Как увеличить скорость велосипеда
Нередко велосипедист после приобретения байка задумывается о соответствии «железного коня» своим ожиданиям.
Популярная разновидность – горные велосипеды, которые не отличаются высокими показателями в аэродинамичности и накате. Их предназначение – пересеченные участки местности, для ровных дорог и шоссе предпочтительнее использовать шоссеры.
Однако если человек уже купил горный велосипед, есть несколько возможных вариантов его «прокачки» под шоссейный.
Колеса
Одним из важнейших элементов, влияющих на скорость велосипеда, являются покрышки. Горные велосипеды продаются в комплекте с шипованными разновидностями.
В условиях города и трассы они неактуальны. Выступающие протекторы увеличивают площадь сцепления с дорогой, что негативным образом отражается на качестве наката.
Одним из вариант, как увеличить скорость велосипеда является замена резины. Оптимальным вариантом будут сликовые покрышки. Характеризуются гладкой поверхностью, что позволяет обеспечить велосипеду максимальную степень инертности.
В сликах также имеются водоотводящие канавы, чтобы обеспечить надежность сцепления с дорожным покрытием во время дождя.
Использование лысой резины вместо сликов бесполезно. Подобные покрышки отличаются шероховатостью, что сказывается на увеличении силе трения.
Использование лысой резины в дождь сопровождается дополнительными рисками, вода не отводится от шины, что спровоцирует скольжение по воде. К тому же лысая резина характеризуется пониженной толщиной, что увеличивает вероятность повреждения камеры.
Ещё одна разновидность, позволяющая увеличить накат – резина для МТБ. Альтернативное название – полуслики. Является гибридом сликов и горной резины.
Когда велосипедисту приходится в редких случаях выезжать за пределы шоссе, рекомендуется приобретать именно МТБ покрышки. Характеризуются шипами по краям, по центру же гладкая поверхность.
Полуслик позволяет стабилизировать положение велосипеда на дороге во время поворота, когда шипы начинают контактировать с покрытием.
От ширины покрышки также зависит уровень наката. Для увеличения скорости рекомендуется приобретать более узкую резину. На шоссейные велосипеды устанавливается максимально узкая покрышка.
Однако для горного велосипеда данный вариант не подходит из-за ширины обода. При выборе покрышки на этот показатель также требуется обратить внимание.
Некоторые владельцы байков устанавливают на переднее колесо полуслик, а заднее устанавливают сликовое, что положительно сказывается на накате и обеспечивает приемлемое сцепление с грунтовым покрытием.
Улучшить накат также удастся, увеличив давление в камерах. На любой резине указывается максимально допустимое давление, следует накачивать резину, практически до верхнего значения.
Амортизационная составляющая и трансмиссия
На хардтейле, наиболее распространенной разновидности велосипеда, передняя вилка раскачивается во время езды, что негативным образом сказывается на скорости байка. Усилия велосипедиста нивелируются.
Задняя амортизационная система значительно снижает скорость велосипеда в процессе раскачивания, а также добавляет байку лишний вес.
Для увеличения скорости хардтейла требуется монтировать жесткую разновидность вилки. Характеризуется небольшим весом, особенно карбоновые типы. Тем самым удастся увеличить накат и инертность велосипеда.
Карбоновая вилка будет также выполнять амортизационную функцию, что объясняется упругостью материала. Алюминиевые аналоги характеризуется большим весом и высокой степенью жесткости.
Большинство мягких вилок оснащаются переключателем блокировок. Это позволит обеспечить ригидность вилки. Однако требуется не забывать изменять положение переключателя, чтобы не испортить амортизационную систему велосипеда.
Чтобы увеличить скорость байка, требуется установить большие по размеру звезды. Это положительно скажется на максимальных скоростных показателях велосипеда. Объясняется это увеличением передаточного отношения, потребуется прикладывать больше усилий для вращения педалей.
Посадка велосипедиста
Один из самых простых способов увеличить скорость велосипеда своими руками.
Узость посадки владельца байка положительно сказывается на уменьшении сопротивления воздушных масс. Это увеличивает скорость велосипеда.
Для улучшения аэродинамичности посадки профессионалы рекомендуют приобрести длинный вынос руля, монтировать его требуется как можно ниже.
Существуют также специальные лежаки, которые устанавливают на руль. Подлокотники, идущие в комплекте, позволяют экономить силы. Руки будут располагаться на уровне седла.
Некоторые самостоятельно обрезают руль под ширину плеч, пострадает качество управляемости велосипедом, однако аэродинамичные показатели увеличатся.
Также требуется убедиться в правильности регулирования высоты седла. С этой целью требуется сесть на байк и прокрутить педаль в нижнее расположение. Нижняя конечность должна быть практически полностью выпрямлена.
При постоянно согнутых ногах эффективность вращения педалей значительно ниже. Также это является провоцирующим фактором для развития заболеваний суставов в области колена.
Педали
Большинство велосипедистов крутит педали при помощи одной ноги, вторая в этот момент отдыхает. Речь идет об обычных разновидностях данного элемента.
С целью увеличения эффективности езды профессионалы рекомендуют использовать контактные аналоги. Фиксируются шипами, для их использования требуется специальная обувь – туфли для велосипеда.
Главное отличие заключается в том, что можно не только давить ногой на педаль, но и в то же время тянуть вверх педали другой ногой. Оптимальная степень эффективности достигается при формировании привычки делать ногами круг, а не совершать давящие движения.
Устаревшая разновидность контактных педалей и более бюджетная –механизм с туклипсами. Представляется в виде специальных ремешков, фиксирующих нижнюю конечность на педали.
Главным недостатком, в сравнении с контактными аналогами, является сложность выстегивания и плохая степень фиксации ноги.
Положительным моментом является возможность использования туклипсов в любой обуви или даже без неё. С этой целью требуется закрепить небольшой ремешок на педали следующим образом.
Техническое обслуживание
Для повышения скорости, если велосипед не новый, требуется провести техническое обслуживание байка. Уделить внимание каждому узлу «железного коня».
Особую роль в скорости играют промышленные подшипники. Их замена может значительно повысить скоростные характеристики велосипеда. Также требуется смазать и очистить цепь от грязи и пыли. Положительно скажется регулирование тормозной системы, когда колодки касаются ротора или обода колеса.
Также требуется отрегулировать конуса втулок. Процедура довольно сложная, при наличии сомнений в качестве выполнения самостоятельно, рекомендуется обратиться за помощью к веломастеру.
Перед смазкой цепи следует тщательно прочистить звезды и сами ролики, промыть все элементы трансмиссии. Чтобы избежать возникновения ржавчины, вместо воды рекомендуется использовать бензин. Таким образом удастся очистить цепь в любом труднодоступном месте. Для смазки используются жидкие основы.
После процедуры нанесения требуется подождать 15 – 20 минут, после чего тряпкой убрать оставшиеся излишки. Если не сделать последнюю процедуру, грязь быстро налипнет на цепь, из-за чего очистку придется повторить.
Следует удостовериться в состоянии цепи, не растянута ли она. В противном случае страдает сама кассета. Тогда возникнет необходимость менять трансмиссионную систему целиком.
Вес велосипеда
У профессиональных гонщиков велосипед весит около 7 килограмм. Это позволяет быстро разогнаться и тратить меньше сил на поддержание скорости. Для облегчения велосипеда требуется сменить тяжелые детали на более легкие аналоги.
Чем меньше вес оборудования – тем больше цена. Оптимальным вариантом считаются детали из карбона, однако они характеризуются высокой денежной стоимостью.
При финансовой ограниченности рекомендуется заменить раму, например, со стальной на алюминиевую.
Скорость зависит не только от состояния байка, но и от техники педалирования райдера. Одним из способов, как увеличить среднюю скорость на велосипеде, является повышение навыков, работа над дыханием.
Велосипед не падает из-за центробежной силы
Для сохранения равновесия любого тела необходимо, чтобы перпендикуляр, опущенный из центра его тяжести, не выходил за площадь опоры. Чем меньше последняя, тем менее устойчиво положение.
Площадь опоры велосипеда предельно мала – по сути, она представляет собой прямую линию, проведенную между точками касания колесами земли. Поэтому велосипед (с велосипедистом или без него) не может стоять, находясь в неподвижном положении. Но при движении устойчивость чудесным образом возвращается к нему. Почему это происходит?
Все дело в центробежной силе, которая возникает при подруливании. Если движущийся велосипед начинает наклоняться в какую-нибудь сторону, велосипедист слегка поворачивает руль в сторону наклона, заставляя машину поворачиваться. При этом возникает центробежная сила, направленная в сторону, противоположную наклону. Она-то и возвращает велосипед в вертикальное положение. Двухколесный велосипед не способен ехать строго по прямой. Если его руль зафиксировать в неподвижном положении, он обязательно упадет, потому что исключается возможность подруливания.
Этот процесс – отклонение от вертикали и возвращение к ней – происходит непрерывно. Велосипедист даже не задумывается о том, что происходит. Его руки автоматически совершают подруливание, которое необходимо для сохранения вертикального положение. К слову сказать, именно в приобретении автоматизма подруливания и состоит обучение езды на велосипеде.
Конструкция велосипеда и поддержание равновесия
Конструкция рулевой колонки и передней вилки велосипеда облегчает автоматическое поддержание равновесия. Ось рулевой колонки (передней вилки) проходит не вертикально, а наклонно к земле. Точка ее пересечения с грунтом располагается впереди того места, где переднее колесо соприкасается с дорогой. Такая схема способствует тому, что если переднее колесо случайно отклоняется от среднего положения, сразу возникает момент реактивных сил, который возвращает его на место.
При наклоне велосипеда реакция опоры переднего колеса, которая приложена в точке его касания с землей и направлена вверх, автоматически поворачивает колесо в сторону наклона. Возникает центробежная сила и велосипед возвращается в вертикальное положение.
Для лучшего понимания этого процесса, нужно просто принять во внимание, что схема сил, действующих на переднее колесо велосипеда, является примерно такой же, как и у тележек с вращающимися колесами. В какую сторону тележку не толкать, колеса автоматически поворачиваются в нужном направлении. Кстати, именно эта особенность конструкции велосипеда обеспечивает возможность езды, не держась руками за руль. Велосипед самостоятельно поддерживает равновесие. А чтобы выполнить поворот, достаточно сместить центр тяжести своего тела в сторону.
Степень способности конкретного велосипеда поддерживать динамическое равновесие определяется конструкцией его рулевой колонки и вилки. Главный параметр здесь – расстояние от точки соприкосновения переднего колеса с землей, до точки пересечения оси рулевой колонки (передней вилки) с грунтом. Как уже говорилось, последняя находится впереди первой. Реактивный момент, действующий на колесо при его повороте, будет тем выше, чем больше это расстояние. Для оптимальных динамических характеристик велосипеда требуется не самый большой, а строго определенный реактивный момент. Слишком малый уменьшит автоматическое поддержание равновесия, чрезмерно большой – приведет к возникновению «шимми». Поэтому наклон оси рулевой колонки и параметры передней вилки при проектировании велосипеда выбираются очень тщательно.
Что такое «шимми»
При высокой скорости (выше 30 км/час) переднее колесо велосипеда может начать самопроизвольно вилять вправо-влево. Это явление, которое, кстати, имеет место и в авиации, называется «speed wobbles» или «шимми». Причина его заключается не в неисправности велосипеда (плохой сборке или ослаблении креплений), а в том, что возникает резонанс переднего колеса. «Шимми» очень опасно в том случае, когда велосипедист едет «без рук», то есть не держится за руль. Чтобы погасить возникший резонанс, нужно снизить скорость или изменить позу.
Велосипед – энергоэффективней
По затратам энергии на единицу преодоленного расстояния велосипед эффективней не только ходьбы, но и езды на автомобиле. При движении велосипеда со скоростью 30 км/час тратится 15 ккал на 1 км. Ходьба со скоростью 5 км/час приводит к сжиганию 60 ккал на 1 км. То есть по энергозатратам на единицу расстояния движение на велосипеде в 4 раза эффективнее ходьбы.
… и функциональней
Если рассматривать езду на велосипеде с точки зрения спортивной нагрузки, то она тоже оказывается предпочтительней ходьбы. Катание на велосипеде отнимает 450 ккал в час, в то время как при ходьбе тратится только 300 ккал. Конечно, физическую нагрузку можно увеличить, перейдя с шага на бег. Но в этом случае возрастает нагрузка на колени и голеностопные суставы, что нежелательно, поскольку со временем может привести к травме этих проблемных мест.
Когда женщины быстрее
Тренированный мужчина, даже не будучи профессиональным спортсменом, может длительное время развивать мощность 250 Вт или 0,33 л. с. При езде на велосипеде по ровной дороге это примерно соответствует скорости 30 км/час. Женщины не могут развивать такой мощности, как мужчины, но в расчете на единицу веса их энергетические показатели превосходят мужские. При езде по ровной дороге, когда вся мощность тратится в основном на преодоление сопротивления воздуха, женщины едут медленнее, чем мужчины. Зато при езде в гору, когда энергия тратится на преодоление силы тяжести, они способны ехать быстрее сильной половины.
Мифы о «быстрых» и легких велосипедах
Давайте кое-что проясним. Не существует такой вещи, как «быстрый велосипед». Велосипеды не бывают ни быстрыми, ни медленными. Они могут быть блестящими или дорогими. Тяжёлыми или лёгкими. Но без ездока они неподвижны. Законы физики удерживают велосипед на месте, пока вы не заберётесь на него и не начнёте крутить педали.
Но даже после этого велосипед не обязательно станет быстрым. Из всех компонентов велосипеда, ваши ноги являются самой важной частью. На дорогах можно увидеть множество отличных велосипедов, владельцы которых ездят медленно.
Ещё коварнее, чем неточная лексика является простая переоценка того, какое значение имеет вес велосипеда.
В книге «FASTER» демонстрируются числа, которые объясняют, почему наклон даже под одним или двумя градусами значительно усложняет езду. При подъёме на холм может показаться, что очень важно избавиться от всей лишней массы на велосипеде.
Это и привлекает людей к углеродным(карбоновым) рамам, а также замене стандартных шатунов, рулей, сидений, спиц и других элементов на облегчённые аналоги. Пять грамм тут, 10 грамм здесь, всё это накапливается, не так ли? Очень скоро ваш велосипед станет на 500 грамм легче. Это уже целая половина килограмма!
Да, это так. Но подобные модернизации легко могут обойтись вам в 500 долларов или больше. То есть половину тысячи. Стоит ли оно того?
Не совсем.
Приблизительная разница между алюминиевым велосипедом начального уровня с приличной комплектацией и дорогой углеродной моделью с легчайшими из доступных на рынке частей, в среднем составляет около 1,5 кг.
Оправдано ли такое уменьшение веса?
Давайте выясним. Возьмём гипотетическую велосипедистку и заставим её подниматься по холму на двух велосипедах, движущихся с одинаковой скоростью. Первый велосипед весит 6,8 килограммов, а второй на 1,4 килограмма меньше, то есть 5,4 килограмма. Во время каждого теста она будет ехать со скоростью 24 км/ч.
Все характеристики за исключением веса велосипеда будут постоянными, чтобы мы могли выяснить, насколько меньше усилий необходимо при сниженном весе. Этой и будет настоящим испытанием ваших вложений.
Взгляните на изображение, чтобы увидеть график результатов.
Если у вас с трудом получается заметить разницу, не напрягайте глаза, поскольку она минимальна. Вот и наш итог.
Но ведь профессиональные атлеты пользуются самым лёгким снаряжением, так что это должно иметь значение, не так ли?
Помните, что профессиональные спортсмены работают в среде, полностью отличающейся от нашей. Они очень близки друг к другу в плане физической подготовки и вплотную приближаются к наилучшим возможным для человека результатам.
Помимо этого, итог к которому мы пришли, справедлив с точки зрения здравого смысла: 1,4 килограмма — это чуть больше 2 процентов общего веса 68-килограммового велосипедиста и 6,8-килограммового велосипеда. Десять ватт — это 2 процента от потребляемой мощности в 500 ватт, необходимой для поддержки постоянно скорости по 10-процентной шкале. Поскольку отношение веса к экономии энергии является линейным, здесь работает такое же правило одного к одному.
Применить всё это на практике гораздо сложнее. Если вы хотите уменьшить требуемые усилия на 1 процент, вам придётся снизить массу движущегося на холм объекта на 1 процент. А поскольку вы двигаете не только велосипед, но и своё тело, выполнить такое требование не так просто, ведь облегчить можно только велосипед.
Короче говоря, гораздо проще накачивать свои ноги и сбрасывать лишний жир путём правильных тренировок и диет. На самом деле, потеря лишнего веса оказывает двойное влияние на вашу силу и скорость. По мере уменьшения веса, объём энергии, необходимый для поддержания определённой скорости тоже снизится.
В то же время, объём энергии, которую вы способны генерировать будет увеличиваться. Причина в том, что поглощение кислорода связано с массой тела и улучшается по мере потери жира.
Мощность против времени
Если аргумент с требуемой энергией вас не удовлетворяет, посмотрим на ситуацию под другим углом. Ответим на вопрос, который вас действительно волнует. Насколько быстрее вы станете?
В конце концов, гонки выигрываются экономией времени, а не энергии. Давайте посмотрим, что произойдёт, когда наша гипотетическая велосипедистка взбирается на разные холмы с помощью велосипедов разного веса. Пусть мощность всегда равняется 200 ваттам, а взбираться она будет на протяжении 1,6 километра при семи различных углах наклона (от 1 до 7 процентов).
Давайте взглянем на разницу между 6,8-, 7,2-, 7,7- и 8,1-килограммовыми велосипедами, где велосипед весом 8,1 кг служит базовой линией. Из-за сложности вычислений мы избавимся от сопротивления воздуха и проанализируем только влияние веса. Сколько времени нам удастся сэкономить?
График результатов расположен на изображении справа.
Смотрите и плачьте, любители уменьшать вес велосипеда
Взгляните на правую часть графика. Снимите 1,3 килограмма со своего велосипеда, крутите педали с мощностью 200 ватт и взберётесь на холм с 7-процентным уклоном на 7,5 секунд быстрее конкурента. Преимущество в 0,4 килограмма даёт вам всего 2,5 секунды. На протяжении многочасовой гонки, эти несколько секунд не сыграют особой роли.
Имейте в виду, что эти преимущества работают только для долгих и крутых подъёмов. Трассы с небольшими пологими холмиками сведут разницу к минимуму.
Примечание редактора: Эта статья адаптирована из книги «FASTER: Demystifying the Science of Triathlon Speed» за авторством Джима Гурли и опубликована с разрешения VeloPress.
Сильные легкие, красивое тело и яркий секс: 33 причины, зачем кататься на велосипеде
Передвигайтесь на велосипеде по крупным городам Великобритании, и вы доберетесь до места вдвое быстрее, чем на авто, показывает исследование Citroen. Лидер транспорта Эдинбурга Эндрю Бернс предсказывает, что поездка на авто по столице Шотландии, которая сейчас занимает 20 минут, может потребовать порядка 1 часа в 2026 году, но поездки на велосипеде станут короче в результате улучшения инфраструктуры.
2. Улучшает сон
Поездка на велосипеде рано утром может показаться изматывающей, но она даст вам качественный сон, когда вы вечером наконец доберетесь до постели. Исследователи Медицинской школы в Стенфордском университете предложили людям, ведущим сидячий образ жизни и страдающим от бессонницы, ездить на велосипеде 20-30 минут через день. Результат: время, необходимое для того, чтобы заснуть, сократилось вдвое, а время сна увеличилось почти на час.
3. Помогает выглядеть моложе
Ученые в Стэнфордском университете обнаружили, что регулярные занятия на велосипеде защищают кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей и уменьшают признаки старения. Дерматолог из компании Harley Street объясняет:
Циркуляция крови, благодаря физической активности, более эффективно доставляет кислород и питательные вещества в клетки кожи и вымывает вредные токсины. Упражнения создают внутри организма идеальную среду, оптимизируют выработку коллагена, который предотвращает появление морщин и ускоряет процессы заживления.
Однако, перед тем, как выезжать, не забывайте намазаться солнцезащитным кремом.
4. Улучшает пищеварение
Как утверждают эксперты из Бристольского университета, преимущества велосипеда заходят глубоко вовнутрь.
«Физическая активность помогает уменьшить время, за которое пища проходит через толстый кишечник. В результате сокращается количество воды, всасываемое обратно в организм; стул получается более жидким и легче проходит»,- объясняет гастроэнтеролог Harley Street Анна Раймундо.
Источники:
https://velife.ru/katanie/kak-uvelichit-skorost-velosipeda.html
http://velosreda.ru/fizika-velosipeda-pochemu-velosiped-ne-padaet
https://www.veloturist.org.ua/mify-o-bystryx-i-legkix-velosipedax/
https://5sfer.com/33-prichiny-zachem-katatsya-na-velosipede/