Облегчение велосипеда
Все мы приходим к пониманию, что нет предела совершенства, но к нему нужно стремиться. Это утверждение справедливо и для велосипеда, особенно если Вы уже накатали на нем энное количество километров и в деталях узнали все нюансы его работы. Так устроен и современный рынок, который стремится каждому потребителю велосипедной продукции предложить топовые бренды, новейшие разработки, лучшие компоненты, аксессуары, крутую велоэкипировку, отождествляя покупателя со звездами мирового велоспорта. Поэтому в новой публикации мы решили побеседовать об одном из самых важных критериев совершенства велосипеда – его весе. Очевидно, что статья будет полезна более опытным наездникам, но и начинающие велосипедисты смогут понять, от чего им нужно отталкиваться, чтобы облегчить и усовершенствовать свой велосипед.
Почему облегченные велосипеды лучше?
Все просто, согласно актуальной физической картины мира E=mc 2 то есть энергия взаимозависима от массы и скорости, а масса на больших скоростях возрастает, мы не станем касаться скорости света при которой масса объекта становится критически неопределенной, но в привычных условиях чем больше масса, тем больше требуется энергии, чтобы ее разогнать и остановить. Получаем вывод: чем легче велосипед, тем легче на нем разгоняться, катить, подниматься в гору, маневрировать и тормозить. По этим причинам нужно стремиться к тому, чтобы Ваш велосипед не обрастал множеством ненужных девайсов, громоздких компонентов, был легок в управлении, торможении и разгоне.
Что влияет на вес велосипеда?
Общеизвестно – основной вес велосипеда занимает его рама, точнее материал, из которого она выполнена. В этой статье мы не станем углубляться в тему выбора материалов рамы, в нашем блоге уже есть специальная публикация по этой тематике, читайте здесь. К тому же, замена рамы предусматривает значительные финансовые вложения и лучше этот нюанс предусмотреть при покупке нового велосипеда. Просто договоримся, что мы обсудим не менее важные аспекты, непосредственно влияющие на общий вес байка – навесное оборудование. Это педали, аксессуары, колеса, обода, покрышки, камеры, подседельные штыри и выносы руля, вилка, отчасти трансмиссия.
С чего начать?
Вопрос – с чего начать процесс облегчения велосипеда – не так прост, как кажется. В нем много подводных камней. Главные роли играют класс Вашего байка, его спецификация и текущие финансовые возможности. Шоссейники, двухподвесы для экстремалов, фэтбайки в рамках этой статьи мы не рискнем раскрыть из-за их специфики и специального, очень дорогого оборудования. Но для обладателей горных, городских велосипедов начально-среднего уровня мы сможем кое-что предложить. Проще всего, начать с педалей.
Педали
Если на Вашем байке стоят широкие и толстые алюминиевые платформы, тогда их выгодно заменить на педали для BMX из поликарбоната, крепких полимеров из нейлона и стекловолокна. По прочности они не уступают алюминиевым сплавам и выигрывают в весе. Также педали из полимеров безопаснее в использовании и наименее травматичны, Вы не сможете разодрать себе ноги об пластиковые шипы, а алюминиевые – легко.
Аксессуары
Множество установленных аксессуаров, конечно, добавляют лишний вес велосипеду, на порядок снижая его обтекаемость и аэродинамику. Продумайте внешний образ своего байка и оставьте только самое необходимое. К примеру, крылья и щитки, подножки, обилие катафотов, держателей для сумочек можно снять, если они не пригождаются постоянно, а держатели для фляг, насоса, телефона, передних и задних фонарей, светоотражающие элементы лучше ставить пластиковые, силиконовые или карбоновые.
Колеса
Колеса являются одним из важнейших узлов велосипеда и в зависимости от уровня комплектующих непосредственно влияют на вес, разгон и катимость. Если Ваш байк начально-среднего уровня, то производитель почти всегда комплектует их бюджетными, широкими покрышками с тяжелыми ободами и камерами. Поменять колеса и комплектующие на новые, высокотехнологичные изделия – недешевое удовольствие, но это однозначно стоит сделать, особенно если старые колеса уже видали виды. Разница в весе будет существенная, в некоторых случаях до 1 кг и выше.
Обода или вилсет (пара колес без резины)
Качественный обод из алюминиевого сплава занимает в весе до 500 грамм при диаметре 26 дюймов и неплохо справляется со всеми нагрузками в агрессивном катании с прыжками. Значение 500 грамм (иногда плюс 70 грамм) – это золотая середина и для диаметра 27,5 дюймов и даже для найнеров с 29 дюймовыми колесами. Значение ниже 450 грамм – суперлегкие обода из карбона. При установке качественного вилсета, спицы, втулки передние и задние уже не будут существенно влиять на вес колеса.
Покрышки
Чем шире покрышки, тем они тяжелее, также на вес влияют технологии и материалы в их производстве. В нашей ситуации важно выбрать нормальную покрышку, которая совмещается с параметрами ободов и хорошо, если она будет иметь специальный антипрокольный слой. Вес нормальной летней покрышки колеблется 450-650 грамм в зависимости от диаметра и назначения, зимняя резина весит около 1 кг.
Сегодня стремительно набирают популярности бескамерные покрышки, которые вобрали лучшие технические разработки и по практичности значительно превосходят шины с камерами, но они требуют соответствующего стандарта ободов. Поэтому, если меняете обода, подумайте о бескамерных покрышках, они точно будут легче обычных и эффективнее. Признанные мировые производители велосипедных покрышек: Michelin, Continental, Schwalbe. Из хороших бюджетных: Maxxis, Mitas Rubena, Kenda.
Камеры
Нужно знать, что камеры бывают обычные, легкие и ультралегкие. На их вес влияет толщина стенки и материал изделия (бутил, латекс). Не думайте, что облегченные камеры выпускают только для профессионалов, их производят для всех велосипедистов под разными брендами, причем цена не всегда из разряда дорогостоящей. Есть вполне бюджетные легкие камеры, которые весят всего 100 грамм и могут использоваться как новичками, так и опытными гонщиками, просто обращайте внимание на совместимость размеров камеры с покрышкой (диаметр и ширина). Экономия в весе с такими камерами может быть больше 100 грамм на каждом колесе.
Подседельные штыри и выносы руля
Подседельные штыри и выносы руля это составляющие, на которые нужно обратить внимание при облегчении велосипеда. Определенно есть смысл ставить вместо стальных, – алюминиевые и карбоновые.
Седло и руль, конечно, играют не последнюю роль в облегчении, но они специфичны и подбираются для комфортного катания под индивидуальные параметры.
Вилка
В процессе облегчения Вашего байка вилка занимает особое место. Дело в том, что в начальном и среднем сегменте велосипедов, их производитель максимально экономит на вилке. Если у Вас стоит ригидная, жесткая вилка, то наверняка у нее тяжелые прямые ноги из стали, а если установлена амортизационная вилка – это просто увесистый имитатор амортизации со стальными пружинами внутри. Процедура замены вилки не только затратная, а и сложная с точки зрения оптимального выбора, но, безусловно, беспроигрышная – Вы получаете облегчение велосипеда вкупе с лучшим уровнем комфорта катания. Более подробно о выборе вилки читайте нашу отдельную статью здесь. Сейчас мы можем добавить, что ригидную вилку из стали с прямыми ногами лучше заменить на ригидную вилку с гнутыми ногами из титана, карбона. Амортизационные имитаторы с успехом можно поменять на качественные ригидные вилки, если Вы не выезжаете за пределы города. Если цели катания включают пересеченную местность лучше ставить пружинно-масляную или воздушную вилку с блокировкой хода на ровных участках дороги. Предложенные варианты влетают в копеечку, зато выводят на должный уровень совершенства Ваш байк и обеспечивают полную отдачу на дороге.
Трансмиссия
Относительно недавно появилась устойчивая тенденция оборудовать разные байки по назначению одной ведущей звездочкой на шатунах, чтобы сравняться с профессионалами шоссе и экстремальных дисциплин, борющихся за каждый грамм веса и молниеносность переключения передач. При желании и соответствующих возможностей, Вы можете поставить шатуны с одной звездой и как следствие снять за ненадобностью левую манетку и передний нижний переключатель, что сэкономит немало в весе. Однако такая рокировка потребует замены старой трещотки/кассеты на более высокого уровня с большим количеством звездочек для трансмиссий: 1х10, 1х11, 1х12. Ну и дальше необходима новая гибкая, многоскоростная цепь, новый задний переключатель, новая манетка и при необходимости успокоитель цепи. Это будут отличные компоненты, но точно не бюджетные. Надо или не надо, зависит от Вас, если решитесь, то замена будет выгодным и перспективным вложением.
Выводы
В статье просматривается определенный порядок шагов по облегчению байка, конечно, все зависит от Вашей ситуации и виденья любимого велика. Кому-то предпочтительнее начинать облегчайзинг с колес, а другому с вилки. Просто порядок в статье предусматривал от простого к сложному, если хотите, от менее дорогостоящего к более затратному. Разумеется, решать Вам.
И не забывайте следить за собственным весом, помните: каким бы легким не был велосипед, избыточная масса наездника легко перечеркивает все вышеизложенные тонкости. Так что будьте в тонусе, стремитесь усовершенствовать не только велосипед, но и себя.
Как научиться кататься на велосипеде
Парадокс: вне зависимости от опыта езды на велосипеде довольно большое количество людей не умеют правильно стартовать и останавливаться. Возможно, причина кроется в недалеком прошлом, когда дедушки и отцы учили нас ездить на велосипеде так, как умеют это делать сами. Высокие рамы «Уралов» и «Украин» заставляли садиться на седло с большого размаха ноги, который сделать было проще на ходу. Вот так нас и приучили на собственном примере неправильному «седланию».
Неправильная остановка также связана с высотой рамы. В транспортном потоке такие «дурные» привычки могут аукнуться негативными последствиями. Старт на подъеме при таком трогании тоже небезопасен. Готовы проверить свои привычки? Поехали.
Начало движения на велосипеде
Чем быстрее движется велосипед, тем проще держать равновесие. Поэтому очень часто велосипедисты сначала немного разгоняют свой байк, а уже потом на него садятся. В начале своего «велосипедного пути» это, может быть, и оправдано, так как человек неуверенно себя чувствует за рулем двухколесного транспорта, но далее от такого метода нужно отказываться. Вместо этого привычка стартовать с ходу остается на всю жизнь. А меж тем, пока водитель разгоняет велосипед, контроль над ним весьма ограничен. Полностью его подчинить и уверенно маневрировать можно только заняв правильное положение за рулем.
Неверные способы старта
Эти способы всем прекрасно известны и широко применимы, поэтому большинство никогда даже не задумывалось о том, что так садиться на велосипед неправильно. Берется велосипед (за руль), одна нога ставится на педаль, а другая отталкивается от земли, придавая байку первоначальный импульс. Затем «толчковая» нога перебрасывается через седло. Вариация способа – шарканье ногой по земле для разгона велосипеда, то есть отталкиваний несколько. На данном этапе велосипед выступает в роли самоката.
Почему нельзя использовать эти способы? Как уже сказано выше, контроль над управлением весьма и весьма ограничен. Старт под горку затруднителен, так как нужно разогнать велосипед настолько, чтобы он не остановился, пока вы его оседлаете и сможете продолжить ускоряться. К этим трудностям добавляется еще одно неприятное обстоятельство – вес велосипедиста переносится в тот момент, когда байк движется под углом к поверхности дороги. На такого рода боковые нагрузки велосипед не рассчитан, а они довольно значительные. В перспективе это может привести к поломкам.
Еще есть способ, который применяют гонщики в некоторых велосипедных дисциплинах. Суть его в том, что велосипедист бежит рядом со своим велом, разгоняя его, а потом с прыжка его седлает. Это как минимум небезопасно, ведь промахнуться на бегу мимо педалей проще простого, а скорость уже набрана достаточно высокая, поэтому падение или травма обеспечены. Да и некрасиво это выглядит.
Как правильно стартовать на велосипеде
Самым верным способом начать движение на велосипеде является следующий. Перебрасываем ногу через раму, неважно, как именно, – через сидение, через руль (если он ниже седла) или через верхнюю трубу. Для упрощения этого действия советую наклонить немного велосипед в сторону. Теперь вы стоите на земле, держитесь обеими руками за руль, а велосипед находится между ног. Не нужно пытаться сесть на седло – если оно установлено правильно, то вы просто не достанете ногами до земли.
Прокручиваем педали таким образом, чтобы шатун со стороны опорной ноги находился впереди под углом 45 градусов относительно земли. Например, если опорная нога у вас правая, то правый шатун (на котором ведущие звезды установлены) будет «показывать» полвторого. Опорная нога – это та, которая находится впереди, когда вы стоите на параллельных земле шатунах, а вторая, «задняя» – толчковая.
Теперь ставите опорную ногу на педаль и нажимаете на нее. В этот момент, во-первых, велосипед начнет движение, а во-вторых, вы поднимитесь и спокойно сядете на седло, использовав педаль в качестве ступеньки. Все просто и удобно. Контроль над велосипедом сохраняется практически все время, а значит безопасность движения на высшем уровне.
Потренируйтесь и сделайте этот метод старта своим безусловным рефлексом. Он того стоит.
Остановка велосипеда
Мы уже говорили о методике правильного торможения. Кто не ознакомился, вам сюда: «Торможение и прохождение поворотов«. В той статье мы не подняли вопрос остановки, а вернее, как именно нужно действовать во время ее совершения. Восполняем этот пробел.
Остановка не является чем-то сложным. Тем не менее, много байкеров и здесь умудряется допускать ошибки.
Прежде всего нужно быть предусмотрительными. Если это не экстренное торможение, то перед остановкой побеспокойтесь о своем будущем старте. Да-да, готовь сани летом. Как вы знаете, переключать передачи можно только на ходу, поэтому перед остановкой не забудьте понизиться до вашей стартовой передачи. Обычно это вторая ведущая звезда и 2-5 на кассете – на ваше усмотрение. Важно выработать соответствующую привычку, что непременно упростит вам жизнь.
Теперь о самом процессе остановки. Не нужно раньше времени снимать ноги с педалей, помогая тормозам выполнять свои функции. На самом деле, такие действия только ухудшают эффективность замедления. Вес велосипедиста переносится, разгружая колеса, что снижает коэффициент сцепления с дорогой. К тому же, это может оказаться болезненным для ног.
В самом конце торможения плавно переносим свой вес на одну ногу, а вторую готовимся при полной остановке поставить на землю. Если опустить ногу до полной остановки, есть вероятность «клюнуть»: велосипед без веса байкера разгрузится, и тормоза будут останавливать только байк, а райдер по инерции продолжит движение интимным местом в вынос. Уф, это неприятно…
Как можете видеть, вредные привычки при старте и остановке могут быть опасными для здоровья. Если раньше вам удавалось избегать травм, то никто не может гарантировать, что все будет также безопасно в будущем. Улучшайте свою технику владения велосипедом ради себя и соседей по потоку.
—> Крути Педали! —>
Поговорим о практическом облегчения велосипеда. Об этом начинают задумываться велосипедисты, вышедшие из состояния начинающих, набравшиеся опыта вождения, у которых есть уже свое мнение, и которые не довольны весом своего велосипеда. К тому же, прочитав множество статей в интернете о том, что низкий вес велосипеда может оказать чудодейственное влияние на катимость (накат), начинают думать, с чего им начать процесс апгрейда. Как облегчить велосипед?
Не будем брать во внимание экстремальные виды облегчения, когда уже не могут ничего придумать, как дрелью в компонентах высверливать отверстия, а потом боятся просто ездить, чтобы ничего не сломалось или стальные болты и гайки менять на титановые. Эту весозависимость можно сравнить с неким психологическим заболеванием или какой-нибудь фобией.
Вес велосипеда оказывает прямую зависимость на его катимость, вернее вес системы велосипедист/велосипед (об этом немного позже). Чем меньший у велосипеда вес, тем быстрей он может разгоняться, идет легче в гору и стабильней управляется. Против этого трудно что-то возразить.
Если вы задумались о том, как облегчить велосипед, то начинать надо с элементарного контроля над тем, чтобы он не обрастал килограммами дополнительных и редко используемых аксессуаров.
Разница между практическим и маниакальным подходом к облегчению состоит в соотношении: вес/практическая отдача/цена. Самое главное, не прийти к тому моменту, когда расходы непомерно выросли, а вес так медленно снижается, и лучше от этого на велосипеде ездить не стало.
Облегчение велосипеда
Облегчать и апгрейдить есть смысл горные велосипеды начального или среднего уровня, потому, как велосипеды очень уж бюджетного уровня облегчать в принципе не имеет смысла.
При помощи колес
Начинать надо именно с колес. Когда вы ездите на велосипеде начального или среднего сегмента, то на нем скорей всего установлены недорогие широкие покрышки и тяжелые камеры. Если использовать полуслики, то на одной только на смене шин и камер сэкономить можно до 500 грамм веса, а это уже прорыв.
На каждом подъеме или ускорении, велосипедисту приходится раскручивать эту инертную систему под названием колесо. Облегчение тут действительно имеет важное значение. Пока вы свежий, разница незаметна, однако, через время, те лишние граммы превращаются в килограммы.
Но, не приобретайте слишком легкие покрышки, в них мало резины, они будут прокалываться, резаться стеклами, всем тем, что валяется на обочинах дорог. Хорошо будет под беговую дорожку установить антипрокольный слой.
Продолжить облегчение можно, если приобрести новые колеса. В колесе также важен вес обода. Приобретя вилсет (набор без резины из двух колес), можно получить облегчение на 500 – 1000 граммов, но и “попасть” соответственно на 300-800$. Как видно, такой способ облегчения велосипеда слишком затратный и незначительная весовая экономия обходится в очень уж круглую сумму.
Облегчить велосипед амортизационной вилкой
Все велосипеды начального уровня и большинство среднего, оснащены вилко-имитаторами, не способными выполнять работу, которая на них возложена – обрабатывать неровности дороги и обеспечивать курсовую устойчивость. К тому же имеют большой вес. Поэтому, замена вилки является операцией, которая способна осуществить одновременно две цели: привести в порядок амортизацию велосипеда и сбросить вес.
Качественная амортизационная вилка является неотъемлемым узлом современного горного велосипеда. Замена нерабочей “левой” вилки позволит сбросить не менее 500 грамм веса. А обойдется вам это удовольствие приблизительно в 300-500$. Но, как уже было сказано выше, не надо забывать, что это очень практичное вложение.
Облегчение велосипеда заменой руля и подседельного штыря
Есть смысл эти компоненты заменить на карбоновые. Помимо уменьшения веса, у углеволокна есть полезное свойство – это поглощать микровибрации. Но, здесь надо быть осторожным, и не нарваться на китайскую подделку в виде изделия из алюминия, покрытого слоем карбона. Эти выносы, рули, и подседельные штыри, часто бывают даже тяжелее алюминиевых. Стоят они дешевле, и очень уж своим внешним видом привлекают глаз.
Любые другие действия снижения веса могут быть не столько практичными, сколько очень затратными. Если менять тормоза, трансмиссию, седло, и другое, вплоть до болтиков, то это дает минимальную экономию веса и обходится огромную сумму.
Говорят, что, если байкер купил себе электронные весы, чтобы взвешивать и сравнивать компоненты, то это уже диагноз (не знаю).
Меньше надо жрать!
А теперь вернемся с весу системы велосипедист/велосипед. Прежде, чем апгрейдить своего любимца, взвесьтесь сами. Вполне возможно, что у вас есть 5-10 килограммов, а может и больше лишнего веса. А это половина веса всего велосипеда (не будем говорить о том, у кого лишний вес равен весу велосипеда).
Может просто меньше “жрать”, и денег можно сэкономить, и здоровья будет больше, и велосипед трогать не придется? Тем более, что при весе человека более 80 кг, все суперлегкие компоненты выходят из строя в два раза быстрей.
Нашли ошибку в тексте?
Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Сообщая об ошибке вы помогаете сделать сайт лучше.
Trail, выкат, или что почем?
Слегка разобравшись с устойчивостью, помыслим теперь и об управляемости. Положим, что байкер до руля не дотрагивается, катит себе «без рук». Устроим маленький эксперимент: поставим правильный велосипед вертикально на оба колеса и, держа его за раму, наклоним чуть в сторону. Мы увидим, что руль сам повернется в ту же сторону. Именно поэтому байкер, едучи без рук, успешно сохраняет равновесие и может поворачивать. Причина проста — она в конструкции передней вилки и рулевой колонки.
Есть две очень важные точки, от положения которых зависит характер байка: будет он управляем и устойчив или наоборот. Итак, это точка «А» -место контакта переднего колеса с дорогой и точка «В» — пересечение оси рулевой колонки с той же дорогой. Взаимное положение этих точек определяет, куда повернется руль при наклоне велосипеда, а так же курсовую устойчивость байка, его управляемость, стабильность на виражах и многое другое. Все велосипеды можно разделить на два типа: ВА и АВ (см. рис. ).
Тип « АВ», у которого точка «А» контакта переднего колеса с дорогой расположена впереди точки «В» — оси вращения колеса (рис. а). Так как точка «А» служит местом приложения силы трения и лежит впереди оси вращения колеса «В», то велосипед при качении «без рук» будет мгновенно складываться пополам как ширма и с грохотом сыпаться на землю. Но и руками управлять велосипедом типа «АВ» тяжело — на вираже руль будет стремиться вывернуться наружу. Поэтому велосипедов типа «АВ» в магазинах не сыскать ни за какие деньги.
У типа «ВА» все наоборот: точка «А» лежит позади точки «В» (рис. б), и сила трения стабилизирует переднее колесо в верном положении. При наклоне байка переднее колесо будет поворачиваться в сторону наклона само, без всяких рук. Велосипед типа «ВА» будет «въезжать» под уплывший в сторону центр тяжести и автоматически возвращаться в вертикальное положение, даже при отсутствии «руководящей и: направляющей роли» человека и велосипедиста. А на вираже байку надо только немного помочь, направить его в нужном направлении, и все будет хорошо!
Теперь пару слов о форме передней вилки. Варианты, изображенные на рис. а и б, дают нам слишком большое расстояние между точками «В» и «А», что приводит к курсовой «сверхустойчивости» велосипеда, а управляемость будет «ниже плинтуса».
На байке с такой вилкой можно прекрасно катить по прямой, но вписаться в поворот на узкой лесной дорожке будет весьма затруднительно. Поэтому для уменьшения расстояния между этими точками вилку на велосипедах изгибают вперед (рис. в). Но если вилка прямая, то меняют ее наклон относительно оси рулевой колонки или смещают вперед «петухи» (дропауты), в которых крепится ось переднего колеса (рис. б, в). Расстояние между осью рулевой колонки и осью втулки переднего колеса называют по-разному: и Rake, и Fork Offset или, в вольном переводе, наклон, смещение вилки. Величина смещения вилки обычно находится в пределах от 30 до 50 мм. Зная смещение вилки, угол наклона оси рулевой колонки и реальный диаметр колеса, легко можно подсчитать расстояние между точками «А» и «В». Это весьма важное расстояние называется Trail (след). У нас обычно переводят как «выкат» или «вылет» переднего колеса. В научной литературе иногда встречается термин «плечо устойчивости передней вилки» — очень точно, но немного длинно.
Иногда значение Trail можно найти в каталогах. Возникает вопрос, а зачем его считать? Разумный вопрос. Зная Trail, можно оценить устойчивость и управляемость велосипеда, выразить его числом, что иногда гораздо яснее и понятней, чем размахивание руками в попытке выразить свои впечатления на словах. Итак, для двухколесных велосипедов существует коэффициент курсовой устойчивости (Ку). У нормальных велосипедов Ку лежит в диапазоне 7,5-4,8%, а минимальное значение Ку
5% — у гоночных шоссейников. Большая строгость в управлении в сочетании с пониженной курсовой устойчивостью позволяет на максимальной скорости проходить по немыслимым траекториям и выигрывать доли секунды на каждом вираже (как, например, у современных истребителей, которые для лучшей маневренности делают принципиально неустойчивыми — без компьютера они летать не могут). При этом гонщик вынужден управлять велосипедом с большой точностью, дабы не ехать по крутой синусоиде, и не увеличивать и без того длинную дистанцию. У байков из одной линейки с увеличением ростовки (размер «А» на схеме — расстояние от каретки до середины горизонтальной трубы) возрастает и база, а чем больше база, тем хуже управляемость. Поэтому для улучшения управляемости и маневренности у байков с длинной базой Ку делают поменьше. Но это правило соблюдается не всегда, недорогие байки могут сильно различаться по управляемости. На малом будет трудно проехать по прямой, он все норовит вильнуть в сторону, а на большом — и вовсе не повернешь. У кросс-кантрийных хардтейлов обычно длина колесной базы 100-107 см, большой Ку
7%, длинный вынос и узкий руль. Курсовая устойчивость велика, и пройти крутой поворот непросто, зато байк уверенно катит прямо по неровному грунту, и меньше надо тратить сил на управление. У двухподвесов для DH и фрирайда база обычно длинная, 110-117 см, что весьма полезно на крутых склонах, короткий вынос, широкий руль и несколько меньший Ку
6,8-6,3% при пологой, в 64-65 градусов вилке. Там, где катят такие байки, бывает трудно пройти пешком. Широкий руль и пологая вилка уменьшают строгость управления и облегчают пилотаж на техничных участках с мощными камнями, корнями и колдобинами. Уменьшение Ку компенсирует удлинение колесной базы и улучшает управляемость.
Колесо как датчик скольжения
Итак, переднее колесо во время движения постоянно поворачивает то в одну, то в другую сторону. Это сразу видно: прямой след от заднего колеса на дороге все время пересекается извилистым следом переднего. Это хорошо видно на схеме III рис. «Принципы баланса велосипеда». Переднее колесо (III, вид сверху) постоянно поворачивается на мгновение из стороны в сторону на определенный угол, называемый углом скольжения, и на него начинает действовать боковая сила. Эта сила зависит от габаритов шины, сцепления с дорогой и вылета переднего колеса (Trail). Причем вылет можно рассматривать как рычаг, к которому приложена боковая сила. Сила, умноженная на длину рычага, дает нам момент, который иногда называют корректирующим или восстанавливающим. Байкер, держась за руль, чувствует сцепление переднего колеса с дорогой. На скользких или мокрых дорогах восстанавливающий момент уменьшается (иногда до полного обнуления). В результате байк с малым вылетом будет сигнализировать, что дорога очень скользкая. А с большим вылетом — порождать чрезмерную уверенность, что сцепление хорошее. Кстати, опытные велосипедисты, даже если не видят поверхность дороги, как в темноте, могут почувствовать разницу в дорожном покрытии по поведению руля, за который держатся.
Задний вылет — стабилизатор движения
Переднее колесо, постоянно поворачиваясь то в одну, то в другую сторону, выполняет полезные функции, например, устойчивости и руления. Но и заднее колесо нужно совсем не для мебели. Его важнейшая задача, кроме поддержки всей конструкции на ходу, — стабилизировать движение велосипеда, усиливать его курсовую устойчивость (см. схему IV рис. («Принципы баланса велосипеда»)).
Из схемы сразу становится видно, что задний вылет — плечо устойчивости задней вилки — рычаг длиной более метра. На конце его установлено колесо с действующей на него боковой силой. Даже если эта сила мала, восстанавливающий момент получается огромным. Поэтому велосипедист в первую очередь отслеживает переднее колесо велосипеда. Даже переезжая разные препятствия (корни, бордюры, стальные рельсы, рытвины) под острым углом, достаточно зафиксировать за ними переднее колесо и разгрузить заднее, приблизив корпус к рулю, и все пойдет как по маслу. Роль заднего колеса аналогична роли заднего стабилизатора аэроплана: длинный рычаг, маленькие стабилизирующие поверхности и гигантский восстанавливающий момент.
На большой скорости гироскопический момент заднего колеса вносит свой вклад в устойчивость велосипеда.
- при наклоне велосипеда вбок, например, на левую сторону, заднее колесо стремится повернуться налево из-за гироскопической прецессии, но, будучи закрепленным между задними перьями, передает свой момент на раму;
- если велосипед вошел в левый установившийся поворот, заднее колесо стремится наклониться вправо, гироскопическая прецессия пытается выровнять велосипед, тем самым направив его по большему радиусу или даже по прямой;
- прямолинейное качение и торможение: протектор пневматической шины всегда постоянно проскальзывает при качении колеса. Соответственно, реальное сцепление шины с дорогой отличается от сцепления (трения) покоя.
При торможении степень проскальзывания меняется от сравнительно небольшой величины до 100% юза при блокировке колеса. Но, кроме сцепления с дорогой и силы торможения, имеются и другие воздействия, влияющие на поведение велосипеда. Это инерция и случайные боковые силы. Если сила инерции равна силе торможения, велосипед равномерно затормаживается по прямой, так как заднее колесо продолжает работать как стабилизатор, если не мешают случайные боковые силы. Если сцепление с дорогой мало, и/или колесо заблокировано и пошло юзом, тогда сила инерции может стать больше, чем сила торможения. При этом рама начинается разворачиваться в сторону, как калитка после удара, и возможны два варианта развития событий. Первый: боковая сила уравновесит силу инерции, и велосипед стабилизируется на новой траектории движения. Второй (если дорога скользкая и сцепление мало): разовьется уже мало управляемый занос с последующим быстрым падением. Случайная боковая сила (порыв ветра или скатывающая сила при боковом уклоне дороги) в этих случаях может сыграть свою решающую роль в каждом варианте. А стабилизирующий гироскопический момент значительно уменьшается или даже обнуляется при окончательной блокировке заднего колеса.
Велосипед с задним рулевым колесом
Более 150 лет изобретатели пытались сконструировать велосипед с задним рулевым колесом (ВЗРК), но «воз еще на месте». Все опытные конструкции или решительно отказываются ездить и рулить, или ведут себя крайне неустойчиво, особенно на поворотах. Именно поэтому серийного производства ВЗРК не было, и быть не могло.
Если сравнить обычный велосипед и велосипед с задним рулевым колесом, то легко увидеть, что все факторы, которые отвечают за устойчивость и руление обычного велосипеда, от гироскопического эффекта до устройства рулевой колонки, работают в плюс. То есть помогают сохранять равновесие или способствуют эффективному рулению. А у велосипеда с задним рулевым колесом все не так однозначно. Часть факторов помогает, а часть, наоборот, мешает сохранять равновесие и точно рулить.
- на повороте большая часть заднего колеса (часть колеса между линией оси рулевой колонки и точкой касания колесом земли) пытается опрокинуться вправо,увеличивая таким образом угол поворота;
- центробежная сила, действующая на велосипед, еще более увеличивает угол поворота заднего колеса;
- гироскопический эффект, созданный задним колесом, уменьшает угол поворота велосипеда вправо;
- из-за того, что велосипед обладает значительным задним трейлом (TraiL), центр тяжести системы велосипед-человек сильно смещается влево, в то время как совершается поворот направо. Это не только увеличивает тенденцию к увеличению угла поворота колеса, но часто приводит к падению влево. Кроме того, с практической точки зрения есть несколько причин, почему ВЗРК, даже если он способен (теоретически) к передвижению, будет неудобен в повседневной жизни: если ехать на ВЗРК по проезжей части, и впереди вдруг появляется препятствие, например, в виде открывшейся двери автомобиля, то неизбежно столкновение, поскольку заднее колесо поворачивается как раз в сторону, противоположную той, куда необходимо повернуть. Если ехать по тротуару и необходимо с него съехать, это будет очень трудно сделать именно в намеченном месте.
Выводы. Наблюдаются большие различия в поведении обычных велосипедов и ВЗРК. На практике это выражается в том, что поведение ВЗРК бывает очень трудно предсказать. ВЗРК, показанный на рисунке, крайне нестабилен на поворотах, и даже 25-сантиметровый трейл не в состоянии стабилизировать машину.
Вместе с тем, изобретатели пока не оставляют попыток создать совершенный велосипед с задним рулевым колесом.
Где катать девушку?
Благодаря передней и задней подвескам геометрия байка перестала быть раз и навсегда заданной величиной. При работе амортизационной вилки и заднего амортизатора геометрия байка меняется, а значит, меняется его устойчивость и управляемость. Более того, и вилки, и задние амортизаторы нередко можно настраивать, изменяя ход, жесткость и демпфирование, даже не слезая с байка. Широкое распространение дисковых и роллерных тормозов позволяет тасовать колеса, как карты в колоде. Хочешь поставить большие колеса или предпочтешь поменьше — никаких проблем! Таким образом, можно «затачивать» один и тот же байк под разные стили катания. Естественно, это меняет реальную геометрию байка и сказывается как на приемистости и скоростных возможностях, так и на маневренности и управляемости.
Дабы не вдаваться в тонкости и мелкие детали, посмотрим, что будет, если девушку посадить на раму. Нагрузка на переднее колесо заметно возрастет, вилка просядет, и байк «опустит нос», это понятно. Но одновременно слегка укоротится база, и (цифирь приводить не буду) заметно уменьшатся Trail и Ку. В результате байк станет более маневренным и управляемым, но и менее устойчивым, что спровоцирует совместное падение на узкой грунтовой дорожке. То же самое происходит в момент торможения, когда байк «клюет носом», при педалировании «танцовщицей», когда байкер приближает корпус к рулю, и при спуске со склона, особенно если переднее колесо притормаживается.
А что случится, если нагрузить симпатичной девушкой (тяжелым грузом) багажник или поставить более короткий амортизатор у двухподвесного байка? Ситуация поменяется на прямо противоположную. Trail увеличится, Ку возрастет, байк станет более устойчивым, но им будет труднее управлять.
А теперь отделим «мух от котлет» — изменения в геометрии от симпатичных девушек! Девушка кое-что весит, хотя и борется с этим недостатком многочисленными и мучительными диетами. Но не будем о грустном. Итак, сажаем девушку на багажник, подстелив кусок пенки для мягкости, и катим, куда глаза глядят. Сразу же станет понятно, что хорошо не будет. Произойдет дополнительное перераспределение нагрузки между колесами, заднее колесо будет нагружено очень сильно, а переднее — недогружено. Управляющее воздействие от переднего колеса уменьшится, и повернуть станет сложнее. Как будто под передней шиной не сухой, твердый грунт, а скользкий, «намыленный», мокрый суглинок. Пассивная (извините, девушки!), но высоко поднятая масса будет мешать байкеру сохранять равновесие, создавать большой опрокидывающий момент при случайном наклоне байка, который сложно компенсировать почти такой же активной массой самого байкера. Когда байкер управлялся только со своим весом и легким байком, все было гораздо проще. В этом-то и разница между активной и пассивной массой (сам байк и всякие грузы, багажи, пассажиры). Выгодно уменьшать пассивную массу, но это не всегда возможно, особенно в велотуризме. А ведь тут еще и переднее колесо рулит недостаточно эффективно, когда его надо энергично поворачивать на большой угол для быстрого «вкатывания» под убегающий центр тяжести по очень «кривой» траектории с малым радиусом. Это наверняка знакомо многим велосипедистам. С хорошо нагруженным багажником байк прет как танк, особенно если разогнаться. Но повернуть или проехать по извилистой тропинке — ой как нелегко. Теперь со всех сторон понятно, что ехать с большим грузом на багажнике некомфортно и опасно, особенно если грунт скользкий или присыпан песочком. Облегчить ситуацию может специальный велорюкзак на багажник типа «штаны». Он позволяет понизить центр тяжести груза и улучшить управление велосипедом. «Штаны» меньших габаритов можно повесить и на переднее колесо, нагрузив его дополнительным весом и усилив сцепление с дорогой. Разумеется, рассчитывать на хорошую работу амортизации в этом случае уже не приходится.
Ну, а девушка? Какие могут быть вопросы! Девушка должна ездить на своем велосипеде, это будет лучше и безопаснее!
Источники:
https://frikke.ua/novosti/kak-oblegchit-velosiped-chto-nuzhno-ob-etom-znat
https://dnipro.bike/startuem-i-ostanavlivaemsya-pravilno/
http://bike.kirovsky-dv.ru/publ/6-1-0-44
https://tepka.ru/velosiped/32.html