Какие велосипеды были раньше

Государственное образовательное учреждение Центр образования №1178 Проектная работа Тема: «Изобретение велосипеда» Автор: Григорьева Алина ученица 3-го «а» класса ЦО №1178 Руководитель: Афанасьева Е.И. Москва 2010

Однажды я услышала фразу: «Не нужно изобретать велосипед…». Мне стало интересно значение этой фразы. А потом я заинтересовалась, а правда, когда и кем был изобретен велосипед, что изменилось в конструкции с момента изобретения по наши дни?

Для достижения цели мне необходимо решить задачи: Что такое велосипед? Почему он получил такое название? Когда впервые появился велосипед? Какие велосипеды были раньше? Что обозначает выражение «Не нужно изобретать велосипед»? Цель работы: установить кто изобрел велосипед и узнать значение фразы «Не нужно изобретать велосипед»

Для решения поставленных задач я использовала такие методы как: анализ сравнение обобщение

Почему он получил такое название- По латыни « velox » – быстрый, а « pedis » – ноги. Вот и получилось «велосипед», то есть «быстроногий».

Изобретение человечеством колеса решило многие транспортные проблемы . Но c о временем конная тяга перестала устраивать нарастающие потребности в передвижении. Идея ездить, используя мускульную силу самого человека возникла давно.

Изобретение велосипеда Считается, что первый велосипед появился в 1808 г. в Париже. Он состоял из деревянной перекладины, соединяющей два колеса. Руля и педалей у него не было. Ехать на нем можно было только сидя на перекладине и отталкиваясь от земли ногами. Спустя всего 5 лет Карл фон Дрез усовершенствовал эту конструкцию, сделав ее переднее колесо управляемым и назвав «Машиной для ходьбы». Изобретение Дреза назвали в его честь дрезиной. Слово «дрезина» до сих пор осталось в русском языке.

В 1839—1840 кузнец Макмиллан из Шотландии усовершенствовал изобретение Дреза, добавив педали и седло. Выходит, он и создал первый велосипед. Педали толкали заднее колесо, с которым они были соединены металлическими стержнями посредством шатунов. Переднее колесо поворачивалось рулём, велосипедист сидел между передним и задним колесом. Велосипед Макмиллана опередил своё время и остался малоизвестным.

Стальной велосипед появился в Европе в 1865 г. Его сконструировали французские механики Мишо и Лальман . Единственными деталями из дерева оставались колеса, которые были обтянуты железным ободом. Массовый выпуск велосипедов с педалями был начат в 1867 году. Пьер Мишо и придумал название «велосипед» .

В первое время переднее колесо изготавливалось больше заднего. Его диаметр достигал 1,6 м, а велосипед из-за этого получил название «Паук». Масса таких велосипедов достигала 35 кг, скорость же составляла 12-20 км/ч. Садиться на него и ехать было не просто.

В 1884 г. появился велосипед с двумя низкими одинаковыми колесами, длинной рамой и цепной передачей на ось заднего колеса. Новая конструкция велосипеда получила название «бицикл». Он был удобнее и безопаснее своих предшественников.

Меняются материалы из которых изготавливают велосипеды, меняется внешний вид, а принцип двух колес, рамы, педалей и руля остается неизменным и по сей день.

Спортивный велосипед Виды современных велосипедов

Велосипед для исполнения экстремальных трюков

Детский трехколесный велосипед

Выводы: Кто же изобрел велосипед? – Точного ответа нет! Хотя велосипед и воспринимается нами как простое и гениальное целое, на деле изобрели его минимум в три приема. – Велосипед в переводе c латинского обозначает «быстроногий» – Первый велосипед появился в 1808 году – Первые велосипеды были без педалей и с разным размером колес. – Фраза «Изобрести велосипед» означает пытаться изобрести заново то, что давно придумано.

Во время подготовки этой работы я узнала много нового о своем любимом велосипеде.

Велосипед

Велосипе́д (стар. фр. vélocipède , от лат. vēlōx «быстрый» и pes «нога») — колёсное транспортное средство (или спортивный снаряд), приводимое в движение мускульной силой человека через ножные педали или (крайне редко) через ручные рычаги. Наиболее распространены велосипеды с двумя колёсами, но бывают и трёхколёсные велосипеды. Стал использоваться как средство передвижения еще до широкого распространения городского общественного транспорта, в том числе автобусов, троллейбусов и трамваев. Также популярен среди туристов и в спортивных целях. В современном мире также используют электропривод для увеличения области использования велосипеда.

Правила дорожного движения России определяют велосипед как «транспортное средство, кроме инвалидных колясок, имеющее два колеса или более и приводимое в движение мускульной силой людей, находящихся на нём» [2] .

Содержание

История

В 1817 году немецкий профессор барон Карл фон Дрез из Карлсруэ создал, а в 1818 запатентовал первый двухколёсный самокат, который он назвал «машиной для бега» (Laufmaschine). Самокат Дреза был двухколёсным, снабжён рулём и выглядел в целом, как велосипед без педалей; рама была деревянной.

С 1870-х годов стала приобретать популярность схема «пенни-фартинг». Название описывает несоразмерность колёс, ибо монета пенни была намного больше фартинга.

Первый велосипед, похожий на используемые в наши дни, назывался Rover — «Скиталец» (или «Бродяга»). Он был сделан в 1884 году английским изобретателем Джоном Кемпом Старли и выпускался с 1885 года. В отличие от велосипеда «пенни-фартинг», Ровер обладал цепной передачей на заднее колесо, одинаковыми по размеру колёсами, и водитель сидел между колёсами [3] .

Первый складной велосипед сделан в 1878 году, первые алюминиевые — в 1890-х годах, а первый лигерад (иногда называемый рикамбент, велосипед, на котором можно ездить в лежачем положении) — в 1895 году (а в 1914 году началось массовое производство лигерадов фирмой «Пежо»).

Велосипеды продолжали совершенствоваться и во второй половине XX века. В 1974 году началось массовое производство велосипедов из титана, а в 1975 — из углепластика. В 1983 году был изобретён велокомпьютер. В начале 1990-х получили распространение системы индексного переключения скоростей.

Социальная роль

Производство велосипедов сыграло большую роль в создании технической базы для других видов транспорта, прежде всего автомобилей и самолётов. Многие технологии металлообработки, разработанные для производства как велосипедных рам, так и других частей велосипедов (шайб, подшипников, зубчатых колёс), впоследствии использовались в производстве автомобилей и самолётов. Многие автомобильные фирмы, созданные в начале XX века (например, Rover, Шкода, Morris Motor Company, Опель), начинали как велосипедные. Начинали как производители велосипедов также Братья Райт [4] .

Общества велосипедистов добивались улучшения качества дорог. Примером такой организации является Лига Американских Любителей Колёсного Транспорта (League of American Wheelmen), в конце XIX века в США возглавлявшая и финансировавшая Движение за Хорошие Дороги (Good Roads Movement). Улучшение качества дорог также ускорило развитие автомобилей.

Велосипеды сыграли свою роль в эмансипации женщин. В частности, благодаря им в 1890-х в моду вошли женские шаровары, что помогло освободить женщин от корсетов и другой сковывающей одежды. Кроме того, благодаря велосипедам женщины обрели беспрецедентную мобильность. Так, например, знаменитая американская суфражистка Сьюзен Энтони (1826—1906) заявила 2 февраля 1896 в интервью газете «New York World»:

Я думаю, что велосипед сделал больше для эмансипации женщин, чем всё остальное вместе взятое. Он даёт женщинам ощущение свободы и независимости. Сердце моё наполняется радостью всякий раз, когда я вижу женщину на велосипеде… это — зрелище свободной, неугнетённой женщины.

В рассказе Чехова «Человек в футляре» главный герой был настолько поражён видом женщины на велосипеде, что отказался на ней жениться.

В современном обществе езда на велосипеде не просто отражает определённое изменение стиля жизни, она означает своего рода социальный переворот.

— говорит профессор Факультета ландшафтной архитектуры Христианского университета Чжунъюань Дай Юнти. Он утверждает, что стимулирование использования велосипеда в густонаселённых тайваньских городах должно стать важной мерой по уменьшению выбросов в атмосферу парниковых газов, а велосипедисты становятся ближе к окружающей среде [5] .

Применение

Можно выделить три основные сферы применения велосипеда:

Транспорт — велосипед рассматривается как транспортное средство для перевозки людей и грузов.
Спорт — существуют различные спортивные дисциплины с особыми требованиями к конструкции велосипеда.
Развлечение, досуг — велотуризм, катание в рекреационных зонах. Детские, подростковые, цирковые велосипеды и т. д.

Почтовые службы многих стран используют велосипеды с конца XIX века. Так, британская почта (англ. Royal Mail ) использует велосипеды с 1880-х. Общее количество почтальонов-велосипедистов составляет 37 000 в Великобритании, 27 500 в Германии, 10 500 в Венгрии.

Полиции многих стран используют велосипеды для патрулирования улиц, особенно в сельских районах. Велопатрули, как и велосипедная почта, появились в конце XIX века. К примеру, полиция английского графства Кент закупила 20 велосипедов в 1896 году, а к 1904 году число полицейских велопатрулей составило уже 129. Преимуществами велопатрулей является свобода от автомобильных пробок, возможность патрулировать в пешеходных зонах, возможность скрытно подобраться к подозреваемому.

В Великобритании велосипеды традиционно используются для доставки газет. Это позволяет брать на работу подростков, у которых ещё нет водительских прав или проездного билета. В бедных странах велосипеды иногда используются для доставки обедов.

Также велосипеды используются в «скорой помощи» Лондона, Таллина и многих других городов, позволяя медикам быстрее добираться до пациентов по городским пробкам [6] [7] .

Даже автомобильная индустрия использует велосипеды. На заводе «Мерседес-Бенц» (нем. Mercedes-Benz ) в Зиндельфингене (нем. Sindelfingen ), Германия, рабочие передвигаются по территории завода на велосипедах. У каждого отдела — велосипеды своего цвета [8] .

Велосипеды использовались в военном деле. В ходе англо-бурской войны (1899—1902) обе стороны (Великобритания и южноафриканские республики) использовали велосипеды в разведке и для доставки сообщений. Специальные части патрулировали железные дороги на велодрезинах. В первой мировой войне обе стороны активно использовали велосипеды в разведке, для доставки сообщений, для транспортировки пострадавших (смотрите статью Самокатчики). Япония успешно использовала велосипеды для вторжения в Китай в 1937 году и для вторжения в Сингапур через Малайзию в 1941. В вермахте велосипедами были оснащены самокатные роты, входившие в состав разведывательных батальонов всех пехотных дивизий. Велосипеды позволяли скрытно и внезапно перебросить тысячи солдат и застать противника врасплох. Кроме того, они не требовали ни грузовиков для своей переброски, ни дефицитного топлива. Союзники использовали в своих операциях парашютистов, экипированных складными велосипедами. Велосипеды использовались партизанами для перевозки грузов в ходе вьетнамской войны. В Швеции велосипедные войска просуществовали до 2001, а в Швейцарии — до 2003. По некоторым данным, велосипеды использовались американскими частями спецназа в ходе афганской кампании.

В цирке на двухколёсных велосипедах ездят медведи и обезьяны, а на трёхколёсных — слоны. Чрезвычайно популярны и разнообразны также акробатические трюки с использованием велосипедов [9] .

Велосипедные гонки

Велогонки начали проводиться сразу после изобретения велосипедов. Первые гонки проводились на велосипедах «пенни-фартинг» и других опасных велосипедах, что часто приводило к травмам. С 1890-х годов стали популярными многодневные велогонки. К ним относится старейшая из регулярных велогонок — 1200-километровая гонка «Париж-Брест-Париж», впервые прошедшая в 1891 году. Эта велогонка не состояла из этапов: секундомер включался на старте и выключался, когда спортсмен достиг финиша. Велосипедист сам решал, сколько времени ему тратить на сон. Веломногодневка «Тур де Франс», проводящаяся с 1903 года, относится к категории гранд-туров — самая популярная и престижнейшая из всех существующих велогонок [10] [11] .

Кроме многодневных велогонок, есть и велогонки на короткие дистанции. В США популярны велогонки на дистанции до 5 км. В последнее десятилетие приобрели популярность велогонки на горных велосипедах — кросс-кантри. Близок к ним велокросс (или циклокросс [12] ) — гонки на велосипедах, очень похожих на шоссейные, по пересечённой местности. Для гонок на велодромах используются специальные трековые велосипеды, без переключения скоростей.

Гонки, кроме того, делятся на индивидуальные и командные. Существует большое количество видов и дисциплин велосипедных гонок, в том числе и экстремальных.

Велосипеды в настоящее время

Европа

В настоящее время велосипеды наиболее популярны в странах Северной и Западной Европы. Самая «велосипедная» страна Европы — Дания, средний житель этой страны проезжает за год на велосипеде 893 километра. Следом идут Нидерланды (853 км). В Бельгии и Германии средний житель проезжает за год на велосипеде около 300 километров. Наименее популярен велосипед в странах Южной Европы — среднестатистический испанец проезжает за год на велосипеде всего 20 километров [13] .

Современная популярность велосипеда в Европе — результат проводимой правительствами политики, так как популяризация велосипеда способствует разгрузке центров городов от автомобилей, улучшению экологической обстановки, а также улучшает здоровье людей.

Для популяризации велосипеда и велосипедного туризма принимаются следующие меры: устройство велосипедных дорожек и прочей инфраструктуры; меры, облегчающие использование велосипеда в сочетании с общественным транспортом (велосипедные стоянки, как правило, крытые, а зачастую и охраняемые, на вокзалах и автостанциях, оборудование пассажирских поездов специальными вагонами для пассажиров с велосипедами и тому подобное). По инициативе Европейской федерации велосипедистов ведётся создание сети панъевропейских велосипедных трасс EuroVelo.

В Амстердаме (Нидерланды), называющем себя велосипедной столицей Европы, есть даже специальная гостиница для велосипедистов, Van Ostade Bicycle Hotel [14] . Можно арендовать водный велосипед [15] , велосипед-тандем и даже велосипед для 8 человек [16] . В этом городе велосипеды — обычное средство передвижения, куда более распространённое, чем автомобили. Отчасти это связано с недостатком и дороговизной парковок в Амстердаме, как и в других крупных городах.

В Финляндии велосипеды повсеместно используются, несмотря на суровый климат. На них принято ездить и зимой [17] .

В России велосипед распространён слабо, за исключением особых мест, таких как Академгородок в Новосибирске, где их численность напоминает места Амстердама. Например, в Москве этот вид транспорта не пользуется такой популярностью, как в Европе, даже летом. Причин этому несколько: неразвитость велосипедной инфраструктуры (велодорожки, велостоянки и др.), перегруженность улиц мегаполиса автомобильным транспортом, неудобство хранения велосипеда в многоквартирных домах, а также отношение большей части населения к велосипеду как к «несерьёзному» виду транспорта.

Система совместного использования велосипедов

Во многих крупных городах Европы (а также и США) существуют системы проката велосипедов, которые включают в себя множество специальных парковок, на которых можно автоматически (по кредитной карте или специальному абонементу) брать велосипед. Возвращать велосипед можно на любую удобную парковку.

Во многих странах восточной и юго-восточной Азии, таких как Китай, Индия и Индонезия, велосипед является одним из основных средств передвижения благодаря своей дешевизне. Однако использование велосипедов в азиатских странах, в частности в Китае и Индии, сокращается, из-за того что их жители переходят на автомобили, мотоциклы и мопеды. Иногда власти принимают меры против велосипедного транспорта, поскольку он мешает движению автомобилей. Так, в декабре 2003 года в Шанхае движение велосипедов было временно запрещено.

Китай также является основным производителем велосипедов, в частности благодаря тому, что в последние десятилетия большинство велосипедных фирм перевели производство в эту страну. Порядка 95% велосипедов производится в Китае.

В Японии и во многих странах Восточной и Южной Азии, от Филиппин до Пакистана, популярны велорикши.

Велосипедные рекорды

С момента создания велосипеда производятся постоянные попытки определить предел скорости для разных велосипедных конструкций:

268,83 км/ч (с уменьшенным сопротивлением воздуха [18] ) — установлен Фредом Ромпельбергом (Нидерланды) на Бонневильской соляной равнине (штат Юта, США) в 1995 году.
133,28 км/ч (82,819 миль/ч) — установлен Сэмом Уиттингемом на лежачем велосипеде Varna Diablo конструкции Георгия Георгиева 18 сентября 2009 года в Батл-Маунтин, Невада, США [19][20] .

Также в 2010 году Маркус Штольц развил скорость 210 км/ч с горы в Чили.

Устройство велосипеда

Велосипед классической конструкции состоит из рамы, шарнирно закреплённой на ней рулевой вилки с рулём и передним колесом, заднего колеса, седла на подседельном штыре, педалей с кривошипами (ошибочно называемыми шатунами), цепной передачи и тормозов. Дополнительно велосипед может оборудоваться одним или двумя амортизаторами, крыльями (для защиты от брызг), багажником, светотехникой (лампами и/или световозвращателями — катафотами), звуковым сигналом, подставкой-«подножкой» и др.

Колёса

Как правило, на велосипеде устанавливаются два колеса одинакового диаметра. Каждое колесо состоит из обода, который соединяется со втулкой с помощью спиц, резиновой камеры (она аналогична автомобильной, но более тонкая) и покрышки (шины) с протектором. В последнее время набирают популярность бескамерные колёса.
Горные велосипеды оснащаются широкими покрышками, они улучшают сцепление велосипеда с поверхностью трассы, гасят вибрации и защищают камеру и обод от повреждений.

Рама — часть велосипеда, к которой крепятся другие его компоненты — колёса, шатуны, педали, седло, руль.

Конструкция

Классическая рама состоит из труб, или перьев, образующих два треугольника — передний и задний, причём задний треугольник раздвоен и образует заднюю вилку для крепления заднего колеса. Такая форма обеспечивает наибольшую жёсткость рамы при минимальном её весе.

Передний треугольник образован подседельной трубой, соединяющей седло и каретку; нижней трубой, соединяющей каретку с рулевой колонкой; и верхней трубой, соединяющей рулевую колонку с подседельной трубой. Задний треугольник образован двумя парами труб, идущих от подседельной трубы и каретки к втулке заднего колеса.

Существуют рамы без верхней трубы или с верхней трубой, идущей рядом с нижней. Такие рамы называются открытыми. Открытая рама тяжелее закрытой с аналогичными характеристиками, но на велосипед с открытой рамой удобнее садиться и слезать. В прошлом велосипеды с открытой рамой использовались женщинами (можно было сесть на велосипед, будучи в юбке и не нарушая приличий), из-за чего их часто называют «женскими». Сейчас они популярны среди обоих полов.

Рамы для городских и детских велосипедов иногда делают складными, что удобно при хранении и транспортировке велосипеда (например, в Московском метрополитене запрещено провозить велосипеды, кроме складных и детских [21] ). Складные рамы, как правило [22] , делаются открытыми.

Материалы

Комфортабельность рамы и ходовые качества велосипеда зависят от мягкости материала. Мягкие рамы лучше поглощают вибрацию, но не отличаются хорошим накатом (в тяжелом транспорте этот параметр называется «выбег») и торсионной жесткостью. Жёсткие рамы позволяют передавать энергию от педалей к колёсам с меньшими потерями.

Рамы могут делаться из стали, сплавов алюминия, титана, магния, а также из углепластика (карбона). Также довольно редко встречаются рамы из стеклопластика, они могут использоваться только на шоссейных велосипедах.

Вилка

Служит для соединения переднего колеса, руля и рамы. Может быть жёсткой или со встроенным амортизатором. Также на вилку крепятся тормоза, крыло, датчик скорости и другое вспомогательное оборудование.

Жёсткие вилки дешевле и легче.

Амортизационные вилки повышают комфортность езды по неровной поверхности, улучшают сцепление с дорогой на неровностях. Они более дорогие, тяжёлые, при педалировании поглощают часть энергии. Амортизационные вилки различаются принципом работы, ходом вилки, наличием различных настроек. Зачастую к таким настройкам относятся включение и выключение амортизирующих функций (это позволяет снизить потери энергии при вращении педалей) и регулировка амортизаторов.

Передача

Крутящий момент с оси каретки (вращаемой кривошипами с педалями) на заднее колесо обычно передаётся с помощью цепной передачи. Она состоит из ведущих (передних) и ведомых (задних) звёзд, собственно цепи и дополнительных механизмов. Совокупность ведущих звёзд называется системой, совокупность ведомых звёзд — кассетой.

В простейшем случае велосипед имеет только по одной ведущей и ведомой звезде (синглспид). Этот вариант хорошо подходит для езды по равнинным дорогам. Для рельефной местности лучше подходят многоскоростные велосипеды. Современный уровень развития велоиндустрии позволяет производить недорогие и качественные многоскоростные модели. Поэтому многие современные велосипеды оборудованы механизмами переключения скоростей, что делает их пригодными для любых условий.

Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобрёл известный итальянский велосипедист Туллио Кампаньоло в 1950 году. Звёзды (как сзади, так и спереди) смонтированы в блоки, и переключение осуществляется с помощью бокового смещения цепи направлением её на нужную звезду. Чтобы обеспечить равномерное натяжение цепи при разных передаточных отношениях, задний переключатель оборудован специальным устройством натяжения. Велосипед может иметь от 1 до 12 ведомых звёздочек и 1—3 передних, что позволяет обеспечить до 36 передач. Впрочем, передачи зачастую частично пересекаются (например, положения 48/16 и 36/12 эквивалентны); но такое пересечение необходимо для более удобного и плавного переключения. Кроме того, эффективность передач не одинакова: при большом перекосе цепи (например, с первой передней на последнюю заднюю звезды) трение и износ цепи сильно возрастают, потому такими передачами активно пользоваться не рекомендуется.

Переключатели управляются с помощью натяжения тросиков, которое регулируется специальными ручками переключения. У велосипедов до конца 1980-х — начала 90-х натяжение тросиков регулировалось плавно, из-за чего велосипедисту необходимо было самому определять положения, соответствующие переключению на очередную передачу. Позднее получили распространение системы индексного переключения, в которых механизм дискретно управляет перемещением тросика и, соответственно, переключателя. Само переключение осуществляется нажатием кнопок или дискретным перемещением рычагов. В настоящее время появились и приобретают популярность (в основном в профессиональном и полупрофессиональном спорте) электронные системы переключения, такие как Shimano Di2 и аналоги от других фирм. Они могут быть как проводными, так и беспроводными.

Используется и планетарный механизм переключения передач, который целиком находится в задней втулке. По сравнению с внешним переключением, его механический КПД несколько ниже [23] но он менее подвержен воздействию внешней среды и более удобен в обращении (в частности, позволяет переключать передачи, стоя на месте), поэтому активно применяется для городских и туристских велосипедов. В городских велосипедах из планетарных механизмов чаще всего применяются комбинированные трёхступенчатые; реже семи-, восьми- и одиннадцатиступенчатые, обеспечивающие переключение трёх, семи, восьми или одиннадцати передач и тормоз. Долгое время трёхскоростные втулки являлись самыми лёгкими и отлаженными, но в последнее время японская фирма Shimano стала выпускать восьмискоростные модели, которые, по их заявлениям, отлажены лучше, чем трёхскоростные. Втулки с планетарным механизмом переключения передач могут иметь вмонтированный тормоз, например, барабанный. Но существуют и облегчённые бестормозные втулки. Самые дорогие модели (например, втулки фирмы Рохлофф (Rohloff) дают 14 передач, обеспечивая изменение передаточного соотношения более чем на 500 %, но такие втулки имеют большой вес, порядка 2 килограммов.

Необходимо заметить, что отсутствие переключения передач не говорит о дешевизне велосипеда. Так, односкоростные велосипеды иногда применяются для экстремальных дисциплин («Дёрт», «Стрит») и некоторых видов велогонок (в частности, трековых) — как для увеличения КПД, так и для снижения массы.

Помимо цепной передачи, неоднократно предпринимались попытки создать велосипед с вальным приводом, однако достаточно массово она стала применяться лишь в последние годы. Вальный привод имеет большую массу, но практически не требует обслуживания [ источник не указан 2533 дня ] . Также при использовании вала отсутствует и такая традиционная для велосипеда проблема, как слетание цепи. Главный недостаток — поддерживаются только планетарные механизмы переключения. Но в 2018 году, на международной велосипедной выставке Евробайк, был представлен концепт 13-скоростной вальной трансмиссии, имеющий с традиционными звёздами много общего [24] . Переключение между передачами в ней происходит при помощи изменения длинны телескопического вала.

Несмотря на значительные преимущества в использовании, в дорожных велосипедах вальная передача встречается ещё сравнительно редко. В простонародье такую передачу (привод) часто называют карданной, по аналогии с похожим узлом автомобилей, но в велосипедном вальном карданный вал практически не используется.

Также в последнее время появились серийные модели велосипедов с использованием шевронного ремня в качестве привода. Преимущества — в отсутствии смазки и шума, меньшей массы, большей прочности и большего ресурса по сравнению с цепью. Недостатки, как и у вальных систем, поддерживаются только планетарные механизмы переключения. Но, главное, что ремень можно установить только на специализированную раму с размыкаемым (обычно правым верхним) пером, так как сам ремень не разъёмный.

Тормоза

Тормоза бывают ободными (клещи, консольные, v-brake), дисковыми и барабанными. В прошлом существовали также вариации тормоза, действующие непосредственно на шину («Современный велосипед, выбор его и применение» — 1895 г., стр. 152). Также в качестве особой разновидности тормоза можно рассматривать режим рекуперативного торможения у некоторых электровелосипедов.

В ободных тормозах усилие прикладывается к ободу колеса. Они обладают своими преимуществами перед дисковыми тормозами:

Тормозное усилие прикладывается к ободу, тем самым уменьшается нагрузка на спицы и втулку.
При длительном торможении (спуске с горы) ободные тормоза гораздо меньше нагреваются за счёт большей площади обода по сравнению с тормозным диском.
Ободные тормоза очень неприхотливы, настройка очень простая, в отличие от дисковых, которые часто нужно перестраивать после снятия колеса.
Имеют меньший, чем дисковые тормоза, вес, что важно для некоторых велоспортивных дисциплин.
Дёшевы. Цена качественных дисковых тормозов в несколько раз выше ободных. Именно поэтому на подавляющем большинстве бюджетных велосипедов стоят ободные тормоза.

В дисковых тормозах усилие прикладывается к специальному диску, они имеют много преимуществ перед ободными:

Дисковые тормоза имеют заметно большее тормозное усилие и следовательно повышают безопасность велосипедиста, также они более надёжны в использовании.
Они меньше засоряются при езде по грязи, так как расположены ближе к центру колеса. Ободные тормоза расположены с краю колёс и при их загрязнении сильно снижается эффективность торможения. Кроме этого, налипший вокруг клещей ком грязи может вовсе заблокировать колесо. По этой же причине (попадание абразивной грязи и пыли) при частой езде по грунту колодки и тормозные диски дискового тормоза стираются медленнее, чем колодки и обода колёс в случае тормоза v-brake.
Качественные дисковые тормоза позволяют более плавно регулировать тормозные усилия.
Дисковые тормоза можно использовать со слегка искривлённой геометрией колеса, в то время как ободные начнут задевать обод и притормаживать велосипед.
Качественные дисковые тормоза требуют обслуживания гораздо реже, чем ободные. Но обслуживание, зачастую, не может производиться в полевых условиях. Особенно это относится к гидравлическим дисковым тормозам.

Барабанные тормоза, как правило, делятся на два типа. Первый тип, так называемый «ножной» тормоз (coaster brake), чаще всего приводится в действие от вращения педалей в обратную сторону. В барабанных тормозах этого типа тормозной механизм находится внутри втулки ведущего колеса, тормозное усилие прикладывается к внутренней поверхности корпуса втулки.

Второй тип барабанного тормоза — так называемый роллерный тормоз (roller brake) — представляет собой отдельный узел велосипеда, закреплённый на втулке как ведущего, так ведомого колеса. Чаще всего механизм роллерного тормоза приводится в действие рукояткой на руле, соединённой с тормозом тормозным тросом.

Большинство велосипедов оснащаются ручным приводом тормоза, как наиболее безопасным и удобным. Также используются ножной привод тормоза, воздействующего на ведущее колесо.

По виду привода ручные тормоза делятся на механические (приводимые в движение тросиком) и гидравлические. Гидравлические обеспечивают большее тормозное усилие. Чаще используются в даунхиле, фрирайде, триале. В гидравлических тормозах используется минеральное масло или тормозная жидкость (DOT-4, DOT-5); поломку, в отличие от поломок механических тормозов, вне мастерской часто устранить нельзя, однако поломка качественного гидравлического тормоза крайне редка при правильном обслуживании. Чаще всего гидравлический привод используется для дисковых тормозов.

Ножные тормоза приводятся в действие путём вращения педалей в обратную сторону (противоположную рабочей). Такие тормоза имеют определённые преимущества, такие как защищенность от воды, грязи и снега (это обусловлено тем, что они спрятаны в задней втулке колеса), дёшевы, неприхотливы в обслуживании. Но у таких тормозов есть и недостатки: действуют только на заднее (то есть ведущее) колесо, требуют определённого привыкания. Также педальный тормоз несовместим с классическим переключателем скоростей. Это ограничивает применение педального тормоза только велосипедами с одной передачей и велосипедами с планетарным переключателем передач. Иногда педальный тормоз дополняется передним ручным, обычно одного из ободных типов. Главный недостаток ножного тормоза — в случае слетания цепи задействовать тормоз невозможно, в этом случае резко повышается риск попадания в аварию. Впрочем, даже в этом случае при известной сноровке можно аварийно остановиться при помощи ног, заваливания велосипеда набок либо поставив ногу на переднее колесо перед вилкой (если не стоит переднее крыло).

При использовании ручных тормозов следует нажимать оба рычага одновременно и плавно, без рывков. Передний тормоз допускает бо́льшую силу торможения без блокировки колеса из-за высокого расположения центра масс и перераспределения нагрузки на переднее колесо при торможении. Но на переднем колесе, в отличие от заднего, нельзя допускать полную блокировку колеса — это приведёт к падению вперёд через руль, в то время как с заблокированным задним колесом можно удерживать равновесие, спускаясь, например, с крутого холма. Также резкое нажатие на рычаг переднего тормоза крайне опасно при прохождении поворота: срыв на юз переднего колеса (что случается на влажной или пыльной дороге) быстротечен, его практически невозможно выровнять и это грозит падением. Поэтому начинающим велосипедистам нажимать рычаг переднего тормоза раньше заднего опасно. Для экстренного торможения опытные велосипедисты смещают тело назад по ходу движения (свешиваются за седло), насколько это возможно, и уже тогда сильно выжимают рычаг переднего тормоза. Либо применяется блокировка заднего колеса с поворотом велосипеда перпендикулярно направлению движения и завалом на бок.

Также стоит отметить, что при правильном использовании дисковых или клещевых тормозов передние тормозные колодки изнашиваются быстрее задних. Кроме этого, не рекомендуется применять торможение задним тормозом с юзом, так как это может быть небезопасно и приводит к быстрому износу задней покрышки.

Седло

Седло является важной частью велосипеда: большинство проблем с комфортом связаны с неудобным седлом.

Широкие и мягкие сёдла менее удобны для педалирования, потому что мешают работе ягодичных мышц. Узкие жёсткие сёдла позволяют мышцам работать более правильно, что делает их более удобными при регулярной езде, особенно на большие дистанции. Однако с непривычки они могут вызывать неприятные ощущения в области таза.

Помимо правильной формы седла, на комфорт и эффективность езды влияет правильная посадка, которая регулируется высотой подъёма подседельного штыря, а также наклоном и продольным положением седла. Иногда подседельный штырь может включать в себя амортизатор, смягчающий удары при езде по неровной поверхности. Седло должно подбираться индивидуально, так как в идеале его ширина должна соответствовать расстоянию между седалищными буграми таза.

Различают мужские и женские седла. Также существуют сёдла с различными дополнениями, например, воздушными вырезами.

Велосипед

Содержание

История

Социальная роль

Я думаю, что велосипед сделал больше для эмансипации женщин, чем всё остальное вместе взятое. Он даёт женщинам ощущение свободы и независимости. Сердце моё наполняется радостью всякий раз, когда я вижу женщину на велосипеде… это — зрелище свободной, неугнетённой женщины.

В современном обществе езда на велосипеде не просто отражает определённое изменение стиля жизни, она означает своего рода социальный переворот.

Применение

Можно выделить три основные сферы применения велосипеда:

Транспорт — велосипед рассматривается как транспортное средство для перевозки людей и грузов.
Спорт — существуют различные спортивные дисциплины с особыми требованиями к конструкции велосипеда.
Развлечение, досуг — велотуризм, катание в рекреационных зонах. Детские, подростковые, цирковые велосипеды и т. д.

Велосипедные гонки

Велосипеды в настоящее время

Европа

Система совместного использования велосипедов

В Японии и во многих странах Восточной и Южной Азии, от Филиппин до Пакистана, популярны велорикши.

Велосипедные рекорды

268,83 км/ч (с уменьшенным сопротивлением воздуха [18] ) — установлен Фредом Ромпельбергом (Нидерланды) на Бонневильской соляной равнине (штат Юта, США) в 1995 году.
133,28 км/ч (82,819 миль/ч) — установлен Сэмом Уиттингемом на лежачем велосипеде Varna Diablo конструкции Георгия Георгиева 18 сентября 2009 года в Батл-Маунтин, Невада, США [19][20] .

Также в 2010 году Маркус Штольц развил скорость 210 км/ч с горы в Чили.

Устройство велосипеда

Колёса

Рама — часть велосипеда, к которой крепятся другие его компоненты — колёса, шатуны, педали, седло, руль.

Конструкция

Материалы

Вилка

Жёсткие вилки дешевле и легче.

Передача

Тормоза

Тормозное усилие прикладывается к ободу, тем самым уменьшается нагрузка на спицы и втулку.
При длительном торможении (спуске с горы) ободные тормоза гораздо меньше нагреваются за счёт большей площади обода по сравнению с тормозным диском.
Ободные тормоза очень неприхотливы, настройка очень простая, в отличие от дисковых, которые часто нужно перестраивать после снятия колеса.
Имеют меньший, чем дисковые тормоза, вес, что важно для некоторых велоспортивных дисциплин.
Дёшевы. Цена качественных дисковых тормозов в несколько раз выше ободных. Именно поэтому на подавляющем большинстве бюджетных велосипедов стоят ободные тормоза.

В дисковых тормозах усилие прикладывается к специальному диску, они имеют много преимуществ перед ободными:

Дисковые тормоза имеют заметно большее тормозное усилие и следовательно повышают безопасность велосипедиста, также они более надёжны в использовании.
Они меньше засоряются при езде по грязи, так как расположены ближе к центру колеса. Ободные тормоза расположены с краю колёс и при их загрязнении сильно снижается эффективность торможения. Кроме этого, налипший вокруг клещей ком грязи может вовсе заблокировать колесо. По этой же причине (попадание абразивной грязи и пыли) при частой езде по грунту колодки и тормозные диски дискового тормоза стираются медленнее, чем колодки и обода колёс в случае тормоза v-brake.
Качественные дисковые тормоза позволяют более плавно регулировать тормозные усилия.
Дисковые тормоза можно использовать со слегка искривлённой геометрией колеса, в то время как ободные начнут задевать обод и притормаживать велосипед.
Качественные дисковые тормоза требуют обслуживания гораздо реже, чем ободные. Но обслуживание, зачастую, не может производиться в полевых условиях. Особенно это относится к гидравлическим дисковым тормозам.

Седло

Седло является важной частью велосипеда: большинство проблем с комфортом связаны с неудобным седлом.

10 революционных решений, изменивших велосипед навсегда

Велосипед, каким его мы знаем сегодня, таковым был не всегда. Огромные кассеты на 12-13 скоростей, гидравлические тормоза и переключатели скоростей, тончайшие аэродинамические рамы с весом менее 1 кг, скрытые проводки, использование карбона и титана в конструкции — ко всему этому человек, как олицетворение общества, пришёл далеко не сразу. На пути становления современного образа, велосипед пережил несколько поворотных моментов, о которых в этой статье мы и поговорим.

1. Laufmaschine

Да, как это ни странно, здесь наиболее уместным оказывается выражение — голь на выдумку хитра. Как и многое в нашем мире, что позволяет экономить ресурсы, велосипед был изобретен во время кризиса. Год 1817-й отметился малым количеством урожая овса, что накладывало ограничения на содержание в хозяйстве лошадей. Тогда Карл Дрейс задался целью решить проблему и пришел к простой конструкции, которую уже можно назвать велосипедом. По сути, он представлял из себя беговел для взрослых — два колеса, а между ними перекладина, располагающаяся на высоте, позволяющей отталкиваться ногами.
Дорожные покрытия тех лет оставляли желать лучшего, тем не менее изобретатель преодолел расстояние в 15 км между городами Мангейм и Шветцинген всего за час. Овес цел, лошади не нужны — экономия во всей своей красе.

Изобретение стало набирать популярность и заполонило улицы. Учитывая всё то же состояние дорог, многие велосипедисты ездили по тротуарам, что стало причиной возмущения пешеходов. Правительство нашло выход в запрещении использования нового вида транспорта.

2. Педали

Далее последовало почти 40 лет затишья и только в 1860-х годах во Франции и на Юге США появляются первые велосипеды с педалями, расположенными на переднем колесе.
Среди пионеров отмечаются Рене Оливье и Пьер Лаллеман, хотя исследователи велоспорта и по сей день не могут докопаться до истины и найти изобретателя, который первым додумался установить педали.

Так или иначе, а пристыковка к колесу педалей привлекла к себе много внимания, ведь теперь человек и вовсе не касался ногами земли, а, всё равно, ехал. В зависимости от диаметра колес удавалось развивать скорость до 20 км/ч, что поражало умы современников.

3. Спицованное колесо

Колеса на спицах появились намного раньше велосипеда. Однако спицы эти выполнялись из дерева или стали и работали на сжатие. То есть, обод опирался на втулку через спицу.
В контексте развития велосипедной техники мы остановимся на колесе заспицованном проволокой под натяжением. При использовании проволоки обод переставал давить на втулку и начинал поддерживать собой втулку, подвешенную на спицах. Объяснение очень грубое, но доступное для понимания.

Разумеется, изменение конструкции сменой толстых спиц на тонкую проволоку привело к значительному снижению веса колеса, а колеса в те времена были больше. В общем, развитие велосипедной техники стимулировало развитие колесной техники и наоборот. И, да, спорт активно помогал двигать эти самые технологии вперед.

Кстати, спицованным колесам мы посвятили отдельную статью, где тема раскрыта намного шире. Также мы посвятили отдельную статью спицовке колеса, она может стать полезной для желающих своими руками собрать себе колеса.

4. Роликовая цепь

До 1870-х годов наращивание скорости велосипеда происходило за счет увеличения диаметра колеса. В связи с этим мы все хорошо знаем о существовании велосипедов с огромным передним колесом и нелепо-маленьким задним колесом. Наращивание скорости таким нехитрым способом имеет один недостаток — оно ограничено размерами человека. То есть, колесо должно было быть таким, чтобы человек мог его оседлать.

Дальнейшим решением, которое позволило ускорить велосипед, стало использование ведущей и ведомой звезд разных диаметров. Так произошло рождение трансмиссии. В движение вся эта история приводилась примитивными цепями, качество и надежность которых оставляли желать лучшего. Решил проблемы некачественных цепей Ганс Ренольд изобретением роликовой цепи, точно такой же, на которой ездит каждый из нас. Основанная им компания Renold до сих пор выпускает цепи.

5. Безопасный велосипед

Огромное колесо впереди вынуждало владельца велосипеда высоко забираться, отчего движение на таком транспорте становилось довольно опасным занятием. Изобретатель Джон Кемп Старлей сконструировал свой Rover в 1885 году, показав миру первый годный к применению безопасный велосипед. Он уже был похож на современную технику, так как оборудовался двумя колесами на проволочных спицах, между которыми располагался райдер и педали, осуществляющие привод заднего колеса посредствам роликовой цепи.
Вам не показалось, название компании Rover сохранилось до наших дней. Правда, теперь, после многочисленных продаж и поглощений, она преобразовалась в Jaguar Land Rover Limited.

6. Воздушные колеса

Вы не поверите, но их тоже пришлось изобретать. Вопреки всеобщему мнению, Джон Данлоп не является изобретателем воздушных колес, а является человеком, который удачно эту технологию применил. А вот первооткрывателем был Роберт Томсон, по крайней мере именно он зарегистрировал соответствующий патент еще в 1845 году.

Ранее велосипеды ездили на резиновых покрышках, изготовленных из цельной резины, что в известной степени доставляло дискомфорт и негативно сказывалось на безопасности движения. Разместив прослойку воздуха между колесом и дорогой, удалось получить комфорт и увеличение скорости за счет снижения сопротивления качению. Велоспорт тогда уже существовал и стал потихоньку примерять новую технологию. Она оказалась очень удачной, так как даже неподготовленный гонщик на воздушной покрышке часто оставлял позади элитных спортсменов на полнотелой покрышке.

7. Передачи и параллелограмм

Планетарная втулка стала первой, которая позволила расширить диапазон передач на велосипеде и свет увидела еще в 1880-х годах, правда применялась пока только на трехколесных велосипедах. Решение было очень удачным и наиболее широкое применение получило в Великобритании. Однако ограничение в три передачи устраивало не всех.
Французским велосипедистам приходилось сталкиваться с альпийскими подъемами, где диапазон требовался совсем другой, да и передач хотелось видеть больше. Начались эксперименты с установкой нескольких звезд спереди и сзади.

Первые переключатели, похожие на современные, стали появляться в 1936 году, но они отличались высокой стоимостью из-за чего долго на рынке не держались. Первый коммерчески успешный переключатель с параллелограммом появился в 1951-м году и принадлежит Тулио Кампаньоло. Его переключатель также отличался высокой ценой, однако конструктивное решение стало копироваться разными производителями и постепенно вытеснило другие конструкции.

Стоит также отметить, что задний переключатель Campagnolo работал хуже своих предшественников, но свою роль сыграл авторитет Тулио в велосипедном спорте. Проблема заключалась в том, что верхний ролик переключателя располагался очень далеко от звезд, что требовало постоянной подстройки в движении. Позднее, в 1964 году, с этим справилась компания SunTour сделав параллелограмм наклонным. Свое изобретение компания защитила патентом на 20 лет. После истечения срока его действия, в 1984 году технологию стали использовать, как Shimano, так и Campagnolo.

8. Мултон

Революционным, порой, велосипед становится не из-за технологических решений, а из-за того, что он просто соответствует духу времени. Так произошло с велосипедом от компании Moulton Bicycle. Он выполнялся на маленьких колесах и привлек к себе много внимания резиновой подвеской. Многие другие производители подхватили тренд, но упускали самую его суть — резиновую подвеску. Зато оставили маленькие тонкие колеса на покрышках высокого давления. Популярность велосипеда пришлась на 1960-годы в Великобритании, когда в ходу были автомобили Mini и миниюбки, своего рода миниатюризация.

Семья Мултонов завезла технологию вулканизации резины в Англию, а спустя несколько десятилетий один из отпрысков семейства разработал, помимо компактного велосипеда, еще подвеску на резиновых пружинах для упомянутого выше автомобиля Mini.

9. Горный велосипед Breezer

Горный велосипед (МТБ) появился не просто так вдруг. Своим появлением он обязан совместным усилиям Гэри Фишера, Чарли Келли, Джо Бриза и Тома Ричи. Эти четыре человека собрались и применили свои навыки для создания абсолютно нового продукта — Гери Фишер занимался маркетингом, Джо Бриз сварил первые 10 рам, а Том Ричи в последствии произвёл большую часть велосипедов на заре формирования компании Mountain Bikes.
Получившийся велосипед сформировал хороший спрос. Людям нравилось ездить на байке с менее агрессивной посадкой, чем на шоссейнике, также нравилось ездить и с более толстыми покрышками, что обеспечивало комфорт.

Ряд таких нововведений в перспективе привлек к велоспорту огромное количество людей, расширил географию катаний, привёл велосипед в сельскую местность, где дороги не всегда отличаются высоким качеством. В 80-90-е годы МТБ культура переживала взрывное развитие. Разумеется, дело было не только в высоких ходовых характеристиках, многие компании, например, Specialized, серьезно вкладывались в маркетинг, чтобы зарабатывать на этом деле. Горные велосипеды людям “впаривали” даже при продаже автомобилей Subaru на территории США.

Так или иначе, а МТБ велосипед Breezer стал первой снежинкой огромного снежного кома, который катится уже около 40 лет и считается самым важным велосипедом 20-го века. Он переломил ход истории.

10. Утешительный приз

Он достается технологиям прорывным, которые также изменили велосипед в лучшую сторону, но до звания “революционных” не дотягивающих.

Храповой механизм. Он был применен на велосипеде в 1869 году и позволял колесу вращаться отдельно от педалей. Сейчас такое решение применяется повсеместно и встретить велосипед без храпового механизма (трещотка) довольно проблематично.

Лайкра. Велоформа на заре становления велоспорта производилась из натуральных материалов. Они прекрасны всем, да только плохо справляются с отводом влаги от тела. Применение синтетического волокна позволило сделать одежду, которая отлично дышит, быстро отводит влагу, а вместе с ней и излишнее тепло.

Индексное переключение. Ранние модели переключателей передач выполнялись на манетках, которые не имели четкого фиксированного положения. Рычаг перемещался настолько, насколько этого хотел райдер. Качество и скорость переключений изрядно прихрамывали в связи с этим. Решить проблему получилось с индексацией переключений. То есть, теперь манетка перемещалась пошагово, фиксируясь на каждой отдельной передаче. Многочисленные велосипедисты быстро приняли новинку на вооружение, ведь она позволяла сосредоточиться на дороге, а не на попытках попасть в передачу.

Контактные педали. Первые попытки зафиксировать ногу гонщика на педали сразу показали очевидное преимущество. Да только фиксация ноги зачастую происходила так, что её отстегивание было либо невозможным на ходу, либо сильно затруднено. Выход в свет контактных педалей и обуви, в которую утапливался стальной шип, позволили повысить безопасность движения, так как ноги освобождать от педалей стало намного проще, без потери качества фиксации.

LED фонарики. Переоценить вклад LED технологий в велосипедную индустрию сложно. Миниатюризация компонентов и наращивание их мощности позволили использовать яркий свет на велосипедах, что многократно повысило безопасность движения. Можно сказать, мол свет был практически всегда на велосипедах и с спорить с этим контринтуитивно. Однако напомню вам, что энергию он брал либо от динамо-втулки, либо от батареек. В первом случае крадутся ценные ватты на раскрутку маховика генератора. Во втором случае требовалось постоянно докупать всё новые и новые батарейки. Даже, если использовались аккумуляторы, светотехника, всё равно, оставалась неяркой и тяжелой.

Увлеченный велосипедист с 2014-го года. Терпеть не мог, когда велосипед в ходу издавал посторонние звуки, что заставляло его многократно все перебирать, перемазывать и обновлять. Любит вникать в тонкости, посему многочисленные переборки своего велосипеда вылились в дальнейшем в работу веломехаником. Прошёл тернистый путь от Shimano Acera на Comance Tomahawk через SLX до XTR на Specialized S Works, а потом просто пересел на бюджетный шоссейник на оборудовании Campagnolo Xenon 10. За плечами веломарафон (МТБ) Куяльник 2019-года, где на маршруте Light занял 5-е место. В настоящее время остается активным пользователем велосипеда и продолжает углублять свои знания в этой сфере.

Источники:

https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2014/04/02/istoriya-velosipeda
https://wiki2.info/%D0%92%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4
https://wiki2.net/%D0%92%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%B8%D0%BF%D0%B5%D0%B4
https://velojournal.net/10-revolyucionnykh-resheniy-izmenivshikh-velosiped-navsegda