Первые велосипеды

История велосипеда

Все достоверные источники, рассказывающие об изобретении велосипеда, относят его прототипы к концу 18 века. В Европе принято считать изобретателем Леонардо Да Винчи, в некоторых случаях изобретение, выполненное в чертежах, приписывается одному из его учеников. В России же довольно известна легенда об уральском крепостном Артамонове, который изобрел первый велосипед и получил за это вольную. Оба факта недостоверны. Даже хранящийся в музее “Артамонова” специалисты относят к концу 19 века, а сама легенда изобилует неточностями разного рода.

Первые модели

Первую “машину для бега” запатентовал в 1818 году немецкий ученый Карл фон Дрез из Карлсруэ. Этот прародитель байка в целом был похож на современный с рамой, но без колес. Изобретение Дреза было названо “дрезиной”, а слово “велосипед” появилось в языке благодаря французскому изобретателю Жозефу Нисефору Ньепсу. Это название он придумал для обозначения усовершенствованного самоката Дреза, снабжённого седлом с изменяемой высотой.

• К середине 19 века байк обрел не только седло, которое постепенно совершенствовалось, но и педали.

Конечно, велосипед середины 19 века был мало похож по уровню комфорта на современные велики. Первый шаг по увеличению комфорта был сделан в 1845 году, когда у колес появились резиновые шины. Эта шина была далека от идеала, но это был первый шаг.

В 1863 году французский мастер по изготовлению детских колясок самостоятельно придумал систему передвижения на байке за счет вращения педалей (до изобретения этого способа педали для передвижения нужно было толкать, а не крутить). Именно эту модель в 1864 году стали выпускать массово.

Еще через несколько лет тот же мастер Лаллман в США запатентовал новую модель велосипеда.

Велосипеды совершенствуются

В период 60-70х годов велосипед обзавелся цепной передачей, а колесо спицами. Усовершенствования и новые изобретения шли быстрыми темпами.

• В семидесятые годы 19 века в моду стала входить модель “пенни-фартинг” именно ее мы обычно представляем, когда говорят о байках 19 века.

Велосипед, который внешне практически не отличался от современного, назывался “Rover”. Именно с изобретением роверов история велосипедов пошла по пути, который привел нас к нынешнему виду и оснащению велотранспорта. Он имел два одинаковых по размеру колеса, цепную передачу, колеса со спицами. Конечно, относительно “пенни-фартингов” это был совершенно безопасный байк. Эта модель стала популярной настолько, что в некоторых языках и сейчас байки называют “роверами”. В России первые равноколесные модели получили название “бициклетов” или “бисиклетов” — калька с французского bicyclette. Но относительно быстро это слово вышло из употребления, заменившись привычным “велосипед”.

В конце 19 века наконец-то была изобретена специальная шина более надежной конструкции, чем раньше, что позволило сделать велосипед менее “жестким” транспортом. И в последнее десятилетие 19 века байк стал чрезвычайно популярным средством передвижения.

• Первые велосипеды массового спроса делались из обычной стали, которая прекрасно ржавела, кроме того, они не окрашивались.

Помимо стандартной двухколесной конструкции велопарк расширялся за счет трехколесных моделей, складных и великов с лежачим положением ездока. Это тоже немаловажная история велосипедов, их развития и адаптации к интересам человека. Все эти направления так же активно модернизировались в течение второй половины 19 века, приобретая формы, похожие на современные модели.

Плюс ко всему этому шли эксперименты по материалам, пригодным для создания байков. Были не только стальные модели, но и алюминиевые, и титановые (значительно позже). Кроме того, развитие спортивного направления стало толчком к созданию педальных тормозов и системы изменения скоростей. Первые переключатели требовали останавливаться, снимать колесо и вручную менять скорость. Система далека от совершенства, конечно, но это был первый шаг. А к 30 годам 20 века стал популярен “планетарный” механизм переключения скоростей. В середине 20 века появился современных механизм переключения.

Рождение современного байка

В последней четверти 20 века стали выпускаться велосипеды из титана и углепластика. В 1983 году был изобретён велокомпьютер. В начале 1990-х получили распространение системы индексного переключения скоростей.

• В 20 веке развитие велотранспорта по большей части связано со спортивным использованием велосипеда. Именно изобретения для спортивных моделей со временем адаптировались для обычных байков.

Здесь стоит сказать, что в начале 20 века велосипед стал терять популярность, так как активно развивался автопром. Автопарк личного транспорта неумолимо рос. Велосипеды остались детям и подросткам. Но вот уже несколько десятилетий, как велосипед отвоевывает снова себе место под солнцем и становится в некоторых городах чуть ли не самым удобным и надежным транспортным средством, которое равно престижно и для просто го рабочего, и для большого начальника.

Сегодня велосипед — это прежде всего синоним активности и здорового образа жизни. Он приемлем и доступен для всех: для мужчин и женщин, детей и стариков, спортсменов и молодых матерей. Вся история велосипеда, кажется, шла именно к этому. К общедоступности. Абсолютной демократичности. Удобству для каждого. Вся история создания велосипеда стремилась, кажется, именно к этой максимальной демократичности.

Кто изобрёл велосипед?

Во многих странах велосипед является более предпочтительным средством передвижения. Каждый человек знаком с ним с самого раннего детства. Большинство людей помнят свой первый маленький трёхколёсный велосипед. Но как же выглядел самый первый двухколёсный конь? И всё же, кто его изобрёл? Кто быт тем человеком, который навсегда изменил жизнь множества людей?

Кто, где и в каком году

В настоящее время существует множество теорий о том, кто изобрёл велосипед. Одни полагают, что изобретателем стал Леонардо да Винчи ещё в 1493 году, и прилагают в качестве доказательства одно из старинных витражных изображений в церкви. Другие считают, что первый байк изобрел русский кузнец Артамонов, который долгое время использовал своё изобретение в хозяйстве.

Наиболее популярной является версия о бароне Карле Дрейзе, создавшем в 1814 первый самокат с седлом и рулем, который и послужил началом велосипедной эпопеи. В 1840-х годах шотландским кузнецом Киркпатриком Макмилланом были добавлены педали. А в 1853 году француз Пьер Мишо запатентовал педальный привод, который был прикреплён к переднему колесу. Именно после присоединения педалей «машине для ходьбы» Дрейза, как он назвал своё изобретение, было дано гордое звание велосипеда.

Со временем конструкция всё больше развивалась и совершенствовалась. Варианты деталей и моделей сменяли друг друга, всё это было направлено на то, чтобы велосипед стал более быстрым, более прочным и лёгким, более комфортным.

• В 1970-х годах были популярны весьма необычные модели велосипедов с огромным передним колесом и маленьким задним. Они были очень опасными, так как при малейшей кочке грозили перевернуться;
• Такие велосипеды были востребованы за счёт того, что большое переднее колесо позволяло проходить большее расстояние с наименьшими усилиями;
• Важным шагом в эволюции велосипедов стало изобретение металлического колеса со спицами;
• Ещё одним важным изобретением были пневматические полые шины, которые создал Джон Бойд Данлоп из надутого поливного шланга, придумав к нему специальный клапан, не позволяющий выходить воздуху.

Первый деревянный байк

Изначально все первые велосипеды, вне зависимости от изобретателя, были практически полностью деревянными. Исключением были лишь некоторые элементы, соединяющие детали и позволяющие передвигаться. За счёт такого материала конструкции были весьма массивны и очень неудобны, а для того чтобы ехать, требовались большие физические усилия и определённая сноровка.

Для того чтобы уменьшить вес, детали со временем начали делать из стали. Это также сделало конструкцию более прочной и надёжной в отличие от деревянной сборки. В 80-х годах 19 века англичанин Коупер изобрел колесо, которое по своей структуре мало отличается от современного – обод, который держится на лёгких металлических спицах.

Постепенно все деревянные детали заменялись на металлические, велосипеды меняли свой облик и свойства, приобретая всё новые формы и возможности.

Современный велосипед

Современный байк, как изобретение – весьма сложная конструкция. Он очень отличается от своих предков по внешнему виду, материалу, из которого он состоит, и возможностям. Существует множество разнообразных моделей, которые даже и не снились тем, кто изобрёл велосипед в далёком 19 веке. Они различаются и по назначению – определённая модель для определённого типа досуга, и по размерам, это делает железного коня доступным средством изобретения для всех, от мала до велика.

Типичный байк 21 века помимо металлической рамы особой конструкции и прочных колёс, выдерживающих высокие нагрузки, имеет ещё множество важных деталей. Они обладают системой переключения передач, снабжены тормозами, чаще всего передним и задним, а также имеют амортизаторы.

Велосипеды

Велосипе́д (из фр. vélocipède , от лат. velox — быстрый и pes — нога) — транспортное средство, приводимое в движение мускульной силой человека через ножные педали или (редко) через ручные рычаги. Большинство велосипедов имеют два колеса, но бывают и трёх-, и четырёх-, и даже одноколёсные велосипеды.

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».

Ныне во всём мире используется более миллиарда велосипедов, поэтому велосипед — самое распространённое транспортное средство. Он стал таковым благодаря низкой стоимости, лёгкости, малым размерам, отсутствию потребности в топливе и относительной безопасности.

В 2005 году по итогам опроса общественного мнения в Великобритании, велосипед был признан величайшим техническим изобретением с 1800 года. За велосипед проголосовало больше опрошенных, чем за все остальные изобретения, вместе взятые. [2]

Содержание

История

До 1817 года

Сведения о велосипедах и самокатах до 1817 года неясны и противоречивы. Так, рисунок двухколёсного велосипеда с рулём и цепной передачей, приписываемый Леонардо да Винчи, или его ученику Джакомо Капротти, по мнению многих, является подделкой [3] . На витраже в церкви Св. Егидия в английской деревне Stoke Poges изображена человеческая фигура на чём-то вроде самоката, которую Н. Певзнер называет «изображением потешной лошадки, выполненным в XVII веке (C17 representation of a hobby horse)». [4] Самокат якобы 1791 года, приписываемый графу де Сивраку (Comte de Sivrac) — фальсификация 1891 года, выдуманная французским журналистом Луи Бодри. В действительности никакого графа де Сиврака не было, прототипом его стал Джин Хенри Сиврак, получивший в 1817 году разрешение на импорт четырёхколёсных экипажей.

Легендой, скорее всего, является и история о крепостном крестьянине Артамонове, который якобы сконструировал велосипед примерно в 1800 году. Согласно этой легенде, изобретатель совершил успешный пробег на своём велосипеде из уральского села Верхотурье в Москву (около двух тысяч вёрст). Это был первый в мире велопробег. В сие путешествие крепостного Артамонова послал его хозяин — владелец завода, который возжелал удивить царя Александра I «диковинным самокатом». За изобретение велосипеда Артамонову со всем его потомством была дарована свобода от крепостной зависимости. Велосипед хранится в краеведческом музее Нижнего Тагила.

Как показал химический анализ железа, велосипед из нижнетагильского музея сделан не ранее 1870 года. Что касается Артамонова, то он впервые упоминается в книге В. Д. Белова «Исторический очерк уральских горных заводов» (издание 1898 г., С.Петербург): «Во время коронования императора Павла, следовательно в 1801 г., мастеровой уральских заводов Артамонов бегал на изобретённом им велосипеде, за что по повелению императора получил свободу со всем потомством». В действительности Павел I короновался в 1797 году, а в 1801 — Александр I. Белов не приводит никаких ссылок на документы, подтверждающие его поразительную находку. Не найдены они и впоследствии. Никаких упоминаний об Артамонове не удалось найти ни в камер-фурьерских церемониальных журналах 1796, 1797 и 1801 годов, ни в «повестке по случаю кончины Его императорского величества государя императора Павла Петровича», ни в описании коронации Его императорского величества Александра Павловича, ни в «Списке о всех милостях, излиянных покойным государем Павлом 1 в день его коронации 5 апреля 1797 года», ни в архивах канцелярии Н. Н. Новосильцева, созданной в 1801 году и занимавшейся рассмотрением технических изобретений, ни в подборке материалов о крепостных изобретателях, публиковавшейся в «Отечественных записках» П. П. Свиньина (1818—1830). Не найдено и никаких других документов, которые бы подтверждали рассказ Белова. Железный «велосипед Артомонова», демонстрировавшийся в одном из уральских музеев, оказался самоделкой конца XIX века, выполненной по английским образцам [5] [6] [7] .

Прототипом легенды, возможно, послужили крепостной изобретатель Е. Г. Кузнецов-Жепинский, действительно получивший вольную (вместе с племянником Артамоном) в 1801 году за свои изобретения. Однако Кузнецов сконструировал не велосипед, а дрожки с верстометром и музыкальным органом.

1817 год и далее

Хотя велосипед воспринимается нами как некое простое и гениальное целое (о чем свидетельствует поговорка «изобретать велосипед»), в реальности его изобрели как минимум в три приёма.

В 1817 году немецкий профессор барон Карл фон Дрез из Карлсруэ создал первый двухколёсный самокат, который он назвал «машиной для ходьбы». Он был снабжён рулём и выглядел в целом, как велосипед без педалей; рама была деревянной. Изобретение Дреза назвали в его честь дрезиной, и слово «дрезина» поныне осталось в русском языке. Возможной причиной изобретения стало то, что предыдущий, 1816 был «Годом без лета». Тогда Северное Полушарие постигла самая сильная климатическая аномалия в истории, что катастрофически сказалось на урожае, вызвало голод и снизило поголовье лошадей. В 1818 году в Баден-Бадене фон Дрез получил «Großherzogliches Privileg» (тогдашний аналог патента) на своё изобретение. Вскоре машина Дреза завоевала популярность в Великобритании, где стала называться «денди-хорз».

В 1839—1840 кузнец Киркпатрик Макмиллан в маленькой деревушке на юге Шотландии усовершенствовал изобретение Дреза, добавив педали и седло. Получается, что Макмиллан создал велосипед, похожий на современный. 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.

В 1845 году англичанин Р. У. Томпсон запатентовал надувную шину, но она оказалась технологически несовершенной.

В 1862 году Пьер Лалман, 19-летний мастер по изготовлению детских колясок из Нанси (Франция), увидел «денди-хорз» и придумал оснастить его педалями — на переднем колесе. Лалман ничего не знал о велосипеде Макмиллана, и на его машине педали нужно было крутить, а не толкать. В 1863 Лалман перебрался в Париж, где смастерил первый велосипед, напоминающий те, что нами любимы.

В 1864 году лионские промышленники братья Оливье оценили потенциал машины Лалмана и в сотрудничестве с каретным инженером Пьером Мишо начали массовый выпуск «денди-хорзов» с педалями. Мишо догадался сделать раму велосипеда металлической. По некоторым сведениям, Мишо и придумал для устройства название «велосипед». Поработав у Мишо-Оливье короткое время, Лалман отправился в Америку, где в ноябре 1866 запатентовал своё изобретение. Очевидно, Пьера Лалмана и стоит считать фактическим изобретателем велосипеда.

С 70-х годов XIX века стала приобретать популярность схема «пенни-фартинг». Название описывает соразмерность колёс, ибо монета пенни была намного больше фартинга. На втулке «пенни» — переднего колеса, были педали, и седло ездока было почти прямо сверху от них. Большая высота сидения и центр тяжести, смещённый к переднему колесу, делали такой велосипед весьма опасным. Альтернативой им были трёхколёсные самокаты.

В 1867 году изобретателем Каупером была предложена удачная конструкция металлического колеса со спицами. В 1878-м году английский изобретатель Лоусон ввёл в конструкцию велосипеда цепную передачу.

Первый велосипед, похожий на используемые в наши дни, назывался Rover — «Скиталец». 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. Велосипед Старли получил название «безопасный велосипед» и стал так известен, что слово Rover во многих языках обозначает велосипед (польское Rower, белорусское Ровар, украинское Ровер [Ров`эр]). Фирма Rover стала огромным автомобильным концерном и просуществовала до 15 апреля 2005 г, когда была ликвидирована из-за банкротства.

В 1888 году шотландец Джон Бойд Данлоп изобрёл надувные шины из каучука. Они были технически совершеннее, чем запатентованные в 1845 году, и получили широкое распространение. После этого велосипеды избавились от клички «костотрясы». Это изобретение сделало езду на велосипедах намного удобнее, что способствовало их популяризации. 1890-е годы назвали золотым веком велосипедов.

В 1898 были изобретены педальные тормоза и механизм свободного хода, позволявший не вращать педали, когда велосипед катится сам. В те же годы изобрели и ручные тормоза, но широкое применение они нашли не сразу.

Первый складной велосипед сделан в 1878 году, первые алюминиевые — в 1890-х годах, 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», первый велосипед с задней и передней подвесками — в 1915 году, для итальянской армии.

К началу XX века относятся первые механизмы переключения скоростей. Однако они были несовершенными. Одним из первых способов переключения скоростей, применяемых на спортивных велосипедах, было оборудование заднего колеса двумя звёздочками — по одной с каждой стороны. Для переключения скорости надо было остановиться, снять заднее колесо и перевернуть его, вновь зафиксировав и натянув цепь. Планетарный механизм переключения передач изобретён в 1903 и стал популярным в 1930-е годы. Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобретён лишь в 1950 г. известным итальянским велогонщиком и производителем велосипедов Туллио Кампаньоло (Tullio Campagnolo).

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.

В течение XX века интерес к велосипедам переживал свои пики и спады. Начиная примерно с 1905 года, велосипеды во многих странах, в частности в США, стали выходить из моды из-за развития автомобильного транспорта. Дорожная полиция часто относилась к велосипедистам как к помехе движению автомобилей. К 1940 году велосипеды в Северной Америке считались игрушками для детей. С конца 1960-х годов велосипеды снова вошли в моду в развитых странах, благодаря пропаганде здорового образа жизни и всеобщему осознанию важности экологических проблем.

В СССР в конце XX века наиболее распространёнными моделями велосипедов были (отсортированы по возрастанию размера): Дружок, Лёвушка, Ветерок, Олимпик, Школьник, Орлёнок, Кама, Десна, Салют, Уралец, Украина, Аист, Урал, Турист, Старт-шоссе. Существовало две модели с отсоединяемыми колёсами — «Конёк-Горбунок» и «Мишка» (для детей). А также был велосипед «Сура» (размер примерно как «Урал» или чуть больше)…

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, Ровер, Шкода, Morris Motor Company, Опель), начинали как велосипедные. Начинали как производители велосипедов также Братья Райт [8] .

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 Сюзан 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.

Велосипеды позволили сельским жителям чаще ездить в соседние деревни и города, благодаря чему участились браки между жителями разных населённых пунктов. Это улучшило генетическое здоровье населения благодаря гетерозису. Велосипеды уменьшили скученность в городах, позволив рабочим и служащим жить в пригородах, относительно далеко от места работы.

Применение

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. В бедных странах велосипеды иногда используются для доставки обедов.

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. [9]

Велосипеды использовались на войне. В ходе Второй 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. Япония успешно использовала велосипеды для вторжения в Китай в 1937 году и для вторжения в Сингапур через Малайзию в 1941.

Велосипеды позволяли скрытно и внезапно перебросить тысячи солдат, застав 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 [10] .

Велосипедные гонки

Велогонки начали проводиться сразу после изобретения велосипедов. Первые гонки проводились на велосипедах «пенни-фартинг» и других опасных велосипедах и часто приводили к травмам. С 1890-х стали популярными многодневные велогонки. К ним относится старейшая из велогонок, проводящихся до сих пор — 1200-километровая гонка «Париж-Брест-Париж», впервые прошедшая в 1891. Эта велогонка не состоит из этапов: секундомер включается на старте и выключается, когда спортсмен достиг финиша. Велосипедист сам решает, сколько времени ему тратить на сон. Велогонка «Тур де Франс» (Tour de France), проводящаяся с 1903 — самая популярная из всех велогонок и, возможно, из всех гонок вообще.

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 — гонки на велосипедах, очень похожих на шоссейные, по пересечённой местности. Для гонок на велодромах используются специальные трековые велосипеды, обычно без переключения скоростей.

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

См. также веб-страничку об основных направлениях велосипедного спорта [11] .

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 [12] .

Современная популярность велосипеда в Европе — результат проводимой правительствами политики, так как популяризация велосипеда способствует разгрузке центров городов от автомобилей, 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).

Во многих городах Европы велосипед можно взять напрокат на вокзале.

В Копенгагене можно взять велосипед напрокат бесплатно, причём на любой срок [13] . Такие велосипеды под страхом штрафа запрещено использовать вне Копенгагена. Необычный дизайн и раскраска велосипедов не позволяют выдать их за собственные. Аналогичная программа есть в Хельсинки [14] и в баскской столице Витории (c 2004 г.). [15] Бесплатно арендовать велосипед можно и на территории парка Hoge Veluwe в Нидерландах, и в других местах.

В Амстердаме, называющем себя велосипедной столицей Европы, велосипеды можно взять напрокат не только на железнодорожной станции, но также и в пунктах проката, в большинстве велосипедных магазинов, во многих гостиницах. Есть даже специальная гостиница для велосипедистов, Van Ostade Bicycle Hotel [16] . Можно арендовать водный велосипед [17] , велосипед-тандем и даже велосипед для 8 человек [18] В этом городе велосипеды — обычное средство передвижения, куда более распространённое, чем автомобили. Отчасти это связано с недостатком и дороговизной парковок в Амстердаме и других крупных городах.

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, благодаря тому, 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 Израиле, как и в Амстердаме, есть велосипедный отель (Исротель Пундак Рамон в Мицпе-Рамоне), имеющий свою веломастерскую и проводящий велосипедные экскурсии [19] .

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 (а не шатунами, как указано на рисунке), цепной передачи и тормозов. Дополнительно велосипед может оборудоваться одним или двумя амортизаторами, багажником, светотехникой (лампами и/или световозвращателями), звуковым сигналом, подставкой-«подножкой».

Колёса

Как правило, на велосипеде устанавливаются два колеса одинакового диаметра. Каждое колесо состоит из металлического обода ,который соединяется с передней втулкой с помощью спиц, резиновой камеры (она аналогична автомобильной,но более тонкая) и покрышки (шины) с протектором. Протектор обычно большой у горных велосипедов, он уменьшает тормозной путь велосипеда и защищает камеру от проколов стеклами, гвоздями и т.д. при движении по асфальту.

Рама — часть велосипеда, к которой крепятся другие его компоненты — колёса, педали, седло, руль. По мнению многих, рама — самый главный и дорогостоящий компонент велосипеда [3].

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 женскими. Женская рама тяжелее мужской с аналогичными характеристиками, но на велосипед с женской рамой удобнее садиться и слезать. В прошлом велосипеды с женской рамой использовались женщинами (можно было сесть на велосипед, будучи в юбке и не нарушая приличий), сейчас они популярны среди обоих полов.

Комфортабельность рамы и ходовые качества велосипеда зависит от мягкости материала. Мягкие рамы лучше поглощают вибрацию и имеют лучший накат на неровных поверхностях. Жёсткие рамы позволяют передавать энергию от педалей к колёсам с меньшими потерями.

Рамы могут делаться из стали, сплавов алюминия, титана, магния, молибдена, а также из углепластика (карбона).

Хорошие стальные рамы делают из хромомолибденовых сплавов. Рамы из хромомолибденовой стали (Cr-Mo steel) лишь немного тяжелее, чем алюминиевые, комфортабельны благодаря своей относительной мягкости и обладают отличными усталостными характеристиками. Если всё же стальная рама страдает от усталости материала, она даёт знать об этом скрипом и снижением жёсткости. Сейчас Cr-Mo в основном используется только в производстве рам для велосипедов ВМХ и туристских велосипедов (en:Touring bicycle).

Рамы из других марок стали (hi-ten, высокоуглеродистые) отличаются низкой прочностью и большим весом и используются только в дешёвых велосипедах.

Алюминиевые рамы легче стальных и жёстче. Благодаря этому они часто используются для гоночных моделей. Однако усталостные характеристики алюминия плохи; кроме того, алюминиевая рама, разрушающаяся от усталости материала, разрушается внезапно.

Титановые рамы также весьма легки, но титан — очень мягкий металл, что часто является недостатком. Титановые рамы не боятся ни холода, ни жары, ни химических веществ, и практически вечны.

Магниевые рамы легки примерно так же, как титановые. Магний очень неустойчив к коррозии, поэтому такие рамы необходимо беречь от царапин. Кроме того, магний, как и алюминий, имеет плохие усталостные характеристики.

Рамы из углепластика (карбона) легче всех остальных, но очень дороги. Их главным недостатком, кроме цены, является хрупкость: карбон может быть повреждён сильным точечным ударом. Кроме того, у карбона очень плохие усталостные характеристики — спортсмены предпочитают менять такие рамы не реже, чем раз в год.

В настоящее время на большинстве велосипедов используются рамы из алюминиевых сплавов, вытеснившие стальные с массового рынка. Дорогие гоночные велосипеды используют либо алюминиевые рамы с карбоновыми задними перьями, либо полностью карбоновые. Другие материалы (титан, скандий, магний) — скорее, экзотика.

Передача

Крутящий момент с педалей на заднее колесо обычно передаётся с помощью цепной передачи. Она состоит из ведущих звёзд, 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. Однако максимальную мощность человек развивает при достаточно узком диапазоне усилий, поэтому многие велосипеды оборудованы механизмами переключения скоростей.

Переключатель скоростей в том виде, в каком он применяется сегодня на большинстве велосипедов, изобрёл известный итальянский велосипедист Туллио Кампаньоло (en:Tullio Campagnolo) в 1950 г. Звезды (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 3 до 10 ведомых звёздочек и 1—3 передних, что позволяет таким образом обеспечить до 30 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 возрастает, 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.

Используется и планетарный механизм переключения передач, который целиком находится в задней втулке. По сравнению с внешним переключением его механический КПД несколько ниже,[4] 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 и реже восьмиступенчатые, обеспечивающие переключение трёх или восьми передач и тормоз. Долгое время трёхскоростные втулки являлись самыми лёгкими и отлаженными, но в последнее время японская фирма [5]. Вмонтированная тормозная система может быть разной — педальный тормоз, роллерный тормоз или дисковый тормоз. В первом и втором случаях тормозное устройство находится внутри втулки, но управляется по-разному (более подробно здесь — велосипедный тормоз); в последнем случае диск затормаживается с помощью калипера; также существуют облегчённые безтормозные втулки для использования совместно с ободным тормозом. Самые дорогие модели (например, скоростные втулки Ролофф) дают 14 передач, обеспечивая передаточное соотношение более 500 % — это больше, чем можно добиться, просто переключая звёзды; но и весят такие втулки немногим менее 2 килограмм.

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 карданную передачу, однако достаточно массово она стала применяться лишь в последние годы. Карданная передача имеет большую массу, но практически не требует обслуживания. Также при карданной передаче отсутствует и такая традиционная для велосипеда проблема, как слетание цепи. Несмотря на значительные преимущества в использовании в дорожных велосипедах карданная передача встречается ещё сравнительно редко.

Также ведутся работы в направлении использования шевронного ремня в качестве привода. Преимущества в отсутствии смазки и шума, большей прочности и большего ресурса по сравнению с цепью. Недостатки — только планетарные механизмы переключения поддерживаются в данный момент.

Тормоза

1. 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.
2. Качественные дисковые тормоза позволяют более плавно регулировать тормозные усилия.
3. Дисковые тормоза можно использовать с слегка искривлённой геометрией колеса, в то время, как ободные начнут задевать обод и притормаживать велосипед.
4. Качественные дисковые тормоза требуют обслуживания гораздо реже, чем ободные. Но обслуживание, зачастую, не может производится в полевых условиях. Особенно это относится к гидравлическим дисковым тормозам.

• Дисковые тормоза бывают механическими и гидравлическими. 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.

• V-brake имеют свои преимущества перед дисковыми тормозами:

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

• При использовании ручных тормозов необходимо нажимать оба рычага одновременно и плавно, без рывков. Передний тормоз эффективнее заднего при одинаковом тормозном усилии, потому что при торможении на переднее колесо приходится большее усилие, чем на заднее, – ведь инерция в момент торможения направлена вперёд, и, следовательно, большая часть нагрузки придётся на переднюю точку опоры. Но на переднем колесе, в отличие от заднего, нельзя допускать полную блокировку колеса — это приведёт к падению, в то время как с заблокированным задним колесом можно удерживать равновесие, спускаясь, например, с крутого холма. 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, либо применяется блокировка заднего колеса с поворотом велосипеда перпендикулярно направлению движения и завалом на бок.

• Существуют также педальный тормоз. Он приводится в действие с помощью педалей при вращении их в сторону, противоположную основному. Имеет следующие преимущества: мощные, отлично работают в любую грязь, в снегу, так как не зависят от неё, потому что спрятаны в задней втулке колеса, дешевы, неприхотливы в обслуживании. Недостатки: действуют только на заднее (то есть ведущее) колесо, не действуют при обрыве цепи и при отсутствии контакта ног с педалями, требуют определённого привыкания. Но главный недостаток, ограничивающий применение педального тормоза — его несовместимость с классическим переключателем скоростей. Но это не ограничивает применение педального тормоза во многих городских велосипедах с одной передачей или планетарным переключателем передач. Иногда педальный тормоз дополняется передним ручным, обычно типа v-brake или u-brake.

Седло

Седло является важной частью велосипеда: большинство проблем с комфортом связаны с неудобным седлом. Широкие и мягкие сёдла часто неудобны (хотя внешне кажутся удобными), потому что мешают работе ягодичных мышц. 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.

Различают мужские и женские седла.

Другие компоненты и принадлежности

Руль служит для управления велосипедом. С помощью выноса он крепится к вилке переднего колеса. Форма руля может быть различной и зависит от назначения велосипеда.

Педали предназначены для передачи мускульного усилия на колеса. Для повышения эффективности педалирования существуют приспособления, обеспечивающие фиксацию ноги на педали, позволяя тем самым не только толкать, но и тянуть педаль. До недавнего времени это осуществлялось преимущественно с помощью туклипсов — специальных скоб и ремешков, «привязывающих» ногу к педали. Туклипсы опасны тем, что при падении велосипедист может не успеть вынуть ногу. Современные велосипеды оборудуются «контактными» педалями, работающими как автоматический замок. Контактные педали требует специальных, совместимых с ними, велотуфлей, а, точнее, ответной части (шипов) совместимой системы.

Звуковой сигнал (звонок или гудок) позволяет привлечь внимание в опасных ситуациях. Это особенно важно из-за того, что велосипед перемещается почти бесшумно и прохожие могут слишком поздно его заметить. В некоторых странах (в том числе и России) наличие звукового сигнала является обязательным при перемещении по дорогам.

Световозвращатели («катафоты») или фонари также являются обязательными во многих странах при движении в тёмное время суток. Обычно используется белый фонарь (или световозвращатель) спереди, красный — сзади; красные, жёлтые или оранжевые — на колёсах и педалях.

Велокомпьютер подсчитывает скорость и пройденное расстояние и другие параметры поездки.

Зеркало заднего вида повышает безопасность езды по дорогам общего пользования.

Велосипедный шлем до некоторой степени защищает голову от ударов. Ношение велошлемов обязательно в Австралии и Новой Зеландии, в Израиле, во многих канадских провинциях, в некоторых графствах штата Вашингтон и для детей до определённого возраста — во многих американских штатах и практически во всех странах ЕС.

Степень защиты не следует преувеличивать. По проведённому в Австралии исследованию, велосипедный шлем предотвращает только 15 % травм головы [6].

Существуют противоречивые мнения о полезности шлемов. С одной стороны, даже единичная предотвращённая травма — это уже существенный эффект. С другой, среди противников использования велошлема есть мнение, что он может привносить ложное чувство безопасности, затруднять обзор. Поэтому некоторые велосипедисты и организации считают пользу шлемов сомнительной [7] [8].

Закон об обязательном ношении шлема, по некоторым данным, приводит к уменьшению числа велосипедистов. Так, количество велосипедистов в Мельбурне после введения закона уменьшилось на 29 % [9], на 30 % в штате Виктория [10] и на 20-40 % в других частях Канады и Австралии [11].

Британский учёный Иэн Уолкер обнаружил, что велосипедистам, носящих шлем, водители оставляют меньше места для проезда. В среднем водители приближались к велосипедисту на 8.5 см ближе. Количество водителей, проезжающих на расстоянии меньше метра от велосипедиста, увеличилось на 23 %, если велосипедист был в шлеме. [12] [13] По мнению Уолкера, это повышает риск несчастного случая.

Велосипедные трусы и штаны, в отличие от обычных, хорошо обтягивают тело (за исключением моделей для экстремальных дисциплин, таких, как фрирайд). Обычно они снабжены накладкой из мягкого материала («памперс»), защищающей промежность от возникновения потёртостей и смягчающей удары о седло. Велотрусы и велоштаны являются одновременно верхней и нижней одеждой, надевать под них нижнее белье (кроме термобелья в холодную погоду) не следует.

Физика

Для того, чтобы двухколёсный велосипед не упал, нужно постоянно поддерживать равновесие. Поскольку площадь опоры велосипеда очень мала (в случае двухколёсного велосипеда это всего лишь прямая, проведённая через две точки, в которых колеса касаются земли), такой велосипед может находиться только в динамическом равновесии. Это достигается с помощью подруливания: если велосипед наклоняется, велосипедист отклоняет руль в ту же сторону. В результате велосипед начинает поворачивать, и центробежная сила возвращает велосипед в вертикальное положение. Этот процесс происходит непрерывно, поэтому двухколёсный велосипед не может ехать строго прямо; если руль закрепить, велосипед обязательно упадёт. Чем выше скорость, тем больше центробежная сила и тем меньше нужно отклонять руль, чтобы поддерживать равновесие.

При повороте нужно наклонить велосипед в сторону поворота так, чтобы сумма силы тяжести и центробежной силы проходила через линию опоры. В противном случае центробежная сила опрокинет велосипед в противоположную сторону. Как и при движении по прямой, идеально сохранять такой наклон невозможно, и подруливание осуществляется точно так же, только положение динамического равновесия смещается с учётом возникшей центробежной силы.

Конструкция рулевого управления велосипеда облегчает поддержание равновесия. Ось вращения руля расположена не вертикально, а наклонена назад. Кроме того, она проходит ниже оси вращения переднего колеса и впереди той точки, где колесо касается земли. Благодаря такой конструкции достигаются две цели [14]:

• При случайном отклонении переднего колеса движущегося велосипеда от нейтрального положения возникает момент силы трения относительно рулевой оси, который возвращает колесо обратно в нейтральное положение.
• Если наклонить велосипед, возникает момент силы, поворачивающий переднее колесо в сторону наклона. Этот момент вызван силой реакции опоры. Она приложена к точке, в которой колесо касается земли и направлена вверх. Из-за того, что рулевая ось не проходит через эту точку, при наклоне велосипеда сила реакции опоры смещается относительно рулевой оси.

Таким образом, осуществляется автоматическое подруливание, помогающее поддерживать равновесие. Если велосипед случайно наклоняется, то переднее колесо поворачивается в ту же сторону, велосипед начинает поворачивать, центробежная сила возвращает его в вертикальное положение, а сила трения возвращает переднее колесо обратно в нейтральное положение. Благодаря этому, можно без особых проблем ехать на велосипеде «без рук». Велосипед сам поддерживает равновесие. Сместив центр тяжести в сторону, можно поддерживать постоянный наклон велосипеда и выполнить поворот.

Можно заметить, что способность велосипеда самостоятельно сохранять динамическое равновесие зависит от конструкции рулевой вилки. Определяющим является плечо реакции опоры колеса, то есть длина перпендикуляра, опущенного из точки касания колеса земли на ось вращения вилки; или, что эквивалентно, но проще измерить — расстояние от точки касания колеса до точки пересечения оси вращения вилки с землёй. Таким образом, для одного и того же колеса возникающий момент будет тем выше, чем больше наклон оси вращения вилки. Однако для достижения оптимальных динамических характеристик нужен не максимальный момент, а строго определённый: если слишком малый момент приведёт к трудности удержания равновесия, то слишком большой — к колебательной неустойчивости, в частности — «шимми» (см. ниже). Поэтому положение оси колеса относительно оси вилки тщательно выбирается при проектировании; многие велосипедные вилки имеют изгиб или просто смещение оси колеса вперёд для снижения избыточного компенсирующего момента.

Распространённое мнение о существенном влиянии гироскопического момента вращающихся колёс на поддержание равновесия является неправильным.

На высоких скоростях (начиная примерно с 30 км/ч) переднее колесо может испытывать т. н. скоростные виляния (speed wobbles), или «шимми» — явление, хорошо известное в авиации. При этом явлении колесо самопроизвольно виляет вправо и влево. Скоростные виляния наиболее опасны при езде «без рук» (то есть когда велосипедист едет, не держась за руль). Причина скоростных виляний — не в плохой сборке или слабом креплении переднего колеса, они вызваны резонансом. Скоростные виляния легко погасить, снизив скорость или изменив позу, но если этого не сделать, они могут быть смертельно опасными.

На высоких скоростях для управления велосипедом можно применять приём контрруление, знакомый мотоциклистам. Кратковременно отталкиваем правую ручку руля от себя, в результате чего велосипед быстро наклоняется вправо (буквально «ныряет»), затем, при достижении нужного угла наклона, руль выравниваем и удерживая в таком положении — поворачиваем направо, после чего выравниваем велосипед или мотоцикл. Соответственно, если толкаем от себя левую ручку — поворачиваем налево. Основная цель контрруления — быстрое (менее чем за секунду) достижение нужного угла наклона велосипеда или мотоцикла для быстрого входа в поворот. В принципе, данный приём работает на любых скоростях от 10-15 км/ч и выше, то есть когда начинают проявляться гироскопические свойства колеса, которые помогают осуществлять и контролировать наклон и вхождение в поворот.

Езда на велосипеде эффективнее (по затратам энергии на километр) как ходьбы, так и езды на автомобиле. При езде на велосипеде со скоростью 30 км/ч сжигается 15 ккал/км (килокалорий на километр), или 450 ккал/ч (килокалорий в час). При ходьбе со скоростью 5 км/ч сжигается 60 ккал/км или 300 ккал/ч, то есть езда на велосипеде в четыре раза эффективнее ходьбы по затратам энергии на единицу расстояния. Поскольку при езде на велосипеде расходуется больше калорий в час, она также является лучшей спортивной нагрузкой. При беге затраты калорий в час ещё выше. Необходимо учитывать, что ударные нагрузки при беге, а также неправильная езда на велосипеде (например, езда в гору на высоких передачах, переохлаждение коленей, отсутствие достаточного количества жидкости и т. д.) могут травмировать колени и голеностопный сустав. Тренированный мужчина, не являющийся профессиональным спортсменом, может в течение длительного времени развивать мощность 250 ватт, или 1/3 л. с. Это соответствует скорости 30—50 км/ч по ровной дороге. Женщина может развивать меньшую абсолютную мощность, но большую мощность на единицу веса. Поскольку на ровной дороге почти вся мощность расходуется на преодоление сопротивления воздуха, а при езде в гору основные затраты — на преодоление силы тяжести, женщины, при прочих равных условиях, едут медленнее по ровному месту и быстрее в гору.

Расход калорий необходимо рассчитывать на килограмм массы тела. 4 км/ч — 0,04; 10 км/ч — 0,07; 15 км/ч — 0,11; 20 км/ч — 0,14; 30 км/ч — 0,18; далее выбранный коэффициент умножить на массу тела, и мы получим расход калорий в минуту. Например я ехал 2,5 часа со средней скоростью 30 км/ч, мой вес 95 кг итого 0,18*95*150=2565 ккал. Некоторые к собственной массе добавляют массу велосипеда, что достаточно спорно. В любом случае можно получить лишь приблизительные данные.

Каким был первый велосипед

История создания первого велосипеда насчитывает не один век. А потому, достоверно утверждать, что тот или иной изобретатель в одиночку изобрел велосипед нельзя. Впрочем, споров по этому поводу существует немало. Ведь каждый пытается приписать эту заслугу человеку-земляку. Так, если вы подойдете с вопросом кто создал велосипед к шотландцу, то получите ответ – шотландец, мотивированный своими доводами, подкрепляемыми «доказательствами». Но истина заключается в том, что создали это чудо передвижения сразу множество изобретателей, так или иначе повлиявших на это событие, предлагая свои разработки и механизмы.

Джованни Фонтан – первый четырехколесный прототип современного велосипеда

Попытки изготовить транспортное средство, которое будет приводиться в движение посредством силового воздействия человека, прослеживаются на страничках истории уже очень давно. Так, еще в начале 15-го века (а точнее в 1418 году), изобретатель Джованни Фонтан сконструировал некое подобие велосипеда. Его механизм был прост: четыре колеса на двух осях (передние и задние), приводимые в действие веревкой, натянутой между шкивами. Популярности такое средство передвижение не завоевало, так как передвигаться на нем было как минимум не практично, да и время это не особо принимало изобретателей, пытавшихся облегчить жизнь людей.

Современный четырехколесный велосипед

Конец 15 века – первый чертеж устройства, похожего по принципу действия на велосипед. До сих пор достоверность датирования чертежа и его подлинность вызывает сомнения у историков, тщательно изучавших эту эпоху. Начиная с 1493 года (предполагаемой даты создания чертежа) до 1974 года это творение приписывали никому иному, как Леонардо да Винчи. Но благодаря ряду экспертиз, удалось установить то, что это не его творенье. Затем, когда эта информация была обнародована, были выдвинуты теории, о причастности к созданию чуда техники ученика Да Винчи. Информация тоже была опровергнута. Проводились и тесты на возраст, после которых эксперты сошлись во мнении – чертеж подделка.

Представители моделей начала 19-го века

1791 год породил еще один исторический миф. Именно в этом году, согласно патриотического мифа, учрежденного историком из Франции в 1891 году повествовал о создании первого велосипеда. Модель по легенде была следующая: Граф Комте де Сикрак создает целерифер, представленный привычной деревянной лошадью, которая оснащена колесами, пришедшими на замену полозьям. Уже в 1976 году, исследователь из Франции развеял это суждение, приведя собственные доводы и исторические факты. Так, Жан Сиврак из Марселя продал целерифер за границу. Это было четырехколесный скоростной тренажер, получивший название целерифер в 1817 году.

Еще одно историческое упоминание о велосипеде, появляется на страничках «Словаря Верхотурского уезда Пермской губернии» в 1910 году, описывая события 1801 года. Так, исходя из записи становиться понятно, что некий крепостной кузнец Евим Артамонов создал диковинное для того времени изделие. Оно представляло собой конструкцию из железа, оснащенную колесами, педалями, рулем и сиденьем. От современных представителей изобретение отличало лишь форма колес: заднее было вдвое меньше роста человека, а переднее – по диаметру вдвое превышало заднее. Согласно записям, Артамонов добрался на своем детище до Москвы, где изделие было передано в царскую коллекцию редких вещей, а со временем было утрачено. Других доказательств, кроме записей в словаре, способных подтвердить это суждение – нет.

Общепринято датировать первый аналог современного велосипеда 1817 годом. На фоне разразившегося голода и массового забоя лошадей, немецкий изобретатель барон Карл Дрез явил миру диковинное устройство. С виду, он напоминает велосипед, в современном понимании. Изготавливаемый из дерева, первый аналог имел свои недостатки. Так, необходимо было находить баланс, чтобы сдвинуть переднее колесо транспорта при повороте. В связи с чем, отрывать ноги от земли, теряя упор, было бы опрометчиво. Потому и не было педалей, как на нынешних представителях велосипедов. В движение устройство приводилось силой ног – для езды необходимо было отталкиваться от дорожного покрытия. Напоминает популярные в наше время беговелы. Принцип конструкции в дальнейшем совершенствовался, конструкция становилась сложнее, а дерево быстро отошло на задний план как материал для изготовления.

Идея первого велосипеда не особо прижилась в свое время. Это было обусловлено тем, что 1817 год отметился хорошим урожаем, что привело к увеличению прироста лошадей – незаменимого на тот момент типа транспорта. А велосипедисты, теряя баланс, не редко сбивали прохожих, что привело к запрету первых велосипедов. И только спустя 50 лет, велосипеды возвращаются вновь, уже улучшенными, и адаптированными под потребности людей.

Спустя 50 лет после создания первого аналога велосипеда

Более современная модель велосипеда, или как тогда было принято его называть «костетряса», появляется в 1863 году. Он был изготовлен из стали, и вся конструкция была хоть и более устойчивой, чем ее предшественники, но все же тяжелой. Еще одна сложность в эксплуатации такого вида транспорта, заключалась в дорожном покрытии – старушка Европа была устелена брусчаткой. Только представьте себе, как сильно тряс наездника такой велосипед, если и на ровной дороге его представить сложно. Впрочем, для загородных дорог, где брусчатки не было, изделие пришлось по вкусу любителям ускользнуть от суеты городских улиц. Приводился в движение этот велосипед благодаря прямому приводу – педалям на переднем колесе.

С развитием металлургической отрасли, появилась возможность изготавливать цельнометаллические конструкции, меньшие по весу и более прочные, чем их предшественники. Такие велосипеды появляются в 1870 году и сразу же получают свое название – «Большеколес». Все упиралось в диаметр колес изделия, так как производителям был известен принцип – чем больше размер, тем дольше проедет устройство с одного вращения педалей.

Несмотря на значительные изменения в плавности передвижения, обеспечиваемые наличием резиновой шины, «Большеколесы» все еще были не столь удобны в эксплуатации. Так, из-за размеров колес, конструкция была не устойчива и слишком восприимчива к преодолению даже незначительных препятствий. Участились случаи падения велосипедистов, причем не вбок, а именно вперед. Но устройство выпускалось в разных ростовых вариантах: можно было подобрать модель, подходящую под длину ноги велосипедиста. Вот только стоимость диковинки была по карману не каждому и составляла полугодовую зарплату обычного рабочего.

Модель 1870 года стала своего рода прорывом, круто повлиявшим на последующее развитие велосипедов. Тому сопутствовали еще и некоторые события, сыгравшие немаловажную роль для совершенствования и массового выпуска велосипедов. Вот некоторые из них, пришедшиеся на 19 век:

1. Жюль Сюрирей в 1869 году изобретает и патентует стальные шарикоподшипники. Они же попали в массовое производство благодаря Фридриху Фишеру, наладившему изготовление этих изделий в 1972 году.
2. Суппортные тормоза были запатентованы английскими изобретателями Броуветом и Харрисом в 1876 году. Это был первый аналог в мире.
3. 1878 год, англичане Скотт и Филлот патентуют особый механизм переключения скоростей – планетарного типа. Изначально изобретение разрабатывалось для установки в ступицу ведущего колеса (на тот момент, это было переднее).
4. В том же году, развернул свою деятельность первый американский производитель велосипедов – Columbia Bicycle. Свои мощности, производитель развернул в штате Коннектикут, на заводе швейных машин. На рынок Коламбия Байцикл вышли с двадцатью страницами наименований предлагаемой продукции. От европейских, американские модели отличались большим задним колесом, диаметром порядка 60 дюймов.

Цена таких велосипедов была на тот момент заоблачной. В качестве сравнения: швейная машинка стоила порядка 13 долларов, а ценена велосипедов превышала ее в 10 раз! Потому, ориентир производителя был нацелен на аудиторию предпринимателей, с высокими доходами и состоянием. Еще несколько событий этой эпохи не следует оставлять без внимания:

1. 1879 год ознаменовался появлением цепного привода к заднему колесу. Автором изобретения стал англичанин Генри Джон Лоусон.
2. 1880-е годы: выпускались модели женских велосипедов. Они были трехколесными, а их скорость езды была не высока. Параллельно продолжалась эксплуатация «Большеколесов» мужской половиной населения. Вот только риск свернуть себе шею никто не уменьшил. Правда, несправедливо называть трехколесные модели того времени сугубо женскими. Ведь их предпочитала элита общества: врачи, ученые и даже священнослужители.
3. Еще одно удивительное изобретение появилось в 1888 году. Его автором стал, как ни странно, ветеринар, который в попытках облегчить передвижение на трехколесном велосипеде для своего сына, изобрел пневматическую шину. С того самого момента, безопасность и комфорт предлагались в одном флаконе, и стали неразлучны.
4. 1890 год – изготовление приближенного к нашей эпохе варианту велосипеда. Здесь оба колеса уже были одинакового размера. Транспорт оснащался цепным приводом, звездочками. Все это стало возможным лишь благодаря развитию металлургии, что позволило создавать качественные комплектующие. Естественно, таких аксессуаров как крылья или защита цепи, ручные тормоза – не было. Но зато, ножной тормоз на таких моделях уже присутствовал, а это сыграло не малую роль в увеличении безопасности для велосипедиста.

Изобретение 1890 года (безопасный велосипед), дало серьезный толчок последующему развитию и популяризации такого рода изделий. Огромные колеса перестали быть актуальными, благодаря изменению передаточного числа, ставшему возможным из-за развития привода. Но все же на первые модели «безопасных велосипедов», все еще были не столь комфортными из-за использования цельно-литых резиновых шин, что усложняло передвижение. Конец эпохи «большеколесов» был положен изобретением пневматической шины. Именно этот переломный момент сделал большие колеса не актуальными на 100%. 19 век ознаменовался началом общей доступности нового вида транспорта. Велосипеды ставали все более дешевыми, хотя по прежнему позволить себе новинку мог далеко не каждый. Именно в эту эпоху велосипеды наращивали актуальность и стали востребованными.

20 век для развития велосипедов

20 век известен как период развития технологий. Естественно, это открыло новые возможности для производителей велосипедов, что позволило улучшить их качество, приведя к современному виду. Так, есть ряд «видных» событий, которые следует отметить для периода 20-го века:

1. 1903 год ознаменовался началом применения ступиц с многоскоростным редуктором. Заслуга в изобретении такого механизма отдается Стюрмейну Арчеру. Изделие не только прижилось у производителей велосипедов, но и не теряло актуальности порядка 50-ти лет. Сменили такой тип механизма привычные современные переключатели с кассетой звездочек на заднем колесе, в 1950 году.
2. 1930 год – создание особого типа велосипедов, оснащенных амортизированной вилкой, широкими покрышками и многоуровневой рамой. Придумал такой дизайн новатор своего времени Швинн. Он ориентировался на аудиторию подростков, так как считал (и не ошибся), что их интерес к такой модели будет весьма успешным.
3. 1977 год – компания Marin Co разрабатывает первый аналог известного нам горного велосипеда. Новаторами и первопроходцами, сыгравшими ключевую роль в открытии, стали Гарри Фишер, Крейг Митчел и Джо Бриз.
4. 1994 год – первые гидравлические тормоза дискового типа.

На самом деле, за 20 век велосипед пережил столько преображений, что это вызвало необходимость разделения на классы этого вида транспорта. Если еще 100 лет назад, о детских моделях не особо думали, то сейчас они мало чем отличаются от взрослых аналогов. За свою историю велосипеды были оборудованы максимально комфортными комплектующими, актуальными для своего времени. И сейчас, все больше и больше нововведений можно встретить на выпускаемых ежегодно новинках.

Источники:

http://yvelo.ru/sovetii_i_faktii/istoriya_velosipeda.html
http://yvelo.ru/sovetii_i_faktii/kto_izobryol_velosiped.html
https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/836985
https://cyclearea.ru/velofitnes/1077