В каком году изобрели деревянный велосипед

Думаете раз сайт об автомобилях, то велосипедам здесь не место. Совсем не так. До создания и разработки автомобиля, необходимо было изобрести что-то более простое и доступное. Этим изобретением как раз и стал велосипед.

До 1817 года сведений подтверждающих создания велосипеда, не было. Рисунок Леонардо да Винчи и его ученика Джакомо Капротти на котором изображен духколёсный велосипед с цепной передачей и рулем, по мнению многих, является подделкой. Самокат 1791 года, приписываемый графу Сивраку — подделка и фальсификация 1891 года, искусно выдуманная журналистом Луи Бодри. На самом деле никакого графа не было, прототипом ему послужил Джин Хенри Сиврак, который получил в 1817 году разрешение на импорт четырехколесных транспортных средств.

Несмотря на то, что велосипед кажется нам как нечто совершенно простое и гениальное, в действительности он был изобретен минимум в три приема.

Первые конструкционные решения.

История велосипеда начинается в 1817 году, когда Барон Карл фон Дрез, немецкий профессор, создал первый двухколесный самокат. Сие изобретение было названо «машина для ходьбы». У него уже был руль, но, тем не менее, педали еще отсутствовали; рама же была деревянной. Отсюда и пришло название дрезина. Позднее машина Дреза завоевала популярность в Великобритании, где ее прозвали «денди-хорз».

«машина для ходьбы» Карла фон Дреза 1817 Превью — увеличение по клику.

Только в 1839-40 кузнец Кирппатрик Макмиллан из деревушки на юге Шотландии, добавив педали и седло, усовершенствовал изобретения Дреза. Его изобретение уже в большей степени было похоже на велосипед.

В 1845 году Р.У. Томпсон, ученый из Франции, запатентовал надувную шину, но поскольку она была технологически несовершенной, то дальнейшего распространения не получила.

В 1862-63 годах Пьер Лалман, мастер по изготовлению колясок для детей, оснастил «денди-хорз» педалями — на переднем колесе. Затем он перебрался в Париж и создал первый похожий на современные прототипы велосипед. В 1864 году начался массовый выпуск «денди-хорзов» с педалями, причем рама уже была металлическая благодаря Пьеру Мишо и братьям Оливье. Доходят слухи, что и само название «велосипед» было придумано Мишо. В 1866, уже в Америке, Пьер Лалман запатентовал свое изобретение, следовательно, его и можно называть изобретателем велосипеда. Но все же это был еще не тот велосипед, который мы привыкли видеть в нынешнее время.

В 1867 году Каупер изобрел модель колеса со спицами, а 78 году Лоусон ввел цепную передачу.

Rover — «Скиталец», именно так назывался первый велосипед, похожий на те которые иcпользуются в наши дни. Он был создан в 1884 Джоном Кемпом Старли, а уже через год активно выпускался. В дальнейшем фирма Rover стала огромным автомобильным концерном, но к сожалению 15 апреля 2005 года, она обанкротилась и была ликвидирована.

«Золотой век» велосипедов.

В 1888 году, Джоном Бойдом Данлопом были изобретены надувные шины из каучука, они были куда более совершеннее, нежели запатентованные в 1845 году. 1890-е годы стали золотым веком велосипедов, теперь благодаря надувным покрышкам прозвище «костотрясы», которое было присуще всем велосипедам благополучно забылось. Теперь езда была мягкой и даже приятной.

педальный велосипед Мишо 1860 Превью — увеличение по клику.

В 1898 году были изобретены педальные и ручные тормоза, а также механизм свободного хода, позволяющий не крутить педали, когда велосипед катится сам.

Ближе к современности.

История велосипеда выходит на новый уровень. В 1878 году появляется первый складной велосипед. В 90х годах изобретена рама из алюминия, а в 1895 году лигерад — велосипед на котором можно ездить лежа. Причем только в 1914 году фирмой «Пежо» началось массовое производство лигерадов.

Начало 20 века характеризуется первыми механизмами переключения скоростей. Для переключения скорости необходимо было снять, а затем перевернуть заднее колесо. Планетарный механизм переключения изобретен в 1903 году. А переключатель скоростей, известный нам в том виде, который используется сейчас, появился лишь в 1950 году, благодаря известному итальянскому велогонщику Туллио Кампаньоло.

Велосипеды продолжали совершенствоваться на протяжении всего 20 века. В 1974 году — производство велосипедов из титана, через год уже из углепластика, а в 1983 году был изобретен первый велокомпьютер. В начале 90х годов получило свое распространение систама индексного переключения скоростей.

На этом, ни в коем случае, история велосипеда не заканчивается, просто я считаю нужным закончить рассказ, поскольку и так уже слишком далеко ушел от тематики сайта.

Кто изобрел велосипед

Множество историков ведут споры о том, кто изобрел велосипед, казалось бы, нет в мире проще изобретения. Потому и выражение «изобрести велосипед» имеет иронический подтекст, означающий попытку придумать новое решение, когда уже существует давно проверенное и надёжное. Однако велосипед действительно изобретали несколько раз, и тому есть исторические подтверждения, и в этом процессе участвовали многие. Развитие велосипеда берет начало в XVIII века и продолжается по наши дни.

Предпосылки создания велосипеда

Первым транспортом в жизни человека становится велосипед, который он получает в детстве и с помощью которого учится держать равновесие. Велосипеды являются «помощником» почтальонов, школьников, рабочих, а также тех, кто предпочитает не пользоваться общественным транспортом, кто борется за экологию или занимается спортом, активным отдыхом. Ученые разных стран давно доказали оздоровительную роль велосипеда.

Кто создал велосипед, в каком году?

Однозначного ответа на этот вопрос нет. Первые разработки приписывают Леонардо да Винчи и его ученику Джакомо Капротти, но происхождение этих чертежей считается сомнительным. Также существуют неподтверждённые легенды об уральском умельце Артамонове, который проехал на велосипеде собственного изобретения от Тагила до Москвы и тем самым провёл первый в мире велопробег.

Начиная с 1817 года предпринимались уже не кустарные, а официальные попытки на промышленном уровне разработать и усовершенствовать модель колёсного средства.

Одной из причин разработки этого вида транспорта была чудовищная климатическая аномалия 1816 года в Северном полушарии. Из-за извержения вулкана в апреле 1815 года в Индонезии северная часть планеты пережила лето с температурой воздуха около нуля, неурожайный год и снижение поголовья лошадей. Это не говоря о том, что в самой Индонезии погибло более 70 тысяч человек.

Но не было бы счастья, если бы несчастье не помогло! Была разработана альтернатива передвижению на лошади. Впоследствии удобство нового безотходного средства передвижения, не требующего вложений и не зависящего ни от чего, кроме усилий седока, было оценено благодарным человечеством и приобрело всемирную популярность. Велосипед сегодня используется на всех континентах, не считая Арктики и Антарктиды.

Кто изобрел первый велосипед

Авторство в изобретении этого транспортного средства принадлежит следующим личностям, заложившим основы его конструкции:

Деннис Джонсон – производитель дрезины, усовершенствовавший эту модель (1818 г.);
Киркпатрик Макмиллан – кузнец, добавивший к «дрезине» педали и заниженное седло (1839-40 гг.) Именно его модель больше всех напоминает современные велосипеды, но она не была оценена по достоинству, так как опережала своё время;
Пьер Лалман – специалист по изготовлению детских колясок, который разработал и запатентовал велосипед с педалями, известный как «денди-хорс» (1862-63 г.);
братья Оливье – промышленники, начавшие выпуск велосипеда Лалмана в сотрудничестве с каретным мастером Пьером Мишо (1864 г.);
Джон Старли – предприниматель, наладивший выпуск первых велосипедов современного образца с одинаковыми колёсами, цепной передачей и местом водителя между передним и задним колесом (1884-85 гг.)

Название «велосипед» («быстроногий») предложил француз Жозеф Ньепс. Кроме этого, длительное время и во многих языках велосипед именовался Ровером благодаря Джону Старли. Французское название «бициклет», какое-то время существовавшее в России, нигде не прижилось. А вот в Англии «велосипеда» нет, есть «байсикл».

История создания и усовершенствования велосипеда

Конструкция велосипеда постоянно дополнялась.

В 1853 тот же мсье Мишо дополнил велосипед подпружиненным седлом и тормозами.
В 1867 году благодаря Эдварду Кауперу у средства передвижения появились колёса со спицами.

В 1869 году во Франции прошла первая велогонка. На тот момент велосипед уже имел раму.

1870-1885 годы — время смешных и пугающих велосипедов-«пауков» с непропорционально большим передним колесом с педалями, седлом наверху этого колеса и маленьким задним колесом. Благодаря внешнему виду, сегодня известному по гравюрам, они носили название «пенни-фартинг» (большая и маленькая монетка). Такие большие колёса могли проехать большое расстояние за один оборот колеса. И они повышали скорость передвижения почти до 30 км/час, но езда на такой конструкции была чревата опасностью перевернуться на малейшей кочке и получить серьёзнейшую травму, что и происходило достаточно регулярно.

Около сотни «пенни-фартингов» было зарегистрировано в Петербурге, а затем и в Москве, но вскоре этот вид транспорта из-за своей опасности был законодательно запрещён.

В 1878 году Хорас Лоусон дополнил конструкцию цепной передачей. В том же году появились складные велосипеды.
В 1888 Джон Данлоп подарил велосипеду надувные каучуковые шины, что снизило тряску при езде и сделало передвижение намного комфортнее. Он просто обернул металлические колёса «костотряса», как ещё называли велосипед, поливным шлангом и наполнил его воздухом. Это был переворот в истории развития велосипеда.

По профессии Данлоп был ветеринаром, а усовершенствовать средство передвижения взялся ради сына.

В 1898 году велосипед получил возможность свободного хода и в дополнение к конструкции – педальные тормоза.
В 90-х годах позапрошлого века появились велосипеды, на которых можно было передвигаться лёжа или полулёжа.
В начале ХХ века у велосипеда появился планетарный переключатель скоростей, а в 1950 гонщик Туллио Кампаньоло разработал новый, который применяется и в наши дни.
В 70-х годах ХХ века стартовал выпуск велосипедов из титана и углепластика, они были предназначены для передвижения по горам и так и назывались: горные.
В 1983 велосипед был оснащён велокомпьютером и сложной системой переключения скоростей.

Велосипед в разное время в разных странах

В начале ХХ века популярность велосипедов несколько снизилась в связи с развитием автомобилестроения. Человечество переключилось на новую игрушку и с упоением изучало её возможности почти полвека. Мода на велосипеды вернулась в 60-х в результате пропаганды здорового образа жизни.

Сегодня велосипедист – полноценный участник дорожного движения; благодаря росту числа тех, кто передвигается на механическом двухколёсном друге, разгружаются магистрали, атмосфера города становится чище. а здоровье нации – крепче.

На территории бывшего СССР велосипед начал производится с 1924 года. Страна занимала четвёртое место в мире по производству этой техники.

На данный момент большое распространение этого вида транспорта замечено в Дании, далее по списку идут Нидерланды, Бельгия и Германия. Растёт популярность двухколесного друга и в России. А вот в Испании и других южноевропейсикх странах она остаётся невысокой: среднестатистический житель этой страны проезжает на велосипеде не более 20 км в год.

Во многих европейских городах велосипед можно взять напрокат, в том числе бесплатно. Количество велосипедистов во многих европейских городах составляет более 60%.

Любят велосипед и в Азии за его дешевизну, хотя в последнее время он и уступает мотоциклам и легковым автомобилям.

Заключение

В целом, можно говорить о том, что велосипед – это стиль жизни. Он экологичен и не добавляет расходов. Он даёт свободу действий, преимущества перед автомобилистом, пешеходом и мотоциклистом. Он позволяет испытать прилив адреналина и чувство полёта, избавиться от стресса и укрепить здоровье.

Этот простой аппарат удивительным образом меняет жизнь. В ясный день гораздо интереснее провести свободное время за прогулкой по городу или живописному лесопарку, чем лежать на диване. Море позитива, новые впечатления и огромное количество ярких и запоминающихся фотографий – вот что подарит велосипед каждому, кто хоть немного умеет держаться в его седле.

В каком году изобрели деревянный велосипед

Темы исследований

Оформление работы

Наш баннер

Исследовательские работы и проекты

История велосипеда

В процессе исследовательской работы «История велосипеда» ученицей 2 класса начальной школы была поставлена цель исследовать литературу по истории развития велосипеда, узнать: когда изобретён, кто первым его построил, как он выглядел.

Подробнее о работе:

В проекте по начальной школе на тему «История велосипеда» ученицей 2 класса предложены к просмотру фотографии, демонстрирующие эволюцию внешнего вида велосипеда с момента его изобретения и модели разных разработчиков.

Введение
1. История изобретения велосипеда
2. Устройство велосипеда и их разнообразие
3. Польза велосипеда
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

Введение

У него много преимуществ перед другими видами транспорта. Это прекрасное средство для отдыха, развлечений и занятий спортом и ещё удобный вид транспорта — не надо подолгу стоять в городских пробках и искать место для парковки. Оно дарит чувство свободы, позволяет быстро передвигаться и не загрязнять воздух выхлопными газами, как делают это автомобили. Вот я и решила в своей работе узнать больше о нём, показать, какое же значение имеет велосипед для здоровья человека.

Актуальность: Я очень люблю кататься на велосипеде. Каждый год с нетерпением жду лета, чтобы быстренько достать из кладовки своего «железного коня» и вперед! Это очень интересное и увлекательное занятие и полезное для здоровья. Однажды я задумалась, кто же придумал такую замечательную машину, которая приносит столько радости и пользы людям. Решила это выяснить и узнать о своем «железном друге», с помощью дополнительной литературы.

Эта тема работы актуальна — мы очень любознательные школьники. Нам обо всём на свете хочется узнать.

Цель моей работы: исследовать историю изобретения велосипеда.

Задачи:

Познакомиться с историей развития велосипеда: когда изобретён, кто первым его построил, как он выглядел.
Познакомиться с разнообразием моделей велосипеда.
Узнать о пользе езды на этом виде транспорта.

Объект исследования: велосипед.

Метод исследования: информационный.

1. История изобретения велосипеда

У изобретения велосипеда длинная предыстория. Имеется немало свидетельств, что колесные устройства, приводимые в движение мускульной силой человека, создавались талантливыми изобретателями в разное время и в разных странах.

У нас в России первый изобрёл велосипед крепостной крестьянин Артамонов в 1801 году. Двести лет назад жил на Урале купец Ефим Михеевич Артамонов. Он был большим выдумщиком и однажды придумал машину-самокат, у которой было два деревянных колеса с железными ободьями, педали и руль.

Когда он ехал по улице на своем самокате, все хохотали и показывали на него пальцем. Хозяин завода, на котором работал кузнец, пожелал увидеть царя Александра I и послал изобретателя с подарком в Москву.

Артамонов проехал две тысячи верст и через несколько месяцев доехал до Москвы. Царю, подарок понравился, потому что Артамонов за своё изобретение получил огромную по тем временам награду: его освободили от крепостной зависимости. Но вскоре изобретение было забыто. (Приложение 1.1)

Вторым изобретателем самоката был немецкий профессор барон Карл фон Дрез из Карлсруэ. В1817 году, в Германии, в городе Карлеруэ. Дрейз изобрёл «беговую машину», 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.

Машина была довольно простая: два высоких колеса – одно за другим – и узенькое сиденье между ними. И был этот велосипед без педалей и сделан был из дерева.

И передвигаться на этом велосипеде, нужно было по-прежнему отталкиваться от земли ногами. Езда на таком велосипеде выглядела очень забавно и поэтому Дрез усовершенствовал машину. Он укрепил переднее колесо в поворотной вилке, к которой приделал изогнутый руль. Появилась возможность машиной управлять. Карл фон Дрэз очень любил механику и был талантливым изобретателем. Но судьба его печальна. Он умер в нищете, а его велосипед ради смеха кто – то купил за пять марок.

Только через восемьдесят лет в 1897 году, когда велосипед завоевал всемирную славу, Дрэзу поставили памятник в том самом городе Карлеруэ, где пришлось ему пережить много издевательств и насмешек. (Приложение 2)

Впрочем, не он один увлекался этой машиной, которую назвали по имени изобретателя – дрезиной. Она имела успех в Лондоне и Париже.

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. (Приложение 1)

Француз Пьер Мишо через полвека после Дреза – в 1869 году тоже изобрёл велосипед. Этот велосипед был еще не очень похож на нынешние велосипеды – переднее колесо очень большое, а заднее маленькое. Но зато переднее, ведущее колесо уже вращалось с помощью педалей. (Приложение 2.2)

В 1863 Пьер 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.

Со временем вес велосипеда значительно уменьшился, потому что его стали делать из стали вместо дерева.

В 80 – х годах англичанин Коупер создал современное велосипедное колесо – с лёгкими спицами, на которых держится обод, и намного уменьшил трение, заложив в ступицу колеса изобретённые тогда шарикоподшипники.

Велосипед стал легче и по весу и на ходу, но у него ещё был серьёзный недостаток – седока сильно трясло.

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, а первый лигерад (иногда называемый рикамбент, велосипед, на котором можно ездить в лежачем положении) — в 1895 году.

Вот тогда, наконец, велосипеды завоевали мир – лёгкие велосипеды из стальных труб, с педалями, с колёсами на шарикоподшипниках и с пневматическими шинами.

Как изобретали велосипед

Тот вид, в котором мы знаем велосипед сейчас, это средство передвижения обрело далеко не сразу. Хотя каждый из нас привык относиться к его существованию, как к должному, история изобретения велосипеда прошла долгий и тернистый путь перед тем, как предстать в привычном для нас виде.

Мифы о создании велосипеда

Существует множество мифов по поводу первенства в его разработке, и лидерство удерживает известнейший изобретатель Леонардо да Винчи со своим учеником Джакомо Капротти. Не так давно были якобы обнаружены зарисовки того средства передвижения, которое заслужило любовь и признание в нынешнем веке. Но это остаётся всего лишь мифом, так как многие считают данную информацию фальсификацией, не имеющей ничего общего с действительностью. Хотя некоторые энтузиасты создали вполне рабочую модель по этим эскизам.

Следуя хронологии, следующий миф гласит о том, что некий граф де Сиврак в 1791 году изобразил человека на подобии самоката, прозванной «потешной лошадкой». Но подтверждение этой фальсификации были получены, как и автор — Луи Бодри, француз, создавший её в 1891 году, используя Джина Хенри Сиврака, коммерсанта, получившего позволение импортировать четырёхколёсные экипажи в 1817 году, как прототип для несуществующего графа.

Ещё одна легенда касается отечественных просторов, и гласит о некоем крепостном умельце Ефиме Артанове, что жил на Урале, в Тагильском посёлке, который разросся и известен как г. Нижний Тагил. Миф гласит, что на этом изобретении он одолел 2000 вёрст до Москвы, дабы удивить царя по приказу его хозяина, некого Акинфия Демидова. Что у него якобы получилось, и он получил за это свободу для себя и своей семьи. Остался даже тот самый велосипед, но химический анализ выявил то, что это подделка, что была сделана не раньше 1870 года. Да и описание этого события, что найдены в рукописях В. Д. Белова, не совпадают с датами из официальных хроник. Есть мнение, что основой для создания мифологической личности Артамонова был использован вполне реальный человек — некий изобретатель Е. Г. Кузнецов-Жепинский, тоже крепостной, получивший свободу за факт создания дрожек с верстометром и музыкальным органом в 1801 году.

От дрезины до «пенни-фартинга»

Официальная история развития велосипеда началась тогда, когда профессор Карл фон Дрез, немец по происхождению, носивший титул барона, запатентовал в 1817 году первый в мире двухколёсный самокат. Его личное название изобретения звучало как «машина для бега», ведь она не имела педалей и седла, и передвигаться на ней можно было только отталкиваясь ногами. А в остальном он был подобен современным велосипедам и был выполнен из дерева. Англичане и французы окрестили новинку дрезиной, в честь изобретателя. Со временем в Великобритании она приобрела немалую популярность. К тому моменту в обиходе было иное название — «дэнди-хорсе». Их выпуском занялись многие предприниматели, один из которых снабдил дрезину седлом с возможностью регулировать высоту. И именно в то время впервые, благодаря французу Ж. Н. Ньепсу, прозвучало слово «велосипед» (vélocipède).

Бытует теория, что необходимость создания велосипеда появилась у людей после произошедшего извержения вулкана Тамбора, повлёкшего аномальную погоду во всём Северном полушарии. Это повлекло голод, что привело к понижению поголовья лошадей.

Новый виток развития наступил в 1840 году на юге Шотландии. Кузнец из небольшой деревни усовершенствовал самокат Дреза своим способом, добавив седло и, главное, педали, которые придавали вращение заднему колесу. Переднее же управлялось посредством руля. Эту модификацию постигла та же участь, что и все изобретения, опередившие своё время — известности она не приобрела.

Следующий патент, касающийся велосипеда, был получен Пьером Лалманом, занимавшимся сборкой детских колясок во Франции, и содержал в себе схему оснащения велосипеда педалями на переднем колесе. А ещё он ничего не знал о шотландской разновидности дрезины, и потому его педали требовалось крутить, а не толкать.

Велосипед в исполнении Лалмана вскоре был замечен и по достоинству оценён. Братья Оливье, крупные промышленники, в сотрудничестве с инженером Пьером Мишо поставили их производство на поток. Мишо оказался первым, кто догадался выполнить рану велосипеда из металла. Но их сотрудничество продлилось недолго, и вскоре Лалман отбыл в Америку, где и получил патент на своё изобретение. По всей видимости, его можно рассматривать как фактического изобретателя велосипеда.

Во второй половине XIX века стали популярны велосипеды системы «пенни-фартинг». Имя ей дали две одноимённые монетки, с которыми сравнивали соразмерность колёс, первое из которых в разы больше заднего. Седло и педали находились почти прямо над передним колесом, имеющим диаметр 130–160 см. Такие большие колёса делались из расчёта покрытия как можно большего расстояния за один оборот колеса. Но центр тяжести смещался вперёд, и любой камень на пути велосипеда мог привести к тяжёлой аварии. Позже придумали сместить сидение ездока чуть назад, что повысило безопасность езды, но крутить педали стало сложнее.

Колесо с металлическими спицами — дело рук изобретателя Каупера, который предложил её в 1867 году. Идея оказалась очень удачной. А цепная передача появилась в велосипеде благодаря другому изобретателю — Лоусону, и датирована 1878 годом.

Ровер и золотой век велосипедистов

Rover («Скиталец») — такое название носит первый велосипед, который похож на те, что мы видим сейчас. Создан он был в далёком 1884 году Д.К. Старли, а производился он со следующего года. Теперь на велосипеде использовалась цепная передача, а колёса были одного размера. Конструкцию сразу же окрестили безопасной. Само же слово осталось во многих языках, обозначая велосипед. Кстати, в России из-за одинакового диаметра колёс такое средство передвижения называлось бисиклетом либо бициклетом — но со временем слово из обихода выпало и забылось.

И 1888 год ознаменовался появлением надёжных шин из каучука, которые предохраняли колесо от мелких камней и сделавшие поездки удобнее и избавившие сами велосипеды от прозвища «костотрясы». Изобретатель был не первым, кто придумал саму концепцию шин, это было сделано и запатентовано в 1845 году, но его технология была намного совершеннее и могла быть использована в массовом производстве.

История развития велосипеда в 1890 году вошла в свой Золотой век. Но и в нём существовала проблема, портившая жизнь велосипедистам. Это была ржавчина. Нержавейку тогда варить ещё не умели, потому уход за двухколёсным другом занимал очень продолжительное время. В тематической книге, датированной 1895 годом, инструкция по уходу занимала ни много, ни мало — 4 страницы.

Складную конструкцию придумали в 1878 году, а велосипед, на котором передвигаться можно в положении лёжа («лигерад») — в 1895. С 1895 года начали выпускать алюминиевые рамы.

Такие переключатели скоростей, которые мы видим сейчас, изобрели только в 1950 году велогонщиком и производственником велосипедов — Туллио Компаньоло. А появились они в начале XX века. Первый способ переключения скоростей был довольно долог и трудоёмок. Система включала в себя две звёздочки на заднем колесе, которые нужно было снять, вынуть заднее колесо, перевернуть, вновь зафиксировать да натянуть цепь. А планетарный механизм был разработан в 1903, хотя стал популярен только через 30 лет.

Вторая половина XX века также изобиловала инновациями, эволюция велосипедов продолжалась. А 74-й год ознаменовался началом применения титановых сплавов в производстве рам, а через год стали применять углепластик. В 1983 появился велокомпьютер, а в последнем десятилетии миллениума разработали индексную систему переключения скоростей.

Пару слов в заключение

Но не стоит считать, что велосипеды пользовались стабильной популярностью. Они имели свои взлёты и падения, как, например, период с 1905 года. В то время рынок насыщался автомобилями, и интерес к велосипедам был невысок. Возвращаться в массы он начал только в 70-х годах, когда проблемы экологии и здорового образа жизни начали занимать в умах людей должное место. Нынче самой большой популярностью они пользуются в Европе. Лидируют среди всех Дания и Нидерланды. Жители этих стран в среднем за год преодолевают 900 км. По 300 км в год проезжают люди в Бельгии и Германии.

В заключение можно сказать, что начавшаяся почти 200 лет назад история велосипеда далеко не закончена, и через сотню лет он вполне может занимать такое же важное место в жизни людей, как и сейчас.

Ездить на велосипеде умеет каждый второй житель планеты, но очень быстрый велосипед покупает не так много людей. Скептики считают, что двухколёсный железный друг, по сравнению с авто, ползёт как черепаха. С этим мнением готовы поспорить специалисты, они точно знают, какой велосипед самый быстрый в мире. Предлагаем и вам удостовериться в быстроте передвижения велосипеда.

Конструируем собственный велосипед с мотором, устанавливаем над задним крылом двигатель от бензопилы или бензокосы. Способы установки, а также готовые решения.

Мы настолько привыкли к цепным велосипедам, что существование других разновидностей даже не рассматривается. А зря! Ведь существует ещё велосипед с карданом, который начал выпускаться гораздо раньше цепных моделей.

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 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.

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

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.
Качественные дисковые тормоза позволяют более плавно регулировать тормозные усилия.
Дисковые тормоза можно использовать с слегка искривлённой геометрией колеса, в то время, как ободные начнут задевать обод и притормаживать велосипед.
Качественные дисковые тормоза требуют обслуживания гораздо реже, чем ободные. Но обслуживание, зачастую, не может 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:

Тормозное усилие прикладывается к ободу, тем самым уменьшается нагрузка на спицы и втулку.
При длительном торможении (спуске с горы) v-brake гораздо меньше нагреваются, за счёт большей площади обода по сравнению с тормозным диском.
V-brake очень неприхотливы, настройка очень простая, в отличие от дисковых, которые часто нужно перестраивать после снятия колеса.
Имеют меньший вес чем дисковые тормоза, что важно для некоторых велоспортивных дисциплин.
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.

Источники:

https://autohis.ru/velo.php
https://oldinvent.ru/kto-izobrel-velosiped/
https://obuchonok.ru/node/4685
https://aktsport.ru/velosiped/istoriya-velosipeda.html
https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/836985