Определение велосипеда

Какой тип велосипеда выбрать

Горный велосипед на рынке появился не так давно, но, благодаря универсальности, сразу завоевал у любителей путешествовать признание. Этот вид велосипеда себя отлично зарекомендовал в езде по дорогам обычным и повышенной сложности — горным. Поэтому традиционных собратьев он легко потеснил.

Но это не означает, что покупать нужно только его: перед покупкой важно определиться, с какой целью приобретается транспортное средство: для езды по городу, для загородных прогулок, по сельским дорогам и пр. Только после этого, решать какой вид выбрать.

Для езды по городским улицам подойдет классический дорожный, например. Помимо этого, выбрать необходимо производителя, определиться с параметрами байка и с набором функций, которые пригодятся конкретно вам.

Определяемся с видом байка

Эти мобильные транспортные средства классифицируют так:

• велосипеды горные;
• гоночные;
• дорожные;
• гибридные;
• трюковые (BMX);
• детские.

Все они «нормальной» проходимости. Популярность же горного связана с его небольшим весом. Байки смешанного класса набирают популярность в последние годы благодаря уменьшенной раме и прочим особенностям. Они способны удовлетворить как потребность в горном байке, так и в гоночном. А теперь, подробно о каждом из видов.

В чем секрет популярности горного байка

Каждый вид велосипеда выпускают под реализацию конкретных целей и удовлетворения определенных требований. Они, понятно, отличаются: размером колес, сплавом рамы, типом сборки и вилки, развиваемой скоростью на дорогах с разным покрытием и пр. Такой вид велосипеда, как горный, предназначен для перемещения по бездорожью. Его другое название – МТБ (mountain bike). Конструкция рамы у него отличается от тех, которые характерны для других видов байков.

В чем же секрет того, что этот вид велосипедов так быстро нашел массу поклонников, и число их продолжает увеличиваться? Начнем с истории.

Появился этот вид впервые в Калифорнии, где много гор. Для преодоления крутых склонов, разработчики и придумали горный байк, который и в управлении по городу оказался удобным – гибкий и простой. Жители провинций относятся к этому виду велосипедов с неменьшей любовью, потому что на нем они легко преодолевают рытвины и ямы «запущенных» дорог.

Еще одним преимуществам этого вида велосипедов считают отсутствие надобности в спецобуви и специальной одежде.

Отличие горного байка от других видов велосипедов:

• передняя амортизационная вилка;
• возможность установки заднего или переднего амортизатора (в зависимости от дисциплин);
• большой диаметр колес (26 дюймов);
• надежная трапециевидная рама;
• широкие колеса и покрышки с протекторами;
• вынесенный вперед относительно рулевой колонки руль.

Масса байков варьирует в пределах: от 11 килограммов для спортсменов, до 13-16 в бюджетном варианте и до 20 — для занятий экстремальными дисциплинами (даунхилл).

Горные байки делятся на категории: двухподвесные, хардейлы и региды.

Первые отличаются наличием двух амортизаторов – заднего и переднего. Они предназначаются для даунхилла и фрирайда.

Вторые оборудованы завышенной верхней трубой рамы и передней викой амортизационной с ходом 80-120 миллиметров. Применяются для путешествий и гонок по пересеченной местности.

Последние не имеют амортизатора заднего, но на них установлена жесткая передняя вилка.

Гоночные байки (шоссейные)

В отличие от описанных, у них меньше вес, который, при тех же затратах сил, помогает развивать скорости от 7 до 10 километров в час. Шины у них узкие, размер их 27». У них больше, чем у горного звездочек: 2-3 ведущих и 9-11 во втулке задней. За счет этого переключение скоростей по нисходящей более плавное.

Шоссейный вид велосипеда

Эти транспортные средства имеют один весомый минус – съезжать с дороги на них нельзя, т.е. использование вне дорог невозможно. Скорость будет снижаться и на шоссе, если там много колдобин и ям, потому что прыгать как «горник» «шоссейник» не может.

Велосипедист практически лежит при езде, т.е. его посадка приближается к горизонтальной. Руль изогнут книзу для большего комфорта. Из-за низкой посадки уровень обзора у «шоссейника» низкий.

К плюсам, помимо скорости, отнести можно малый вес, что облегчает транспортировку, в том числе в лифтах.

Купить этот вид рекомендуется, если есть «достойные» шоссейные дороги.

Если же предполагается езда на озеро или дачу, где отсутствуют асфальтированные дороги – правильным выбором будет горный вид велосипеда: тяжелый, но прыгающий по кочкам.

Обзор дорожных (городских) байков

Этот вид, как понятно из названия, предназначен для поездок по городу.

Он полностью «заточен» под реализацию этой функции:

• отличается скошенной рамой, что позволяет останавливаться легко на светофорах;
• вертикальную посадку, дающую широкий обзор;
• ножной тормоз, в отличие от горного варианта, который освобождает руки.

У городского байка удобное седло, которое велосипедисты называют диванным: широкое, с пружинами снизу, что ехать позволяет с комфортом. Скорость в сравнении с рассмотренными вариантами, снижена, а вес достаточно высок. Но, для городских улиц это, возможно, плюс, а не минус.

Механизмы у него защищены от грязи, поэтому и в непогоду можно проехаться до магазина или офиса. Он отличается высокой износоустойчивостью, надежностью (текущий ремонт потребуется нечасто).

Этот вид велосипеда подойдет тем, кто любит неторопливо и с комфортом прокатиться по городским улицам, прикладывая минимум усилий.

Байки смешанного вида (гибриды)

Такой вид велосипеда представляет собой нечто среднее, между горным и шоссейным. В сравнении с горным, он оснащен более легкой рамой, благодаря чему снижен общий вес. У него легкие, но крепкие колеса, позволяющие преодолевать легкое бездорожье. Благодаря сочетанию характеристик, этот вид велосипедов получил широкое распространение в последнее время. Конструкция его напоминает больше горный вариант.

Гибрид горного и «шосейника», со смещением в сторону последнего

Транспортное средство смешанного типа туринг – это конструкция, приближенная к «шосейнику». Руль у этого вида изогнутой формы, вытянутая рама, низкая посадка – все это обеспечивает большую скорость. Конструкция этого вида байка жестче, чем у собрата шоссейника. Он покрепче, и позволяет устанавливать дополнительные комплектующие. Теперь ясно, что среди видов велосипедов выбрать из чего, помимо горных и шоссейных моделей, есть.

Байки трюковые (BMX)

Об этом виде велосипедов стоит говорить отдельно. Они не принадлежат ни одному из вышеперечисленных типов. Задача, которую они решают – выполнение трюков. На это направлена их конструкция: крепкие небольшие колеса, крутящийся во всех направлениях руль. Ехать на такой конструкции можно, стоя на заднем или переднем колесе.

Чем трюковый байк отличается от прочих видов:

• у него отсутствует подвеска;
• имеется единственная передача;
• крепкая рама закреплена низко с баттингом в местах где нагрузка наибольшая;
• на руле (посередине) установлена перекладина (кроссбар), что увеличивает прочность;
• выполнять трюки, помогают стальные пеги на оси втулки;
• колеса в диаметре 20 дюймов.

Другие виды байков

Еще выпускают байки для гонок, у которых нет ни переключателя скоростей, ни тормозов. В самом легком транспортном средстве этого класса педали и цепь сцеплены жестко.

Нравятся людям складные велосипеды, которые места занимают минимум, поэтому хранить их можно в офисе, а дома – в кладовке, на балконе и т.д. Рама складывается пополам, значит и места для этого вида потребуется меньше вдвое: он не станет загромождать пространство, разместившись в свободном углу. Складной велосипед транспортируют в лифте. Разрешена перевозка в городском общественном транспорте, в метро, в том числе. Чтобы не испачкаться самому и не навредить пассажирам, такое средство передвижения помещают в специальный чехол.

Из взрослых видов велосипедов осталось рассмотреть тендемы – для двух и трех пассажиров. У нас в стране их редко применяют. А вот детский велосипед для двойняшек или двух маленьких детишек – это находка для родителей, которым не придется бежать одновременно за двумя малышами.

Виды детских велосипедов

Горный велосипед для детей

Для детей, как и для взрослых, выпускают горные велосипеды и bmx, только меньших размеров. Для детей не рекомендуют покупать транспорт на вырост, чтобы ему не приходилось перегружаться, управляя огромной машиной. Поэтому родители должны готовиться к дополнительным тратам.

Детский bmx

Для деток, которые отпраздновали свой шестилетний юбилей, правильным решением станет приобретение велосипеда BMX, а вот когда они вырастут, и им исполнится 11, они пересядут на горный. Но, прежде придется научить ребенка переключать самостоятельно передачи. Временно, если родители не хотят лишних проблем, или ребенок не справляется с переключением, установить можно в среднее положение регулировочные винты. Это поможет кататься, не развивай высокой скорости и, не переключая передачи.

4-х колесный байк для детей

Это первое транспортное средство, которое осваивает человек. Для самых маленьких продаются велосипеды 3-х колесные, у которых колеса выполнены из резины, чтобы шума было поменьше.

Для ребят от 3 лет выпускают велосипед со стабилизирующими колесами, чтобы они учились держать равновесие и не ходили после с разбитыми носами. Когда ребенок подрастет, колеса легко снять, а заодно поднять сиденье и руль, чтобы ребенок получил полноценное средство передвижения.

Видов велосипедов масса. Здесь перечислены самые распространенные. Выбрать из чего есть, главное – выбор сделать правильный.

Подробно об устройстве велосипеда

Нет таких людей, которые не любили бы кататься на велосипеде. Но есть и такие, для которых путешествие на этом виде транспорта, является частью жизни. Сегодня велосипед – больше хобби, хотя еще не так давно ими были переполнены городские улицы. Те, кто заинтересовался этим мобильным устройством, должны знать: какие модели выпускают, для чего предназначена каждая из них, и из каких частей он состоит, т.е. устройство велосипеда.

Знание устройства велосипеда поможет самостоятельно справиться с несложной поломкой, даже модернизировать «железного коня», да и просто нужно для общего развития.

Устройство велосипеда, или из каких деталей он состоит

Деталей механизмов много:

• рама, состоит которая из головной, верхней и средней трубок;
• подседельная трубка и штырь подседельный;
• седло;
• руль;
• вынос руля;
• рулевая колонка и грипсы;
• тормозная рукоятка;
• переднее колесо и тормоз;
• вилка передняя, втулка и фиксатор тормоза;
• задние колесо и тормоз;
• комплект звездочек втулки задней и гайка крепления колеса;
• задние переключатель и перо вилки;
• торса переключателя передач;
• обод;
• шины и спицы;
• переключатель передний:
• звездочка ведущая;
• вентиль;
• шатуны;
• каретка;
• цепь и педали.

Подробно об устройстве велосипедной рамы

Говоря об устройстве велосипеда, правильно начать с рамы — главного элемента и основы транспортного средства. По конструкции она бывает закрытого типа или открытого. Закрытый — классика: в нем прямая верхняя труба. В открытом варианте она изогнута и расположена внизу. Раму такую придумали специально для женщин. Разные производители видоизменяют рамы, подгоняя их под конкретную модель.

О трубе подседельной

В далекие времена труба играла в устройстве мобильного средства передвижения основную роль: от ее размера отталкивались, выбирая транспортное средство. Позже критерием выбора стала верхняя рама, без которой транспортное устройство не может существовать.

Не относится к главному элементу и подседельный штырь – еще один элемент, устройства байка, предназначенный для настройки под рост конкретного человека велосипедного седла.

Седло – важный элемент в устройстве велосипеда

Седло подразумевает частичную нагрузку, т.е. человек не садится на него полностью, как на сидение. Во время езды масса велосипедиста равномерно распределяется на седло, педали и руль. У всех моделей эта деталь практически одинакова (разве что, в женских вариантах оно может быть шире). Чтобы не испытывать дискомфорт во время поездок, не рекомендуются большие перерывы. Если же такое случилось, по разным причинам, велопрогулки начать нужно с минимального времени, которое постепенно увеличивают до привычного. Чтобы не чувствовать боли после катания, седло «покрывают» специальными накладками, выпускать которые начали в последние годы.

Руль, как часть устройства велосипеда

Устройство руля следующее: элемент, соединяющий рулевой штырь с трубкой руля, называется выносом руля. Различают нерегулируемый вынос и регулируемый. От этого элемента зависит многое, поэтому низкого качества он не может быть. Помимо технических моментов, на которых отражается неправильно выбранный вынос руля, это негативно воспринимается райдером, который быстро устает во время поездок на велосипеде.

Устройство колонки рулевой

Она вращает в головной раме велосипедную вилку, а устройство ее такое: две чаши — нижняя и верхняя, пара подшипников и упорные кольца. По конструкции различают резьбовые и безрезьбовые рулевые колонки. Несмотря на то, что первый тип давно устарел, его продолжают использовать отдельные производители. Модели такие стоят недорого и не являются надежными. Резьба нарезана на вставляемой вилке и чашке верхней. Для крепления вилки сверху на нее накручивают прижимную чашку. Всю эту конструкцию фиксируют контргайками. Без разводного ключа разобрать ее не получится.

Современные безрезьбовые колонки установлены на многих моделях байков. Их устройство позволяет легко вставить вилку в трубу рулевой рамы и зафиксировать. Разобрать и собрать узел — важный элемент устройства велосипеда, можно, используя стандартный набор велосипедных ключей.

Что представляют собой грипсы

Это насадки на руль велосипеда, важные для комфортной езды райдера а, кроме этого, повышающиеся безопасность. Изготавливают их из пластика, кожи, пены, геля.

Зачем нужна рукоятка тормозного привода и ее устройство

Ей в устройстве байков отводится важнейшая роль — торможение. С тормозным рычагом она соединяется специальным стальным тросиком, который прижимается к корпусу велосипеда фиксатором.

Что полезно знать о колесах

Диаметр колес в современных велосипедах одинаков, для детских конструкций они имеют разные размеры, чтобы можно было легко управлять велосипедом детям разного возраста. Минимальный размер колес велосипедов детских – 14 дюймов. С 24 дюймов начинаются модели подростковые. Для велосипедов горных размер составляет 26 дюймов. Эти велосипеды отличаются жесткостью, необходимой при езде по неровным поверхностям. Самыми большими считаются 28-дюймовое, которыми оборудуют гибридные и шоссейные велосипеды, развивающие большие скорости. В последнее время выпускают 29-дюймовые колеса, спрос на которые возрастает.

Ведущим является заднее колесо, а рулевым — переднее.

К ним предъявляются определенные требования.

Колеса должны быть:

• легкими, прочными;
• сбалансированными;
• выдерживать удары и неровности покрытия.

Устройство втулки велосипедной

В устройстве велосипеда ей отведена центральная часть колеса. Втулка вращается вокруг неподвижной оси подшипников, которые бывают закрытыми и разборными. Для крепления спиц к ободу, на втулках делают фланцы. Если втулка для переднего колеса, у нее предусмотрены крепления для тормозного барабана и тормоза дискового. Задние планетарные втулки обычно ассиметричные. В середине у них установлена система переключения передач.

Материал, из которого изготавливаются оси втулок: сталь, алюминий и титан.

Различают их по следующим признакам:

• прочности;
• устойчивости к внешним воздействиям;
• типу подшипников;
• наличию специальных устройств.

Втулка соединяется с ободом с помощью спиц, основное назначение которых – обеспечение жесткости, прочности и амортизации. У спиц имеется резьба с одной стороны, другой конец заканчивается загнутым кольцом. К ободу крепятся они при помощи ниппеля.

Чтобы эта деталь устройства велосипеда не поддавались коррозии и отличались продолжительным сроком службы, ее изготавливают из стали нержавеющей. Более высокое качество у спиц из титана. Хуже себя зарекомендовали оцинкованные, хромированные и спицы из углепластика. Они хрупкие, следовательно, опасные.

Прочность спиц зависит от нанесенной резьбы, которая бывает накатанной и нарезной. Для первой характерно то, что диаметр вершины резьбы больше, чем у стержня. В этом случае тело спицы прочнее. Велосипеды с такими спицами стоят дорого, поскольку накатка – дорогостоящий процесс.

Назначение обода

Прочность колеса велосипеда зависит от обода, поэтому он должен соответствовать характеристикам, перечисленным ниже:

• быть легким;
• прочным;
• эстетичным;
• обеспечивать крепление достаточного количества спиц.

Если на этом транспортном средстве установлены тормоза ободные, то для них присутствует ободная дорожка. Если такой нет, то тормоза стоят дисковые. На обод приходятся мощные удары, поэтому при низком качестве обода, тормозные дорожки протираются, появляются трещины и «восьмерки». Чтобы этого избежать, обращайте внимание на качество и конструкцию этой составляющей устройства велосипеда при покупке. Среди всех видов, надежными, райдеры считают обода, изготовленные из алюминия. Хотя выпускаются и пластиковые, стальные, карбоновые.

Что важно знать о шинах

Покрышки накачивают воздухом. И сделать это можно по-разному, т.е. есть возможность регулировки жесткость шин. Различаются покрышки рисунком и размером, зависящим от диаметра колеса. Рисунок же выбирают, исходя из типа покрытия дорог, по которым предполагается ездить. Для твердого покрытия подойдут узкие покрышки без рисунка. Шины большей ширины, называемые «грязевыми» подойдут для мягкой почвы. Покрышки с выраженным рисунком предпочтительны для катания по неровным поверхностям.

Еще один тип покрышек представляет нечто среднее. В них грунтозацепы расположены по краям, поэтому не мешают передвигаться по асфальту и по почвам мягким.

Трансмиссия

Задача трансмиссии — передавать колесу усилие ног. При выборе транспортного средства внимание обращайте на качество шатунов, каретки и звездочек.

Как выбрать качественную цепь

О качестве цепи судить можно по внешнему виду, поэтому при покупке на него нужно обращать внимание. О низком качестве свидетельствует желтый отлив и черные боковые пластины. К цепям среднего качества относятся никелированные цепи. К высоконадежным относят цепи серого цвета матовые. Это устройство требует периодической смазки, подтяжки, замены, промывки

Педали

Выбирают их индивидуально, согласно предпочтениям. Если этот элемент, установленный на байке, не нравится, заменить его не составит проблем.

Физика велосипеда

Двухколесный велосипед при движении не падает, потому что тот, кто на нём едет постоянно поддерживает равновесие. Площадь опоры велосипеда небольшая – это прямая, которая проведена через точки касания колёс велосипеда с землёй. Поэтому велосипед находится в состоянии динамического равновесия.

Достигается это при помощи подруливания: при наклоне велосипеда, человек поворачивает руль в ту же сторону. После этого велосипед поворачивает, при этом центробежная сила возвращает велосипед в начальное вертикальное положение. Процесс подруливания, чтобы удержать равновесие происходит непрерывно, поэтому движение велосипеда не прямолинейное. Если руль зафиксировать, то велосипед упадёт.

Существует зависимость скорости и центробежной силы. Чем выше скорость, тем большее значение у центробежной силы и соответственно меньше необходимо отклонять руль для поддержания равновесия.

Чтобы повернуть, необходимо наклонить велосипед в сторону так, чтобы сумма центробежной силы и силы тяжести проходила через линию опоры колёс. Если это не так, то центробежная сила опрокинет велосипед в другую сторону. Для облегчения поддержания равновесия конструкция рулевого управления велосипеда имеет свои особенности. Ось рулевой колонки наклонена назад, а не расположена вертикально. Она проходит ниже оси вращения колеса и впереди точки, где колесо велосипеда касается земли. Благодаря такому виду конструкции достигаются цели:

Устойчивость велосипеда при торможении

Во время торможения при езде на велосипеде, главное сохранять равновесие. Торможение не менее важный момент, чем сама езда, а скорей всего самый важный, потому что от этого зависит здоровье велосипедиста. Если знать теорию поведения велосипеда в момент торможения можно намного уменьшить количество синяков и шишек (к сожалению без этого всё равно не обойтись).

С определением всё понятно. В энциклопедиях написано, что “тормозить – это замедлять движение с помощью тормоза”. Но ведь вся штука заключается в том, что обычно всех не очень интересует чем замедлять (хотя и об этом надо бы упомянуть), Обычно всех интересует, как замедлять движение (давишь на рычаг и всё), а не чем его замедлять в определённой конкретной ситуации на дороге.

Можно попытаться расписать много теоретических советов на все возможные ситуации на дороге, но всегда есть исключения из правил и рано или поздно велосипедист оказывается в той ситуации, когда рекомендаций не хватает. Самое главное, чтобы торможение при езде на велосипеде было доведено до автоматизма, ведь в экстренных случаях размышлять как сделать правильно и вспоминать теорию просто нет времени.

Принять правильное решение помогает интуиция, но также надо знать некоторые теоретические правила поведения велосипеда в момент торможения.

Накат велосипеда

Накат велосипеда зависит от различных факторов: характеристик рамы, амортизаторов, диаметра колеса, покрышек, давления в камерах, общего веса велосипеда и многих других. Накат нельзя измерить цифрами. Опытные велосипедисты могут его прочувствовать и оценить. Для любителей разница особенно видна, если они меняют например недорогой велосипед на более дорогой и высококачественный.

Рама. Есть выражение “накатистая рама”. Но, ощутить разницу между “ненакатистой” и “накатистой” рамой очень сложно, потому что явно заметные особенности характерны только очень дорогим моделям. Рамы, изготовленные из дорогих материалов, имеют свойство поглощать толчки и вибрации. Более удлиненные конструкции рам помогают велосипедисту занять на велосипеде более аэродинамичную посадку, что позитивно влияет на накат. Но, на обычном велосипеде накат от рамы зависит не так значительно, как от других компонентов.

Размер колёс. Один из главных определяющих факторов, влияющих на накат велосипеда. Колёса больших размеров на 28 или 29 дюймов проходят расстояние быстрее, чем 26 дюймовые, поэтому велосипед с ними более накатистый. Популярные сейчас найнеры, с 29 дюймовыми колёсами обладают этим качеством.

Протектор покрышки. Лучше всего катится гладкая узкая резина без протектора. Хуже всего широкая агрессивная покрышка с высоким рисунком протектора.

Физические силы, действующие при езде на велосипеде

Так как классический велосипед имеет два колеса, то велосипедисту для того, чтобы он ехал, постоянно необходимо поддерживать равновесие и преодолевать различные силы, которые возникают в процессе движения. То, что конструкция велосипеда несложная, это не значит, что всё так просто. Физические силы, действующие при езде на велосипеде основаны на фундаментальных законах науки. Рассмотрим основные силы, которые действуют при езде на велосипеде.

1. Сила тяжести (гравитация). Гравитация – одно из четырёх фундаментальных явлений в природе. Объясняется законом Ньютона. Сила, с которой она действует, прямо пропорциональна массе тела велосипедиста. Чем больше вес велосипедиста, тем сильней сила гравитации. Она действует на велосипедиста и компоненты велосипеда перпендикулярно к поверхности земли. Сила её действия возрастает при подъёме на велосипеде в гору и соответственно уменьшается при спуске.

2. Сила сопротивления воздуха. Аэродинамические силы, действующие на велосипедиста в основном складываются из сопротивления воздуха и встречного или бокового ветра. При средней скорости и движении по ровной поверхности аэродинамическое сопротивление является наибольшей силой, которая препятствует движению вперёд. При дальнейшем увеличении скорости, аэродинамическое сопротивление становится подавляющим, и своей величиной намного превосходит все остальные силы, которые препятствуют движению вперёд.

Аэродинамические тесты в велоспорте

Когда усовершенствование технических характеристик велосипеда достигло определённого предела и разницы в показателях отдельных компонентов различных производителей практически не стало, обратили внимание на сопротивление воздуха, которое велосипедист преодолевает при езде. Этот показатель имел внушительное цифровое значение, поэтому здесь было над чем поработать.

Как в самолётостроении и автомобильной промышленности для тестов, как встречный поток воздуха действует на велосипедиста используют аэродинамическую трубу. Это дорогостоящее устройство помогает определить взаимодействие объекта (велосипедиста) с потоком вохдуха, а также определить действующую силу в численном значении. Во время тестов определяется оптимальная посадка велосипедиста, а также коэффициент сопротивления встречному потоку воздуха отдельных частей велосипеда и экипировки спортсмена.

Конструкция аэродинамической трубы представляет собой комнату, с одной стороны которой установлены вентиляторы большой производительности, они и создают поток воздуха, имитирующий встречный ветер, скорость которого регулируется изменением мощьности электродвигателей, вращающих лопасти вентилятора

Долговечность рамы велосипеда

В процессе эксплуатации велосипеда на раму действуют нагрузки, которые многократно повторяются. Эти циклические нагрузки возникают от неровностей дорожного полотна: ямы, кочки, выбоины в асфальте и др. Когда в различных конструкциях начали использовать алюминиевые сплавы (особенно в авиации и космонавтике), то проведённые исследования показали, что однократная нагрузка не вызывает деформаций и разрушения материала, но определённое количество циклов нагрузок в материале конструкций вызывало деформацию, трещины и последующее за этим разрушение. Это явление характеризуется термином “усталостное разрушение“. Количество циклов нагружения, которое приводит к разрушению назвали “усталостной долговечностью“.

Те же исследования показывали, что наличие трещин, вмятин, отверстий, сварных швов в наиболее нагруженных местах конструкции снижает долговечность самой конструкции на порядок. Такая тенденция называется “локальная концентрация напряжения“. Даже небольшое отверстие в конструкции способствует увеличению напряжения рядом с собой как минимум в 2 раза, а царапина достаточной глубины в 5-6 раз. Трещина повышает локальное напряжение до предела текучести и поэтому планомерно увеличивается с возрастающей скоростью.

Определение геометрии велосипеда

Этим рекомендациям необходимо неуклонно следовать, особенно если вы катаетесь в спортивном стиле. Для велотуризма, фитнеса и катания в свое удовольствие кое-чем можно пренебречь. Например, расстояние от промежности до верхней трубы рамы может быть существенно меньше рекомендуемого. Необходимое и достаточное требование — возможность спокойно стоять на ровной поверхности без неприятных ощущений и, тем более, давления верхней трубы рамы на промежность. Современные горные велосипеды важнее подбирать по расстоянию от седла до руля и наклону корпуса — регулировка седла по высоте у них достаточно велика, а руль по высоте может не регулироваться совсем.

Высота седла

Высота седла — весьма важный параметр. От него во многом зависят эффективность работы мышц, максимальное усилие при вращении педалей и ваша силовая выносливость. Оптимальная высота седла определяется тем, что при полностью опущенном вертикально вниз шатуне нога почти выпрямлена, а угол подколенной впадины составляет 165-170°. При этом педаль горизонтальна, ось педали проходит под осью сустава большого пальца. Тазовая область расположена на седле прямо, при вращении шатуна не перекашивается вправо и влево. Когда шатун поднят в верхнюю точку, бедро должно быть слегка наклонено вниз или располагаться горизонтально. Вполне нормально, если выпрямленные ноги достают до земли носками. Если велосипедист, сидя в седле, может поставить ступни на землю, то это — ошибка в установке седла или выборе размера рамы. Низко опускают седло только представители экстремальных видов велоспорта. Сидя на корточках, невозможно долго и эффективно крутить педали.

Если седло поднято слишком высоко, то существует опасность перегрузки мышц спины, поскольку при педалировании велосипедист будет перекашиваться на одну сторону или переваливаться с боку на бок. Последствия таких поездок могут быть не только в виде выраженных мышечных болей в спине, но и травм и потертостей в области промежности.

Длина шатуна

Длина шатуна определяет амплитуду движений, влияет на положение седла, высоту подъема бедра и угол сгибания колена в верхней точке. С другой стороны, она определяет частоту вращения педалей, максимальный вращающий момент (тягу на «низах»), скорость и приемистость байка.

К сожалению, «двуногая ходьба» и бег эволюционно закрепились уже много сотен тысяч лет назад, а велосипед с педальным приводом появился только в 1821 году. Поэтому биомеханика взрослой человеческой особи оптимизирована для ходьбы, а не для вращения педалей. Результаты исследований показали, что оптимальная длина шага при ходьбе со скоростью 4,5 км/ч составляет 0,7 м, частота — 105 шагов в минуту, а долговременно развиваемая мощность — 150 Вт (Белецкий Ю. В. Двуногая ходьба. М., Наука, 1984). Любопытно, что оптимальный шаг при ходьбе приблизительно равен шагу педалирования — четырехкратной длине шатуна. Если взять два наиболее распространенных размера шатунов (170 мм и 175 мм), то для них шаг педалирования составит, соответственно, 0,68 м и 0,7 м. Данное совпадение не случайно. Природа, с одной стороны, и велоконструкторы, с другой, пришли к одному результату. Кстати, при мощности 150 Вт и частоте вращения 105 об/мин по горизонтальному гладкому шоссе велосипед можно разогнать до скорости 24 км/ч. Отсюда следует еще один вывод. Затратив одинаковую энергию, за то же время велосипедист проедет 24 км вместо 4,5 км, пройденных пешеходом. Таким образом, езда на велосипеде эффективнее пешего хода в 24: 4,5 = 5,3 раза. Но это теоретически. Практически эффективность выше «всего лишь» в 2-4 раза из-за разных не учтенных нами потерь.

Более длинные шатуны (175, 177,5 и 180 мм) также заставляют несколько опустить и сдвинуть вперед седло. Ими легче задеть о грунт при преодолении препятствий и на вираже, они несколько ограничивают допустимый наклон байка, а частота педалирования за счет возможности использования более высоких передач слегка уменьшается. С более короткими шатунами (165-172,5 мм) все, соответственно, наоборот.

Итак, как выбирать шатуны? Есть два рецепта.

Первый рецепт. Очень приблизительная оценка длины шатунов для классического шоссейного велосипеда.

Для горного, кросс-кантрийного велосипеда длину шатунов можно выбрать на 2,5-5 мм больше.

Второй рецепт. Простой принцип: чем короче нога, тем короче должен быть шатун. Считается, что длина шатуна должна составлять 18,5% расстояния от вершины берцовой кости до земли.

Ни один из этих рецептов не учитывает реальных размеров ног, соотношения между длиной бедра и голени или различий в скорости обмена веществ, количества быстрых и медленных волокон в мышцах, склонности к спринтерской или стайерской физической нагрузке. Единственный надежный, хотя и дорогостоящий способ — пробовать шатуны разной длины, дабы выбрать самый подходящий. Но скрупулезно точный подбор шатунов весьма важен для спортсменов и велопутешественников, проводящих по 8

12 часов в седле много дней в году. Любители покататься в свое удовольствие могут счастливо и долгие годы крутить те шатуны, которые есть в наличии, если только купленный велосипед подходит им по размеру.

Продольное положение седла

Первоначальная (нейтральная) позиция.

При горизонтальном шатуне и прямой посадке можно провести прямую линию (отвес) через ось коленного сустава, ось сустава большого пальца и ось педали. При этом отклонение плюс-минус 30 мм считается вполне допустимым. Если ноги более длинные, то колено может выдвигаться и дальше. Главное, чтобы колено не доставало до руля, особенно при педалировании способом «танцовщица» (стоя на педалях). Иначе надо сдвигать седло назад или подбирать другой размер рамы.

Высота установки руля, длина выноса, длина верхней трубы рамы

• Для гонок (кросс-кантри, шоссе): седло выше руля на 50-100 мм и более, угол наклона корпуса, отсчитываемый от горизонтали, 0-30°.
• Агрессивный и спортивный велотуризм: седло выше руля на 20-60 мм, наклон корпуса 15-45°.
• Велотуризм: седло на уровне руля или чуть ниже, наклон корпуса 30-60°.
• Фитнес, легкие прогулки: седло ниже руля, наклон корпуса 45-60“/ 60-90°.
• Пожилые люди, дети: седло ниже руля, наклон корпуса 60-90°.

Для пожилых людей и детей рекомендуется устанавливать седло ниже руля с наклоном корпуса от 60° до 90°. Этих же параметров следует придерживаться при заболеваниях позвоночника, т.е. корпус байкера должен располагаться почти вертикально.

В «старые добрые времена» шоссейные и дорожные велосипеды, АТБ (гибриды), туринги и сити-байки выпускались с практически горизонтальной верхней трубой. Вынос руля мог подниматься и опускаться на 50-200 мм, подседельные штыри были сравнительно короткими (150

250 мм), а геометрия рам не сильно отличалась у разных типов. Тогда, подобрав велосипед по росту (А), можно было легко скорректировать посадку установкой седла по вертикали и поднятием выноса.

Нынче подавляющее большинство современных велосипедов (МТВ, АТБ и т. д.) среднего и высокого уровня имеют безрезьбовую рулевую колонку типа aheadset, которая практически не позволяет регулировать руль по высоте. Зато подседельный штырь удлинился до 300-450 мм, а верхняя труба часто делается наклонной. Кроме того, у байков для гонок руль опущен ниже седла, и стоит длинный вынос с нулевым или отрицательным углом наклона. Все это, вместе с длинной верхней трубой рамы делает посадку напряженной, растянутой, с большой нагрузкой на руки, поясничную область позвоночника и шею.

Поэтому очень важно подобрать себе велосипед по размеру С — длине горизонтальной трубы рамы и длине выноса, что в сумме дает расстояние от центра седла до руля, а правильного положения ног добиться установкой седла по высоте и горизонтали. Попытка купить велосипед с большим размером рамы (А), пытаясь тем самым приподнять руль, не поможет: верхняя труба и вынос будут еще длиннее, и посадка может стать еще более вытянутой и неудобной.

Какой из всего этого может быть выход?

На самом деле есть три пути при покупке велосипеда.

Путь первый: купить дорогой, спортивный, престижный снаряд и попытаться привыкнуть к райдерской посадке.

Путь второй: это путь подгонки байка, апгрейда и дополнительных финансовых затрат. Посмотрим, что он может дать. Проставочными кольцами можно попробовать поднять вынос вместе с рулем на 10-20 мм, но не более. Верхняя труба вилки уже обрезана под размер рулевого стакана рамы. Есть еще вариант — удлинить трубу, приварив сверху подходящий кусок, что непросто. Поставить вынос с большим углом подъема или регулируемый (могут меняться длина и угол). Стоит учесть, что более короткий вынос сделает управление более строгим и чувствительным. На прямой руль полезно установить «рога». Вместо прямого руля можно поставить руль с подъемом (Riser) и выиграть еще 30-60 мм. Такие рули весьма удобны — их можно поворачивать вокруг оси, меняя подъем грипс над выносом и положение кистей; кроме подъема, они имеют большие, чем у прямых рулей, углы изгиба в 9-15 градусов. Рули с подъемом длиннее, чем прямые, но их легко укоротить. Седло можно сдвинуть максимально близко к рулю, тем самым несколько сжав посадку, слегка выпрямив спину и разгрузив руки.

Путь третий: сразу ориентироваться на байк для более комфортного катания, пусть и не самого высокого уровня.

Источники:

https://motocarrello.ru/znakomstvo/1311-tip-velosipeda.html
https://motocarrello.ru/znakomstvo/1310-ustrojstvo-velosipeda.html
https://velomasterclass.ru/fizika-velosipeda/
https://asv0825.ru/velosiped/34.html