/clauses/aerodinamika-i-dinamika-poleta-paraplana/
https://sport-snaryazhenie.ru/letatelnye-apparaty/738-paraplan-s-motorom
http://kotovski.net/ot-chego-zavisit-nakat-shosseynyih-pokryishek-nauchnyiy-podhod/
https://portalss.ru/zapchasti/kak-podobrat-velosipednye-kryl-ya.html